有色金属工业炉窑的现状及未来发展研究

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年1月第3期   作者:贾发莉
[导读] 在国民经济发展过程中,金属矿产资源发挥着重要作用

         摘要:在国民经济发展过程中,金属矿产资源发挥着重要作用。金属矿产资源是制造业的资源基础,但是由于过分重视开发而轻视了环境保护,导致很多生态问题的出现,也使整体的发展模式存在着一定的弊端。因此,在新时期需要结合循环经济发展理念来努力解决传统模式下存在的各类问题,提升业务的效率,保证业务的质量。
         关键词:有色金属工业炉窑;现状;未来发展
         引言
         当前,生态环境部等4部门联合发布《工业炉窑大气污染综合治理方案》(以下简称《方案》),要求到2020年,完善工业炉窑大气污染综合治理管理体系,推进工业炉窑全面达标排放,京津冀及周边地区、长三角地区、汾渭平原等大气污染防治重点区域工业炉窑装备和污染治理水平明显提高,实现工业行业二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等污染物排放进一步下降。
         1国内有色金属资源开发情况
         我国有色金属资源存储量排名世界前列,但人均占有量不及世界平均水平。世界上已经探明存在的有色金属种类大多在我国有着一定的存储量,但其结构分布失衡相对严重,主要表现为市场需求与资源供应量及质量的失衡。在地域分布上,我国有色金属资源主要集中在长江流域,分布情况相对集中。例如河南、山西、贵州等地为铝土矿的主要分布区,钨矿主要分布在广东、江西以及湖南等地。从矿山的资源储备情况看,大部分矿山均为贫矿,给有色金属的开发工作带来不小难度。在我国,钨、锡、稀土、钛等金属的存储量为世界最高,钼、锂、锌、金等金属的占有量均排名在世界靠前位置。
         2有色金属工业炉窑现状
         随着行业的快速发展,冶金工艺技术不断取得突破性进展,火法冶炼中的传统工艺已几乎全部淘汰,比如传统炼铜中的鼓风炉、反射炉和电炉已被富氧闪速熔炼和富氧熔池熔炼技术取而代之;铅的火法冶炼中传统的鼓风炉处理高铅渣技术已被市场淘汰,现阶段底吹氧化炉、底吹还原炉、氧化炉炼铅法和底吹氧化炉、侧吹还原炉、烟化炉炼铅法等发展为国内市场的主流技术;锌冶炼由原有的传统工艺发展为密封鼓风炉技术等。现将一些先进的有色金属冶炼设备和技术等做简要阐述。目前全球最先进的火法炼铜工艺根据技术特点可简分为三大类:一是以芬兰奥图泰闪速炉为代表的闪速熔炼技术,有工艺成熟的奥图泰闪速炉熔炼,清洁环保的“双闪”工艺,以及直收率高,能耗更低、原料适应性更强的金川合成炉;二是以原料不需深度干燥的艾萨炉和澳斯麦特炉为代表的艾萨炉熔池技术;三是底吹熔炼和底吹吹炼技术,原料不需要深度干燥且可以实现熔炼与吹炼“热连接”。
         3有色金属工业炉窑未来发展
         3.1落实政策引导
         环境保护政策是指导产业发展的重要依据,由于我国的特殊国情,我国的环境保护工作起步较晚,对于环境保护体系建设仍在努力的探索阶段。而当前我国的工业发展形势,对于环境保护的迫切要求,也使的对于环境保护必须加快实施步伐。我国的工业炉窑数量庞大,使用管理程度不一,对于目前进行的集中统一管理,要更加深入细致的进行调查研究,以环境保护政策为主要依据,实行严格的空气质量标准和工业排放标准为指引,贴合于工业炉窑的实际进行有效的综合治理,落实淘汰一批、治理一批、发展一批的总体目标,以环境保护为根本的出发点与落脚点,切实保证环境治理的扎实有效,提升环境保护的水平。

特别是对于工业污染严重的地区,针对工业炉窑的使用情况,进行有针对性的纳入统一管理范畴,摸清底细、查清情况,认真落实相关管理政策,从促进环境优化改进为突破口,把握好管理与整治标准,积极组织协调,有效利用各方监管力量,全方位、多角度进行整治排查,以各区域为主要单位,进行有针对性的政策督导,立足于地方工业炉窑的使用与管理实际,切实制定好整治计划,与地方部门形成有效合力,齐抓共管,促进工业炉窑在生产使用过程中的污染源得到有效治理。
         3.2工业炉窑内部主要改造
         ①开展设计工作时将相关的技术指标作为重要基础,保障燃料能够在燃烧过程中得到充分燃烧,以避免有害烟尘形成;②对二次燃烧的位置进行科学设置,尽可能提升燃料与空气进行接触的面积,促使燃效效率得到切实提升,从而节约热能和提升生产成本;③在燃料进行燃烧的前期,即应尽可能使针对燃料的硫固化,以减少二氧化硫的排放量;④在生产过程中充分应用富氧燃烧技术,使燃烧与氧气之间能够具有良好的比例,尽可能避免有害气体的产生;⑤在燃料的选择方面,因尽量选择使用天然气等清洁能源燃料。
         3.3多金属、再生金属资源综合利用
         随着有色行业高质量高品位的精矿减少,复杂的多金属精矿增加,多种金属的回收利用,再生金属的循环利用,不断提高资源综合利用水平已成为一种发展趋势。国内铜、铝、镍等重要矿产原料部分来自于进口,受资源出口国政策变化和法律约束等因素影响较大,面临许多不确定因素,市场风险抵御能力不足,资源的稀缺性越来越明显。国家鼓励“城市矿产”、进口再生资源等高值再生产业化的发展。支持废杂铜、废旧易拉罐等为原料生产高值加工产品;支持含铅、含铜、含锌二次资源及黄金尾矿、氰化尾渣等固体废弃物的回收利用;支持窑渣回收设施、余热回收、尾气脱硫系统节能环保技术在二次锌资源企业推广等。充分发挥现有多种资源的优势,提高资源的多种金属回收率将是一个发展趋势,更是新的利润增长点。
         3.4连续化生产,智能化控制
         连续性生产,能够有效提升炉子间的连接工作,实现热态物料的整体化管理,不但解决了传统的火法冶炼技术间断、大量的生产时间被耽误等问题,而且降低生产成本、保障生产安全。我国在铜、铝、铅、锌等冶炼领域和铜、铝等深加工智能需求不断加大,需开拓思维、与时俱进,提高企业快速高效低成本满足用户需求的能力。中国恩菲工程技术有限公司在有色冶金智能化控制方面走在行业前列,自主研发的铜冶炼氧气底吹连续炼铜工艺,在底吹熔炼的基础上开发新的连吹工艺和设备,实现火法炼铜造锍熔炼和冰铜吹炼的连续化生产。底吹炼铅技术打造了氧气底吹熔炼-液态渣直接还原-强化挥发的三连炉短流程工艺,已投产7家以上企业。侧吹浸没燃烧熔池熔炼技术应用在废铅酸蓄电池回收铅方面,实现连续作业,具有熔化速度快、操作环境好等优点。白银公司采用中国恩菲工程技术有限公司最新开发的世界上最大的152m2锌冶炼新型流态化焙烧炉工艺,锌焙砂残硫率更低,烟尘夹带率更低,吨锌成本更低,炉体使用寿命更长。行业内许多企业也不断加大了智能化系统方面的投入和运用,我国贵溪冶炼厂引进全套的计算机自控系统,通过对加料量、燃料消耗、空气消耗、入炉空气及排烟量、炉膛温度等各项参数的监控,优化生产状态,热能得到充分的利用。
         结语
         有色金属炉窑在我国金属冶炼中占据着关键的地位,不可或缺。随着国家政策的引导和行业整合的脚步,炉窑行业未来不断向着集约化、规模化、结构化方向发展。资源紧缺将使得提高能源综合利用效率变的越来越重要,可再生资源利用、产品和副产品的多样化回收设备需求量不断增加。
         参考文献
         [1]王树清.铜冶炼工艺与冶金炉综述[J].有色设备,2015(4):4-7.
         [2]邬传谷.恩菲有色冶金炉最新技术动态,企业导报[J],2016.
         [3]汪金良.重金属短流程冶金炉渣活度研究与过程数值模拟[D].中南大学,2009.
         [4]廖爱民,我国铅火法冶炼技术现状及进展研究[J],世界有色金属,2018.1(03):3-5.
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