火法炼锌精馏塔新型大檐盘的研制.pdf

2 0 1 2 年3 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 7 。 d o i l O ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 2 ．0 3 ．∞3 火法炼锌精馏塔新型大檐盘的研制 张超 深圳市中金岭南丹霞冶炼厂，广东韶关5 1 2 3 0 0 摘要介绍了新型大檐盘的研制过程，论述了原材料、结合剂等对制品性能的影响。研制成功的大檐盘 投入生产使用后，解决了漏锌滴入燃烧室后引起的一系列问题，并提高了产量。 关键词精馏塔；碳化硅；大檐盘；黏土；火法炼锌 中图分类号T F 8 1 3文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 2 0 3 一o 0 0 7 一0 3 D e V e l o p m e n to fN e wB i gE a V 鹤D i s hf o rZ i n cP y r o m e t a l l u r g i c a l D i s t i l l a t i o nT O w e r Z H A N GC h a o D a n 】【i aS m e l t e r ，S h e I l z h e nZ h o n g j i nL i I l g I l a nN o n f e m e tc o m p a n y ，S h a o g u a n5 1 2 3 0 0 ，G u a n g d o n g ，C h i n a A b s t r a c t T h ed e v e l o p i n gp r o c e s so fn e w t y p eb i ge a v e sd i s hw a si n t r o d u c e da n dt h ee f f e c t so fr a wm a t e r i a l s a n db i n d e ro np r o d u c tp e r f o r m a n c ew e r ed i s c u s s e d ．As e r i e so fp r o b l e m sc a u s e db yt h el e a k a g eo fz i n ci n t o c o m b u s t i o nc h a m b e ra r es o I v e da f t e rt h ea p p l i c a t i o no fd e v e l o p e db i ge a v e sd i s hi np l a n t s ，a n dt h ep r o d u c t i o no u t p u ti sa l s oe n h a n c e d ． K e yw o r I l s d i s t i l l a t i o nt o w e r ；s i l i c o nc a r b i d e - b i ge a v e sd i s h ；c l a y ；z i n cp y r o m e t a l l u r g y 随着精馏炉技术的发展，对塔盘的适用性要求 越来越高，原来的大檐盘暴露出越来越多的问题，已 不能满足生产的需要，为促进生产，提高生产效率， 研制新型的大檐盘尤为必要。本文结合塔盘及精馏 炉炼精锌生产实际，从制模、成型等工序介绍大檐盘 的研制过程。 1 大檐盘结构方案选择 大檐盘属于回流盘的一种，位于锌精馏塔塔体 蒸发部的上面、回流部的下面，大檐盘承接加料管及 上部回流盘的漏液。原来的大檐盘存在的主要问题 是没有接漏锌的沟槽，塔槽上边缘的“大檐”部分起 不到承接漏锌的作用，漏锌滴入燃烧室，影响了正常 生产，造成了锌的损失。新的大檐盘要求有足够宽、 深的沟槽，为便于收集漏锌，还要有长的导出口。图 1 为最初考虑的两种大檐盘方案结构俯视图。结合 生产实际和从有利于制模、捣打等方面考虑，我们选 作者简介张超 1 9 7 8 ． ，男。四川岳池人，工程师． 择了第一种方案。 第 种 图1两种方案大檐盘俯视图 F i g ．1T o pV i e wO ft w Ok i n d so fb i g 翰V e sd i s h 万方数据 8 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m 札c n 2 0 1 2 年3 期 2 大檐盘木模的设计制作 大檐盘木模的制作需有利于捣打成型和脱模。 新型大檐盘为平底长方形，体积、质量大，内盘及上 边缘尺寸和回流盘一样，所不同的是盘外四周需引 出一条沿水口方向逐渐加深的沟槽，水口端沟槽最 深处为7 5m m ，短边最浅处为6 0m m ，为承载这条 沟槽，整个大檐盘底部面积小，上部面积需做大些， 外塔壁由底部逐渐向外延伸，增大至沟槽上沿，塔盘 水口端引出沟槽出口，沟槽出口足够长有利于锌液 导出和收集，从大檐盘的整体实用性出发，新型大檐 盘的沟槽出口长度设计为1 3 5m m 。 在制作木模时，根据实际需要，沟槽外壁比内壁 矮，要制作一长方形钢板框，将用以形成沟槽的木棍 固定于钢板框上，木棍木质要坚硬，与钢板之间的缝 隙越小越好，避免倒制时陷料；在钢板框的长边上钻 4 个对称的螺丝孔，并特制手拉提环，脱模时将提环 拎于钢板框螺丝孔上，用千斤顶将钢板框提出来，木 棍平均宽6 0m m ，最大半径6 8m m ，最小半径5 0 m m ，木棍的横截面为U 形；由于大檐盘外壁是倾斜 的，为成型出有一定倾斜度的塔盘外壁，需用“附木 方”填充的方法，附木方需做4 块，要有梯形的横截 面，在成型过程中安装在木模的四边上，紧贴塔盘木 模内壁并且要相互吻合，为便于脱模，垫板和加固工 字钢需做大些。图2 为装上内模的大檐盘木模。 图2 装上内模的大檐盘木模 F i 昏2 W o o dp a t t e mo fb i g 魄V 幅d i s h w j t hi n n e rm O d e l 3配制大檐盘泥料 大檐盘泥料的主要原料为碳化硅砂、黏土和纸 浆。 3 ．1 碳化硅砂 碳化硅砂纯度为9 8 ％，含铁小于O ．5 ％，含铁太 高会使大檐盘在烧成时产生铁溶洞。碳化硅砂指 标粒度 1 ．8m m ，S i C 9 0 ％，C O ．1 ％，F e O ．5 ％， S i S i 0 2 1 ．5 ％，A 1 2 0 3 1 ．5 ％。目前， 比较可行的除铁方式是电磁铁除铁和酸洗除铁，电 磁铁通常架设在进料皮带上，与皮带之间的距离保 持在1 5 0m m 左右，在料层不是太厚的情况下 料层 不超过8m m 为佳 ，可除去大部分铁杂质，满足生 产要求；酸洗除铁是利用稀硫酸与铁反应形成硫酸 亚铁盐的方法而将铁除去，所用稀酸可用浓硫酸配 制，硫酸浓度可根据碳化硅砂的含量进行概算 酸浓 度过大不仅增加了成本而且还不易洗净 。 假设碳化硅砂含铁量为1 ％，酸洗的碳化硅砂 重1t ，由反应式 F e H 2 S 0 4 F e S 0 4 H 2 十 即可求出需要的硫酸质量为1 7 ．5k g 。酸洗过 的碳化硅砂用水冲洗掉残留的酸液，再送到专门的 烘干机里烘干后用于配料。 3 ．2 黏土 黏土指标粒度 o ．0 5 3m m ，A l 0 。≥4 0 ％， F e 20 3 2 ．5 ％，耐火度≥20 0 0 ℃，灼减≤2 0 ℃，可 塑性指标≥6 。黏土的好坏对大檐盘制品性能有重 要影响，黏土与水结合形成水化膜后存在吸引力，施 用外力后仍不散，在高温时，黏土又被融化将碳化硅 颗粒胶结，使碳化硅颗粒形成一个有较高强度的整 体，所以用作碳化硅制品的粘结剂。黏土的吸水性 强，在保管时要注意防潮、结块，结块黏土在高温作 用下会分解产生气体挥发物，致使制品产生黏土溶 洞，影响制品质量。 3 ．3 纸浆 纸浆指标密度1 ．5 ～2 ．og ／c m 3 ，H 2 0 2 0 ％，灰分 1 5 ％。纸浆的作用是通过调节碳 化硅泥料的干湿度和粘结性来增强泥料的可塑性。 原材料准备好后就可配料了，配料是在配料碾 磨机里进行的，根据生产实践，可行的配料比是碳化 硅砂黏土 9 0 。5 ，纸浆一般按总干料的4 ％～ 5 ％加入，配成的泥料要在干湿度合适的情况下才会 具有较好的粘结性，因而水的加入量至关重要，水量 随天气变化也要变化，一般按总干料的5 ％～6 ％加 入。 4 大檐盘的捣制 捣制大檐盘的整体密度、质量要符合要求，采用 高压气体捣固机进行人工捣打，捣打时加料要均匀， 每层捣打圈数为4 0 ～5 0 圈，每层停留时间不能大于 1m i n ，捣打时间过长会使颗粒滑移错排塞积而引起 应力高度集中，严重的会产生裂纹。捣制大檐盘长、 万方数据 2 0 1 2 年3 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 9 短边时，由于塔盘边向外倾斜，需用“附木方”进行填 充，放木方前将捣制的多余泥料刮去，再将附木方放 进去，不平的地方用铆定机压平，最后用捣固机进行 斜打。 5脱模 脱模方法用吊车和千斤顶进行配合脱模，脱模 时，将垫板和模具夹紧，再将模具翻过来，两个千斤 顶架于模套上，用一根粗钢管作杠杆，同时摇起两个 千斤顶，将模芯平稳、力度适中地从模套中脱出来； 脱出模芯后，均匀敲击带木棍的长方形钢板框，将提 环拎于钢板框上，提出钢板框，借助于千斤顶和特制 的提环较好解决了大檐盘脱模难的问题。 6大檐盘的使用 成型出的大檐盘湿坯经高温烧制、物理检验、铣 磨床加工后即可用于炉窑砌筑。高温烧制在梭式窑 中进行，烧制升温曲线见图3 。 芝 篝 图3 升温曲线 F i 昏3H 姐t i n gc u r 、r e 大檐盘烧成后的物理指标壁厚3 8m m ，体积 密度3 ．4 5 8 ～3 ．5 7 2g ／c m 3 ，显气孔率1 9 ．5 2 ％～ 2 0 ．O O ％，常温耐压强度8 0 ～8 6M P a 。 大檐盘物理性能指标达到标准要求，所研制的 大檐盘质量合格，制品可用。新型大檐盘投人生产 使用以来，由于结构合理，“大檐”沟槽深且宽，有一 定的倾斜度，导出口足够长，漏锌被全部接住并导入 专门的地方，滴入燃烧室的现象没有了，燃烧室温度 稳定，减少了原材料的损失，节约了能源，降低了生 产成本，提高了精馏炉炼精锌的生产能力，原来精馏 塔4 ～5 个月就需修补大檐盘，现在不需要了，新大 檐盘跟其它塔盘一样耐用，因此炉龄也提高了。 7结论 新型大檐盘的研制成功，满足了塔式精馏炉火 法炼精锌的生产需要，成功的关键在于合适的、满足 生产需要的新型大檐盘木模的制备和成熟的捣制技 术。捣制塔盘对木模的消耗和磨损很大，大批量的 生产需以制备钢模为可持续的发展方向。 参考文献 [ 1 ] 有色冶金炉设计手册缩委会．有色冶金炉设计手册 [ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 0 7 4 6 7 5 9 ． [ 2 ] 张念东．碳化硅磨料工艺学[ M ] ．北京机械工业出版 社，1 9 8 2 2 0 一9 0 ． [ 3 ] 铅锌冶金学编委会．铅锌冶金学[ M ] ．北京科技出 版社，2 0 0 3 5 2 0 一5 3 4 ． 万方数据