粗铅的火法精炼.docx

第十一章 粗铅的火法精炼11.1 概述生产的粗铅中一般含有1-4%的杂质成份，如金、银、铜、铋、砷、铁、锡、锑、硫等，见表11-1：表11-1 粗铅的化学成份（%）工厂化学成份（%）PbCuAsSbSnBiSFeAu(g/t)Ag(g/t)196.371.6310.4940.350.170.0890.2470.0985.51844.4296.062.0280.4460.660.0190.110.230.0495.91798.6396.851.1060.9570.470.0430.0740.360.0526.21760.1496.670.940.260.82-0.0680.2-5600598.920.190.0060.72无0.005-0.006-1412696.70.940.450.850.210.0660.20.027-粗铅需经过精炼才能广泛使用。精炼目的：一是除去杂质。由于铅含有上述杂质，影响了铅的性质，使铅的硬度增加，韧性降低，对某些试剂的抗蚀性能减弱，使之不适于工业应用。用这样的粗铅去制造铅白、铅丹时，也不能得到纯净的产品，因而降低了铅的使用价值。所以，要通过精炼，提高铅的纯度。二是回收贵金属，尤其是银。粗铅中所含贵金属价值有时会超过铅的价值，在电解过程中金银等贵金属富集于阳极泥中。粗铅精炼的方法有两类，第一类为火法精炼，第二类为先用火法除去铜与锡后，再铸成阳极板进行电解精炼。目前世界上火法精炼的生产能力约占80%。采用电解精炼的国家主要有中国、日本、加拿大等国。我国大多数企业粗铅的处理均采用电解法精炼。粗铅火法精炼的优点是设备简单、投资少、生产周期短、占地面积小、生产成本较低。含铋和贵金属少的粗铅易于采用火法精炼。火法精炼的缺点是：铅直收率低、劳动条件差、工序繁杂，中间产品处理量大。电解精炼的优点是能使铋及贵金属富集于阳极泥中，有利于综合回收，因此金属回收率高、劳动条件好，并产出纯度很高的精铅。其缺点是基建投资大，且电解精炼仍需要火法精炼除去铜锡等杂质。我分厂采用的火法精炼只是初步精炼，其任务是将粗铅中的铜和砷、锑、锡除至一定程度，并调整锑含量，浇注成化学质量和物理规格均满足要求的阳极板，为电解精炼做好准备。11.2 粗铅火法精炼的工艺流程和基本原理11.2.1 粗铅火法精炼的工艺流程基夫赛特炉产出的粗铅经排铅口排出，以熔融状态加入连续脱铜炉进行脱铜，脱铜后粗铅含铜0.070.08%，然后加入熔铅锅进一步脱铜精炼，除去粗铅中对电解有害的铜、锡等杂质，调整锑含量，达到符合电解精炼要求的合格粗铅。工艺流程图见图11-1图11-1 粗铅火法精炼的工艺流程图11.2.2 火法精炼的基本原理11.2.2.1 熔析除铜熔析除铜的基本原理是基于铜在铅液中的溶解度随着温度的下降而减少，当含铜高的铅液冷却时，铜便成固体结晶析出，由于其比重较铅小(约为9)，因而浮至铅液表面，以铜浮渣的形式除去。又铜在铅液中的溶解度随着温度的变化而变动，温度下降时，液体合金中的含铜量相应地减少，当温度降至共晶点(326)时， 铜在铅中的含量为0.06%，这是熔析除铜的理论极限。当粗铅中含砷锑较高时，由于铜对砷、锑的亲合力大，能生成难溶于铅的砷化铜和锑化铜，而与铜浮渣一道浮于铅液表面而与铅分离。实践证明，含砷、锑高的粗铅，经熔析除铜后，其含铜量可降至0.020.03%。粗铅中含砷、锑低时，用熔析除铜很难使铅液含铜降至0.06%。这是因为：a、熔析作业温度通常在340以上，铜在铅液中的溶解度大于0.06%；b、含铜熔析渣的上浮取决于铅液的粘度，铅液温度降低则粘度增大，铜渣细粒不易上浮。在熔析过程中，几乎所有的铁、硫（呈铁、铜及铅的硫化物形态）以及难熔的镍、钴、铜、铁的砷化物及锑化物都被除去；同时贵金属的一部分也进入熔析渣。熔析操作有两种方法：1.加热熔析法；2.冷却熔析法。二者熔析原理是相同的，前者是将粗铅锭在反射炉或熔析锅内用低温熔化，使铅与杂质分离；后者是将鼓风炉放出的铅水铅泵汲送到熔析设备，然后降低温度使杂质从铅水中分凝出来。粗铅的连续脱铜是应用熔析除铜的原理。我厂作业在CDF炉内进行，此时，脱铜炉要有足够深的熔池和其他降温设施，以造成铅熔池自上而下有一定的温度梯度，铜及其化合物从熔池较冷的底层析出，上浮至高温的上层，被铅液中所含的硫化铅或特意加入的硫化剂（铅精矿或黄铁矿）所硫化，形成冰铜，其反应式如下：Pbs(FeS)+2Cu=Cu2S+Pb(Fe)因此，上部铅液的温度要求较高又要有足够的硫化剂，使上浮的铜不断被硫化，从而又促使底部的铜上浮。随着这两个过程的进行，底部铅中的铜就越来越少。除硫化剂外，配料时还配入铁屑、苏打。铁屑与硫化铅发生沉淀反应而降低冰铜中的含铅量，苏打在过程中进行如下反应：4PbS+4Na2CO3=4Pb+3Na2S+Na2SO4+4CO2从而降低了冰铜的熔点及含铅量。其余部分则形成砷酸盐，锑酸盐及锡酸盐进入炉渣。粗铅脱铜程度取决于熔池底层的温度，铅在熔池的停留时间和粗铅中的砷锑含量等因素。产出的冰铜和炉渣从熔池上部放出，脱铜后的铅液从底部虹吸放出。在一定意义上说，连续脱铜过程就是把浮渣反射炉处理铜质浮渣的过程于粗铅熔析除铜过程有机的结合起来，连续脱铜就是把浮渣反射炉置于除铜锅上的联合设备，在这里不断地实现铜的析出和硫化，使其形成冰铜，消除了中间产物浮渣。连续脱铜具有的优点是：a、简化了流程，能在一个炉子内完成多种任务;b、充分利用铅液的潜热，节约燃料；c、减轻劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率，降低了生成成本；d、便于实践机械化和自动化。11.2.2.2 加硫除铜1. 加硫除铜原理理论基础：粗铅经熔析脱铜后，一般含铜仍在0.1%左右， 不能满足电解要求，需再进行加硫除铜。在熔融粗铅中加入元素硫时，首先形成PbS，其反应如下： 2Pb+ 2S=2PbS由于铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力，所以硫化铅中的铅被铜置换，继而发生以下反应： PbS+2Cu=Pb+Cu2SCu2S比铅的比重小，且在作业温度下不溶于铅水，因此，形成的固体硫化渣浮在铅液面上。最后铅液中残留的铜一般为0.0010.002%。加硫除铜的硫化剂一般采用硫磺。加入量按形成Cu2S时所需的硫计算，并过量20-30%。加硫作业温度对除铜程度有重大影响，铅液温度越低，除铜进行得越完全，一般工厂都是在330-340范围内。加完硫磺后， 应迅速将铅液温度升至450-480，大约搅拌40分钟以后，待硫磺渣变得疏松，呈棕黑色时，表示反应到达终点，则停止搅拌进行捞渣，此种浮渣由于含铜低，只约2-3%，而铅高达95%，因此返回熔析过程。加硫除铜后铅含铜可降至0.001-0.002%，送去下一步电解精炼。2.除铜精炼的工艺流程除铜工艺流程如图11-2。图11-2 除铜工艺流程11.3 连续脱铜炉（CDF）本体结构基夫赛特炉的粗铅经溜子加入到连续脱铜炉（CDF）中。连续脱铜炉的目的是通过冷却粗铅使铜析出，进入冰铜相，并浮于熔池表面。连续脱铜炉主要由粘土砖和铬镁砖砌筑而成，炉内设3道高度各不相同的隔墙将熔池分成4部分（原料室、产物室、返回室和循环室），以控制粗铅在炉内的运动，并有助于脱铜后的粗铅流入一侧的放铅锅。炉内的粗铅从循环室出发，以一定的速度（300t/h）经由返回通道回到炉子中，在这个连续的循环过程中，通过冷却盘管使粗铅得到冷却。炉子两端头分别装有2个天然气烧嘴，用以将炉膛温度维持在12801320之间，天然气耗量228.7Nm3/h。为生成冰铜，需连续加入熔融的硫，并在炉内始终维持着一层250-300mm厚的冰铜层，使渣与下面的较冷的粗铅隔离开。连续脱铜炉烟气由连续脱铜炉的两端排出，烟气量3400Nm3/h，烟气温度1400,通过汽化冷却器冷却到约400左右送至收尘系统。 AB图11-3 CDF炉外观图图11-4 A向视图图11-5 B向视图 分配锅 循环锅 冷却锅冰铜包 返回锅进铅溜槽图11-6 CDF炉俯视图11.4 连续脱铜炉（CDF）操作与管理1.综述CDF炉产出四种产品：烟尘，CDF 炉粗铅，CDF炉炉渣和冰铜。CDF炉包含四个与CDF炉通过管道相连接的辅助炉。铅以一个系统流动的模式在CDF炉和辅助锅流动，铅的流动模式显示在附录5中。第一个锅是循环锅，它允许热铅从熔池中排出同时可以把用泵把铅打到冷却锅。冷却锅是一个内衬耐火材料的钢盒，其内有淹没在流动粗铅中的冷却盘管。此系统的主要优势是当盘管上升时冻结在盘管上的浮渣落回熔池内并再次熔化。冷却盘管的操作是由循环锅的管道温度控制。铅从冷却锅溢流到返回锅。返回锅有一个在锅的中心建立漩涡的溢流堰，允许附加物液态硫被返回到CDF炉的冷却铅吸收。CDF炉包含三个安装在特殊高度的内墙来确保CDF炉内的流动性，允许冰铜与流动的饱和粗铅分离同时使冷却铅沉淀到炉子底部。CDF炉的一个创新特色是炉子中心温度最低， 相对冷却的粗铅从返回锅流到这个区域。此区域冰铜从粗铅沉淀形成液态冰铜相。炉子底部的铅温度最低而且铜面最低，通过管道流入到分配锅。当基夫赛特的粗铅装入炉子时，粗铅按体积流量从分配锅溢流到脱铜锅。所有管道容易在炉墙上沉积浮渣，需要用铁棒对沉积浮渣进行日常清理。炉子内部包含一层需要定期排放的熔融冰铜。冰铜层的厚度是利用冰铜排出口与分配锅出口之间的静压差来控制。操作人员必须确保所有任务必须在最适宜的操作条件下及时完成。如果一些任务比如清理管道没有按时间表执行，这个问题会影响炉子的操作而且为减少这个问题的努力会成倍增加。2.试车试车第一步是打开液压泵并测试所有的液压传动系统。操作所有的冷却循环系统确保无渗漏。此步骤必须仔细操作，它是确保无水进入到炉子的关键，因为镁砖与水化合会导致砖的膨胀不受控制而且会毁坏耐火内衬。炉顶支撑边墙的弹簧应该调整以适应炉子设计图纸中预先设定的详细说明。启动的第一步是烤炉。升温时间表由耐火材料供应商提供。详细地按照规程操作是很关键的。在开始升温周期前必须核实所有铸件内有冷却水流量。在升温过程中要检查所有水冷元件的管接头，因为通常由于水管变热和砖膨胀会使一些配件变松。炉子运行时使用的烧嘴在加热周期会不充分。常常要在加热最初部分使用辅助烧嘴使得在热气与砖之间有较好的热分配和对流热传递。有时这些是由专业公司使用必要的设备来操作。加热周期含有监视耐火材料温度而在某些部位装有热电偶的部分。虽然蒸发出耐火材料里的水分是很重要的，但是加热过程的主要目的是当耐火砖冷热表面间的温度梯度降到最低时允许耐火砖膨胀。在钢壳底面有一些孔来使炉子的水滴出。在加热周期任何时间出现冒水汽现象，需停止向炉子加入附加热量直到水汽停止从孔冒出。在加热周期弹簧将会开始压缩，要记录这些变化。另外操作人员要记录所有铸件的出水温度以确保流量充足。当耐火材料装入一些易燃材料如安装在耐火砖之间的纸要允许热膨胀。尽管一块砖几厘米的膨胀极限是相当普通但在加热过程中砖会从耐火内衬的热表面脱落。一旦完成加热时间表，CDF炉应冷却到700摄氏度并用泵把铅打到分配锅加满。CDF炉不要装铅太满是关键。如果铅面达到在分配锅出口下面124mm的高度，一些熔融铅会从钢壳与冰铜出口底面之间的间隙流出。在正常运行时此区域填满高熔点的冰铜，用以密封砖缝。 CDF炉内铅的温度大约在450摄氏度。添加物硫和循环泵在此温度下操作。加硫系统经检验达到50 kg/h的速度以保证返回管道里的涡流可以把所有的液态硫带到铅流中。通过使用四个烧嘴来加热炉内的铅并使用循环泵抽送，冷却系统才可以运行。根据循环锅热电偶调整温度设定点能使冷却盘管降入冷却的循环锅。此时操作冷却循环系统使CDF炉温度升到700-800摄氏度。在此温度CDF炉系统可以运行。3. CDF Startup CDF炉启动现在炉子准备处理冰铜。理论上要么从出冰铜口要么从三个观察孔中的任一个加入干冰铜会是有益的。冰铜将是一种铜铅冰铜（含45% Cu, 40% Pb, 和15% S）；来自铜冶炼厂的传统冰铜因为铁含量高而不能使用。继续装料直到冰铜面到达冰铜出口。在此期间炉温要升到1000摄氏度以上以保证冰铜熔融。如果没有铜铅冰铜或铜浮渣的来源，最初的冰铜将不得不来自基夫赛特炉粗铅。CDF炉内铅面不得不降到铅从分配管道排到分配锅的高度以满足基夫赛特炉粗铅的空间。这个水平面通过在分配锅里安装一个小泵来维持。在100吨基夫赛特粗铅排到CDF炉后，在炉内大约有7厘米的冰铜。一旦从炉顶观察孔测量证实冰铜层厚度在10厘米，铅泵可以从分配锅撤走，铅面可以升到分配锅出口的正常操作面。当使用输送泵来维持低液面时不允许冰铜面超过10厘米是很重要的，因为冰铜会接触隔墙形成炉瘤。当铅面达到分配锅出口时，冰铜高度会达到冰铜出口标高。一旦冰铜从炉子排出可以认为CDF炉启动。4.基夫赛特炉排粗铅开始排放前，CDF炉的装载车必须到位同时粗铅流道必须干净。排放结束后在浮渣仍然软时把设备上的粘结物清除。一种手持式热电偶可以用来监视粗铅温度；高级操作人员可以靠经验凭肉眼估计粗铅温度。如果粗铅温度低于750摄氏度浮渣会在流道结瘤。如果可能的话在粗铅加热到850到1000摄氏度时再放铅。如果粗铅温度大约是1050摄氏度，在出铅口铅流要被节流以免造成CDF炉内热平衡波动。基夫赛特炉渣对CDF炉的操作是很不利的所以要努力确保铅流中不含渣。因为很难精确的掌握基夫赛特炉内粗铅高度，所以操作人员要经常排铅使渣即将从渣口流出。建议排铅操作人员连续监视排铅口以便一有带渣现象就马上堵口。如果排铅操作人员没有成功识别渣和粗铅，过量的渣或黄铁渣排入CDF炉会导致严重的操作问题。这些物质一旦进入CDF炉就很难除掉。基于基夫赛特炉排铅操作，沿粗铅溜槽某处设计安装一个中间包对除掉铅流中的渣是有必要的。基夫赛特排出实践与CDF炉操作有关键依赖性。5. CDF加料在排铅过程中要频繁检查粗铅的流动确保溜槽畅通。基夫赛特炉粗铅通过分配管道取代精铅。热的粗铅将分布在炉子中冰铜面以下的区域。在此期间冷却系统冷却效果稍差，在循环管道和分配管道里的粗铅温度会增加10-20摄氏度，这取决于基夫赛特炉出铅口的温度和流速。在此期间当温度短时很高，可以在出铅口放置碳棒来限制基夫赛特炉的流量。这将减少循环管道和分配管道里的温度量。当加入基夫赛特炉粗铅时，再循环速度会增加以帮助稳定温度曲线。然而一旦加料停止再循环速度会减少到一个确保炉子中部静止的适当速度。6.排冰铜冰铜出口是在传统的CDF炉使用。由于操作困难，出口被一个相对大的可以允许冰铜超过耐火隔墙流出的铸件所取代。渣和冰铜一起排出。渣一直流出和清理冰铜表面的炉瘤是很重要的。在冰铜出口铸件安装一个五厘米高的耐火隔墙使冰铜在炉内累积。当冰铜粒化立即放入水中，在移出耐火隔墙时必须很小心确保冰铜流动稳定否则有释放大量能量的可能。如果冰铜以很快的流量直接流入熔锅中要可以接受。在出口平台冰铜流前面的出口站立处有一个小门。在耙炉子里的炉瘤结块时这个门应该关闭防止结块进入造粒水槽里。如果冰铜直接流进熔锅里，有可能把结块直接耙到熔锅里。然而，根据结块尺寸有可能冰铜从锅里溅到出口平台。7. 排放炉渣CDF炉炉渣包含铜，铁，锌，铅，硅，锡的氧化物。由于在基夫赛特炉减少条件大多数炉渣随粗铅流到CDF炉。此外，在一定条件下黄渣（含铁，铜，砷，锑和锡）也可能从基夫赛特炉排出。通常锡和铅容易从CDF炉炉渣中烟化。要一直关注维持好CDF炉炉渣粘度。不管炉渣如何进入到CDF炉，它总会随冰铜一起排出。在某些情况下炉渣会凝固成块将不得不从冰铜口拉出来。大表面积的熔渣帮助锡烟化所以在炉墙四周形成炉瘤有导致额外问题的趋向。8.CDF炉重要控制参数1）每天取样。使用化验分析确保CDF炉冶金在控制限度里。CDF炉的重要操作参数是最小化基夫赛特炉粗铅的渣含量，烧嘴火焰在还原状态，装入铜，装入锑，添加元素硫。维持这些变量对CDF炉操作很重要；为使CDF炉正常而不得不使用的补救程序将花费很长时间而且很困难。2）CDF炉冰铜分析控制铜硫比率。降低硫面导致冰铜含铜高含铅低。当冰铜中的铜含量高过50%那么铜硫比率将高于3.5。如果铜面进一步增加硫将不足与铜反应同时将形成高熔点的黄渣Cu3As。冰铜中砷液面的增加会很明显。黄渣的危险将在熔池结瘤部分详细讨论。补充基夫赛特粗铅中的硫必须以冰铜中铜硫比率为基础密切监测。补充的硫必须加到返回锅，要以持续液态流动方式流入锅中心的排料涡流中。返回锅管道必须经常清理以保证返回管道里的高度不增加否则涡流的搅动会变小同时硫不能有效地吸收在铅流里。即使中断添加硫几小时能导致大量黄渣结瘤。3）冰铜层厚度。当加入基夫赛特炉冰铜时不能排冰铜。冰铜面必须每天测量三次，通过在炉顶检查孔持一根铁棒进行测量；冰铜面应该在15到30厘米厚。冷凝在铁棒上的冰铜在液面测量期间在CDF炉顶上面的工作平台趋向累积。此物质不能落在炉顶的耐火材料上是关键的；一层隔热炉渣将显著减少炉顶耐火材料的使用寿命。冰铜相对铅是隔热的。因此最佳的冰铜厚度可使CDF炉粗铅冷却，而在冰铜表面维持可能的让炉渣熔融的最热温度。根据加热粗铅或者给炉渣加入额外热可以把冰铜层厚度当一个操作变量使用。4)负压控制。通风设备设计应有一点偏斜向炉子尾部的循环锅，在那里完成大部分冷却。烟化元素（锡和铟）的蒸汽压在轻微减少条件时对维持烧嘴是有利的。通常对于烧嘴燃烧比率的一个好的最初指标是燃烧空气中氧气化学计量应该是80%到90%。废气组成应该是一氧化碳多于2%同时氢气多于1.5%。无论什么时候所有可能的门都要保持关闭，因为80%的天然气被用来加热漏风。设计设定值应保持在-10pa 。CDF炉SO2排放指标是350到450 ppm。5）冷却循环系统温度的设定值和粗铅的再循环速度是两个重要参数。再循环速度应以一个粗铅所需的温度差（基夫赛特粗铅减去CDF粗铅）和一个已知的基夫赛特粗铅装入速度为基础。循环流动速度应是（粗铅温度差除以冷却锅温度差）乘以基夫赛特粗铅流速。一般的循环流速大约是350-450吨/时，循环锅的温度在425摄氏度以上同时横穿冷却锅的温差大约是20摄氏度。9 CDF炉炉瘤在CDF炉内会产生两种不同类型的炉瘤:在冰铜上面的表面结瘤和较低的在边墙与内墙上的熔池结瘤。两种类型结瘤的原因不同所以去除它们的对策也完全不同。注意在一个小时的操作中炉瘤形成是很重要的，当炉子处在炉瘤形成的条件将需要1天的冶炼时间来消除。9.1 表面炉瘤在前面的部分提及到，当减少基夫赛特炉内的条件，Fe, Si 和 Zn会融入粗铅最终在CDF炉形成炉渣。CDF炉渣变成表面炉瘤有很多原因。1. 炉渣没有及时移除而且帮助降低熔点的氧化铅烟化导致高熔点炉渣。2. 因为锡的输入超过锡来自排出和烟化的输出使炉渣熔点升高。当基夫赛特溶解锡的炉瘤输入CDF炉会急剧升高3. 冰铜层太薄增加粗铅热损失，这部分热用来冷却渣。4. 烧嘴没有设置还原充分以维持锡充足的烟化速度由于粗铅冷却，炉渣结瘤主要发生在炉子尾部的循环锅里。稳固的结瘤可以在炉顶观察孔用铁棒打散或者用烧氧管切下。这些结块必须推到冰铜口的前面然后从冰铜口拉出来。最简单的办法是从边墙上的观察孔用铁棒把结块移至炉子的中心。确保炉渣软化而不成为炉瘤的最好方法是监测炉渣化学性质。酸与炉渣基本组成应有一个比是0.55。基夫赛特的输入是很重要的因为在输入大于烟化输出时锡将会累积。锡输入大于0.22%将被认为是过量。基于金属平衡（锡<0.05%），与炉瘤相关的锡不会象其他CDF炉有那么多问题这一点是乐观的。当有一点外壳层开始形成，优先对策是增加氧化铅。一定要小心不要超过正常工作范围而过加热炉渣，因为氧化铅是炉渣中一种很重要的熔剂会烟化。在炉渣表面添加5-15mm的小量焦炭可以移除高锡成分的厚炉瘤。对于熔剂氧化铅加入硼砂会得到更好的流动。因为烟化可以降低渣中锡同时烟化直接与表面区域相关，尽最大可能保持CDF炉内熔融物质的区域是十分重要的。9.2 熔池和通道的炉瘤熔池炉瘤是一个专业术语指的是冰铜表面下0.5-1.5米凝固的固体物质。当高熔点黄渣接触冷却表面时炉瘤发生。在CDF炉内总有一些黄渣出现。在控制参数部分讨论过，当铜硫比高于3.5，三氧化二砷将从粗铅移除同时通过与冰铜中没有与硫结合的铜反应形成黄渣。这个反应导致黄渣相总量的增加。即使短时没有添加物硫也将导致黄渣炉瘤增加。黄渣是熔池炉瘤的主要种类。当相对于铜量没有足够的硫时会生成黄渣，而它的唯一原因是在循环管道添加液态硫。在粗铅中发生反应3 S + 2 Cu3As3 Cu2S +2 As。如果已经达到形成熔池炉瘤的要点将影响炉子的流动性，然后将开始一个特殊规程。熔池炉瘤通常发生在冷却表面如外墙，管道和炉底。如果炉瘤形成的条件继续存在那么黄渣将在炉子里黄渣熔点的任何面上开始凝结。“暖机”的规程包括妨碍CDF炉操作3-5天同时加热炉子熔池以融化黄渣炉瘤。当暖机进行时要完成基夫赛特炉的停止或者绕过CDF炉。劝阻使用在熔池下埋入塑胶炸药以松动熔池炉瘤的操作，因为冲击波会影响炉子耐火砖。10 停炉要求为帮助停炉规划，根据其他CDF炉操作经验编写一些关于CDF炉设备使用寿命的说明。在此部分讨论的任何炉子元件的使用寿命不应理解为性能保证。CDF炉每一个元件的使用寿命十分依赖操作环境。工艺波动对CDF炉使用寿命有十分重大的影响。CDF炉设计允许炉子有旁通当CDF炉修理时让基夫赛特炉的粗铅可以直接流到脱铜锅。当然大量的浮渣不得不从锅中分离同时在这个阶段工厂卫生环境将十分差。停炉的一个原因是分配锅管道在边墙上形成一个洞导致切缝。在这种情况含饱和铜的热粗铅将从这个洞流出浮在分配锅的顶部。当这种情况发生时将安装新的分配管道。实施短期修理时炉子液面要抽到这个洞显露然后用塑胶砖堵住这个洞。停炉的另一个原因是循环管道过梁可能被过量切缝磨损。这种情况循环锅的浮渣会升高同时锅的温度会增加。除非停炉否则不能有效地修理这部分。当炉顶耐火砖部分落入炉子里时停炉可以开始。如果形成一个沿耐火砖的裂缝发生垂直于热流道方向。并且久而久之炉顶耐火砖会变厚需要更换。此时砖外面的温度会升到600摄氏度同时热负荷巨大使横梁钢铁结构过热将使操作人员不能在炉顶平台作业。另一种形式的故障是边墙的耐火砖。炉子冰铜出口对面的耐火砖会在冰铜面脱落。可以在不停炉而使用的陶瓷焊接已经成功应用在临时修理。然而从炉底到冰铜面高度的边墙必须在下一次定修时替换。由于来自粗铅的液压和粗铅渗入到耐火砖与炉子循环连接所以边墙需要提起。抵抗这些力的垂直弹簧安装在炉顶拱座横梁上，最终将会被完全压缩。此时炉子将不能膨胀同时根据压力作用的次数将在一年内停炉。冰铜出口的铜铸件和粗铅装入口的底系定板可以不在冷修时更换。如果其他铸件不得不更换则需要停炉。在停炉期间通过使用桥式吊车在冷却锅的尾部安装一个便携式铅泵尽可能排空冷却锅。铅可以通过一根连接便携泵出口的钢管用泵送到循环锅。11.5 脱铜锅一、脱铜锅结构硫化脱铜锅由圆柱形锅台、燃烧室、排烟道，GSQ200高速调温燃气烧嘴、120t锅体、砌体、壳体组成铅锅。图11-7 脱铜锅切面图图11-8 脱铜锅俯视图硫化除铜锅锅体形状: 上部为圆柱形，底部为浅碟形。材质采用 Q235A。 砌体由一级粘土砖(N1)、高强轻质砖(NG1301.0) 、粘土质耐火浇注料(GN42)和耐火陶瓷纤维毡组成。壳体由=10mm的钢板(Q235A)制作而成 。锅座由铸铁(HT200，=30mm)制作而成。二、脱铜锅性能参数主要技术性能如下表：表11-2 脱铜锅技术性能性能指标有效容量120t最大天然气用量 100Nm3/h助燃空气量 960Nm3/h稀释空气量400Nm3/h烧嘴前液化气压力 4000Pa烧嘴前助燃空气压力 4000Pa出炉烟气量 1750Nm3/h排烟温度 580烟气出口压力-20Pa11.6 脱铜锅操作与管理11.6.1 脱铜锅操作流程1）每锅装锅及续锅时，根据粗铅含锑情况搭配装锅。2）当温度升到500度以上时，开始用捞渣机第一次捞渣，第一次捞渣后续锅、再捞渣，喷水冷却降温，将铅液温度降至350以内。3）捞净细渣后，边搅拌边加木屑（4550kg100T铅），搅拌45分钟。（有些厂家加入松23kg100T铅搅拌）4）捞净渣，取样化验，Cu0.6，0.4Sb0.6。根据化验结果加锑锭数块搅拌，边加锑边升温。如果熔析除铜法无法使铜含量小于0.06时，再使用加硫除铜法。11.6.2 加硫除铜法加硫除铜时，温度在330340之间，由于铅液中铅的浓度大大超过铜的浓度，故加硫后首先由铅发生反应生成PbS,由于铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力，所以发生置换反应生成硫化亚铜固溶体，硫化亚铜的比重小于铅的比重而又不溶于铅。浮于铅液的表面，形成Cu2S浮渣。反应方程式为：Pb+S=PbS PbS+2Cu=Cu2S+Pb注意：1、各种粗铅成分差异非常大，尤其是锑含量差距大，所以必须按要求搭配。最终化验数据要求含锑量达0.4到0.6之间。2、由于粗铅中含铜较高，所以喷水降温后的铅液温度必须降至350以下。必要时需加硫磺，加硫磺时也必须保持在这个温度以内，防止硫磺大量烧损，加完硫磺后边搅拌边升温，搅拌40分钟以后，硫磺变得疏松，呈棕黑色，表示反应到达终点，则停止搅拌捞渣，取样化验。11.6.3 安全、工艺操作规程及岗位责任制1.精炼工安全操作规程1)行车吊运物料时应装挂牢固，防止物料掉落伤人或砸坏设备。2)使用的工具、模具应烘干，严禁用受潮工具、模具接触熔体。3)行车使用捞渣机捞渣时，要听从指挥，按规定要求使用双钩，舀铅液时要特别集中注意力，操作工暂时离开锅台。4)锅面操作时要特别集中思想，站稳身子，有头昏目晕时不得免强坚持。5)喷水降温及吊放残极时应暂时躲避，以免放炮伤人。6)浇铸阳极板时铅液表面未冷却不得浇水，以免放炮伤人。7)开机前对机组的挂板钩、顶针、小车、油泵及各种电源开关进行逐一检查。8)阳极板起吊时应挂牢，防止掉落伤人，出现掉板等情况要及时停车处理，避免进一步损坏设备。9)发现锅漏应立即报告班长，及时处理。10)使用液化气严格按液化气气使用安全管理规定执行。2.精炼岗位责任1)负责粗铅装锅。2)负责粗铅的熔化、压渣、捞渣、喷水冷却和加锑。3)负责残极的摆放及返锅。4)浇铸阳极板及负责阳极板的起吊。5)定期清理碎铅，配合做好铜浮渣的挂钩工作。6)定时做好环保除尘的有关工作，及时更换破损的布袋。7)定期清理烧嘴处焦油。8)做好设备的日常维护保养工作。9)工作完毕后打扫工作场地卫生，做好交接班记录。3.铅泵事故停送电的标准化操作3.1 铅泵停止的标准化操作1)立模浇铸机电源至 ”切” 。2)铅泵、风机跳电自动关闭，现场操作盘置“停止”位置。3)进行铅箱排液作业：用工具将铅箱底孔捅开，让铅液由底孔从铅溜槽返流回浇铸锅至铅液排空（防止铅箱粘结，难以清理）。4)通知液化气站（仪表）现场关闭液化气入口阀，现场手动缓慢关闭液化气阀门（一定要通知仪表人员，否则可能造成液化气过压爆炸）。3.2 铅泵送电的标准化操作1)确认稀释风送风机运行正常，对锅炉膛充分吹扫。2)铅泵现场操作盘置“运行”位置。3)液化气站（仪表）确认液化气正常后，生产前要对液化气品质进行检验并对液化气管道进行吹扫；4)现场通知液化气站（仪表）开启液化气入口阀。5)锅炉膛和液化气管道吹扫完毕后，现场手动缓慢开启液化气阀门至适当档位并从新点火（如一次点火不成功，关闭液化气阀门、吹扫炉膛后再次点火，如此反复）。点着火后，调节风阀与液化气阀开度，使火焰明亮。6)当浇铸锅到达操作温度时，依次运行立模浇铸机、铅泵。4. 铅液温度调节的操作规程1)熔铅烧火操作(1)液化气点火准备工作送液化气前要用木柴等把炉子烤好；检查有关阀门,放散管、烟道闸门,风机等是否灵活好用；准备好点火用的火把、肥皂水、防毒面具等；和液化气站联系好送液化气的有关事项。(2)送液化气点火的操作打开烟道阀门，使炉内保持负压，紧闭液化气烧嘴阀门；打开液化气来源阀门，检查液化气压力要在1000Pa以上；打开液化气总管的放散管,并检查有气体经放散管逸出方可；把使用的液化气支管的放水阀门打开，将水放尽后，将阀门关严密；打开要用的液化气支管的液化气来源阀，打开放散管，检查放散管有气体逸出，经510分钟才准点火；点火时，先关闭放散管，一人将明亮的火把放在炉内烧嘴口处慢慢地开启液化气阀门，并密切注视炉内情况；发现炉内火把熄灭、液化气还未燃起来，应立即关闭烧嘴阀门，并打开放散管，打开鼓风机，赶尽炉内的液化气，等510分钟后，再行点火；液化气点燃之后，再慢慢地开大烧嘴的液化气阀门；烧火时，根据需要的温度，再开风机；液化气压力低于1000Pa时，应立即关闭。(3)停液化气操作停液化气前一小时，先要通知液化气站；关闭烧嘴风阀门，再关闭液化气烧嘴阀门；先关液化气支管阀门，打开放散阀；最后关闭液化气总管阀门；用蒸气将管内残存的液化气赶干净。5. 液化气使用安全规定1)点火前，必须按规定进行逐段放散处理（放散时间应不少于30分钟），即先用蒸气驱除管道内的残留气体，再用液化气驱除蒸气，后取气做爆发试验，合格后才能点火。2)点火前，通知无关人员离开现场并将烟道闸门打开后，才可点火。3)点火时，发生点不着火或多次点着后熄灭，应认真查找原因，同时吹扫炉内残留液化气，不得强行再点火，防止发生炸炉事故。4)禁止将易燃易爆物品放在炉体近旁。5)禁止在液化气管道附近吸烟、休息、睡觉或烘烤衣物。6)进入加热区和其他易漏液化气处检查或工作时，必须有人作安全监护，并带报警装置。7)检修烟道等设备，必须通知液化气站停气，并切断所有液化气管总、分闸阀，打开烟道阀和所有放散阀通风，检测无液化气后，方可进入检修，同时进入检修的人员不应少于两人。8)当液化气出现低压时，应立即关闭各液化气阀门，以保证液化气管网不出现负压。液化气低压报警器要灵敏可靠，禁止损坏报警器。9)停炉时做到先停液化气后停风，各放散管的阀门必须打开。10)发现人员有头昏或呕吐现象时，应怀疑为液化气中毒，必须立即转移到空气流通处或送医院诊治，并向有关领导报告。11)发现或怀疑漏液化气时，要及时报告有关领导，组织检查测定。12)燃气炉工作区域测定的一氧化碳含量不得超过0.03mg/L,超过规定值时，必须查明漏气部位，并进行处理。13)检查液化气管道漏气，可采用一氧化碳检测仪或采用涂肥皂水试验方法，严禁用鼻嗅的方法检查