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2019年产0万吨铅冶炼项目可行研究报告代项目建议.doc_图文


年产 10 万吨铅冶炼项目可行性研究报告

第一章
1.1


概 述



云南振兴实业集团有限责任公司委托中国恩菲工程技术有限公司 对云南沙甸铅业股份有限公司拟建设的云南沙甸铅业股份有限公司 10 万 t/a 铅冶炼项目进行可行性研究,委托书要求采用氧气底吹熔炼— 熔融电热底吹还原法炼铅工艺,烟气进行制酸,并要求水、渣、气保 证达到国家环保标准要求后排放,以维护当地的环境条件良好。 项目建设地点为云南省个旧市沙甸区冲坡哨工业区,工业区场地 开阔,建厂条件良好。

1.2
1.2.1 企业简介

项目概况及建设条件

云南振兴实业集团有限责任公司是云南沙甸铅业股份有限公司的 控股公司,始建于 1996 年,是云南省个旧市第一家民营企业集团。截 至 2010 年底,在册员工 2158 人,公司总资产达 8 亿元, 2010 年产

值达 18 亿元。集团下属有 6 个分厂、子公司,形成了以铅锌有色金属 为主业,涉及化肥及附属产品、电源产品、电瓷产品等其他支撑性业 务的生产体系。公司同时也是云南省唯一一家拥有从粗铅冶炼到蓄电 池终端产品生产的完整铅产业链条的深加工民营企业。 目前集团工业生产能力总体情况为: 年产粗铅 2 万 t、 铅锭 6 万 t、 铅酸蓄电池极板 600 万套、铅酸蓄电池 80 万只、锌锭 2 万 t、普钙 40 万 t、 硫酸 20 万 t、 磷酸一铵 6 万 t、 硅氟酸 2 万 t、 硅氟酸钠 3000t、 高压电瓷 1000t、高压电器 5 万套。 1.2.2 项目概况 云南沙甸铅业股份有限公司年产 10 万 t 铅冶炼项目建设所在地位 于云南省红河州个旧市沙甸区冲坡哨乡。经纬度是北纬度 23°23′,东 经 103°23′,距个旧市区 20 公里,开远市区 10 公里,蒙自市区 30 公里,位于个开蒙城市群中心,326 国道从厂区前经过,厂址位置交 通较为方便。

工艺方案:配料一制粒一氧气底吹一熔融电热底吹还原一铅火法 精炼一铅电解;底吹炉烟气一余热锅炉一电收尘一烟气制酸一尾气吸 收;还原炉渣一烟化炉一铅锌氧化烟尘外卖。 1.2.3 建设条件 (1)原料 熔炼生产规模为年产电铅 100000t,年处理铅精矿(干基)203805t, 铅精矿部分自产,其余外购,汽车运输入厂。 (2)燃料 原煤:粉煤制备车间年需原煤(干基)约 37013t; 发生炉煤气:粉煤制备车间年需发生炉煤气约 1920×103m3/h, 电解精炼火法车间年需发生炉煤气约 5200×103m3,铜浮渣反射车间 年需发生炉煤气约 4300×103m3; 轻柴油:氧气底吹熔炼炉及底吹电热还原炉开炉、保温使用轻柴 油作燃料,年需要量为 330t,由柴油罐车运输入厂。轻柴油采用

GB/T252-2000 标准中的 0#柴油。 项目用煤、柴油等外购。 (3)供水 根据业主提供资料,目前使用水源来自开远三角海水库,已同白 坡水库签订了供水协议,水质满足生活生产用水要求,备用水源由云 南锡业供水公司提供,本项目要求无污水零排放,污水在厂内循环使 用。本设计不包括水源及输水管线设计。 (4)供电 云南省红河供电局同意从工程建设场地东南方向引 35kV 电源, 二路不同的母线段至本项目总降压变电站。 (5)区域地理概况 初步勘察场地内未见对建筑有影响的崩塌、滑坡及泥石流等地质 灾害。勘探深度范围无土洞等不良的地质作用,场地稳定适宜建筑。 初步判定拟建场地土类为中硬场地土,场地类型为Ⅱ类,勘探深度范

围内未揭露地下水位。 建筑场地自然地形高差较大,标高介于 1262~1306m 之间,地 形起伏较大,场地土层为膨胀土,胀缩等级为Ⅰ~Ⅱ级。 (6)气象条件 项目建设地区属亚热带炎热带半干旱气候,雨季集中在 6、7、8 三个月。年平均降雨量约 800mm,年平均蒸发量约 2400mm。年平 均气温 18.5℃,极端最高气温 36℃,冬季平均气温 8.5℃。相对湿度: 旱季 64%~71%,雨季 76%~81%。冬季大气压 870.59hPa,夏季 大气压 863.93hPa。全年盛行风向为南西风。地震烈度为 7 度。 (7)交通运输 云南沙甸铅业股份有限公司 10 万 t/a 铅冶炼项目拟建于云南红河 州个旧市沙甸区冲坡哨乡内, 距个旧市区 20 公里, 开远市区 10 公里, 蒙自市区 30 公里,位于个开蒙城市群中心。 临近的滇越铁路为米轨鸡街车站,至厂区为 6 公里,新建玉蒙铁

路蒙自北站将替换滇越铁路鸡街车站,至厂区约十公理。公路 326 国 道可直达厂区。现在及将来的运输依靠铁路为主,短途运输以汽车为 主,货流主要包括:昆明-建水-沙甸,昆明-开远-沙甸,沙甸-蒙自河口 3 个方向。

1.3

项目设计范围

设计内容包括厂区内所有生产及其它生产辅助设施,具体包括: 铅原料仓及配料系统、熔炼车间、硫酸车间、粉煤制备、氧气站、鼓 风机空压机房、软水站、锅炉水处理站、余热发电站、电解车间、铜 浮渣处理车间、贵金属车间、柴油发电机房、厂区内配电系统、厂区 内循环水系统、脱硫车间、厂区总平面及道路、厂区综合管网等。

1.4
1.4.1 编制依据

编制依据及原则

本可行性研究报告的编制依据: 云南振兴实业集团有限责任公司和中国恩菲工程技术有限公司签

订的《技术咨询合同》 。 1.4.2 编制原则 (1) 可行性研究报告内容和深度满足国家有关部门和行业协会的 相关标准、规范。 (2)国家发展和改革委员会第 40 号令《产业结构调整指导目录 (2005 年本)》 。 (3)国家发展和改革委员会、财政部、国土资源部、商务部、中 国人民银行、海关总署、国家税务总局、国家环境保护总局、国家安 全生产监督管理总局等九部委发改运行[2006]1898 号文件 《关于规范 铅锌行业投资行为加快结构调整指导意见的通知》 。该通知规定: “新 建铅冶炼项目,单系统规模必须达到 5 万 t/a(不含 5 万 t)以上,必 须采用富氧强化熔炼、艾萨炉熔炼、卡尔多炉熔炼等先进的工艺和双 转双吸制酸系统,循环水利用率达到 95%以上” 。 (4)国家发展和改革委员会 2007 年第 13 号公告,该公告制定

的《铅锌行业准入条件》中规定: “新建铅冶炼项目,粗铅冶炼须采用 先进的具有自主知识产权的富氧底吹强化熔炼或者富氧顶吹强化熔炼 等生产效率高、能耗低、环保达标、资源综合利用效果好的先进炼铅 工艺和双转双吸或其他双吸附制酸系统。 ” (5)冶炼采用的工艺技术是国内先进而成熟可靠的,能够做到节 能减排、环保达标,少占用土地。 (6)在冶炼过程中充分回收其它有价金属。 (7)环保、安全、节能和有关安全措施符合国家和当地的相关法 律法规。 (8)铅冶炼项目必须满足国家制定的《铅锌行业准入条件》 。 (9)综合考虑、讲究效益,兼顾二期,又相对独立。 (10)人性化管理,适度考虑行政管理、生活福利设施。

1.5
1.5.1 规模方案

建设方案

本项目铅冶炼生产规模为年产电铅 10 万 t。 1.5.2 产品方案 本项目主工艺铅冶炼系统产出电铅;氧气底吹熔炼炉产出的 SO2 烟气送往制酸系统副产硫酸;铅还原炉渣烟化产出铅锌烟尘,铜浮渣 处理产出铜锍,电解阳极泥送贵金属车间产出金银锭。具体见表 1-1。 表 1-1
产品名称 电铅锭 硫 铜 酸 锍 100000t/a 92836t/a(按 100% H2SO4 计) 3009t/a 18325t/a 200.933t/a 3405t 产

产 品 方 案 表
量 质 量 产品去向 出售 出售 出售 出售 出售 出售 Pb99.994% H2SO498% Cu40% Zn57.91% 符合 GB4135-2002 Sb: 63.83%

氧化锌烟尘 银 碲 锭 渣

1.5.3 粗铅冶炼工艺方案 粗铅冶炼工艺可分为传统工艺和新工艺两大类。 传统炼铅工艺即烧结工艺。 烧结机产出的烟气含 SO2 浓度低,硫回收率低,一般为 80%~ 85%。 烧结过程铅尘低空弥散污染难以根治。

烧结过程化学反应热难以回收利用。 烧结工艺能耗较高。 上世纪 80 年代以来,世界上先后发明了 QSL 法、Kivcet 法、氧 气底吹炼铅法(SKS)、ISA(Ausmelt)法、Kaldo 法等炼铅新工艺。 这几种炼铅新工艺均较好地克服了烧结过程造成的 SO2 和铅尘的 污染问题。 对这几种炼铅新工艺评述如下。 Kivcet 法: (1)原料适应性较差 —可搭配处理浸出渣,但要求入炉原料成分均匀稳定,不适合处 理多品种物料 (2)生产成本高 —电耗高,吨铅电耗 400~600kWh; —氧耗大,吨铅总氧耗 500~600m3。

(3)铅回收率低 —实际生产数据:渣含 Pb~7%。 (4)熔炼工艺控制难度大 —原料喷咀火焰温度允许波动范围±20℃; —焦炭层温度允许波动范围±50℃。 (5)备料复杂 —入炉原料需要深度干燥,含水 1%以下; —入炉原料需要磨矿,粒度 1mm。 世界上采用该技术的共有 4 家,已关停 2 家。其中该技术的发明 者哈萨克斯坦的 Kivcet 炉,1997 年停炉,不再生产。厂方介绍停产 原因有三个:① 生产成本高② 渣含铅高③ 维修工作量大 。 ISA(Ausmelt)法: (1)原料适应性强 —原料预处理简单。

(2)动力消耗大 —富氧浓度低:O228~38%,需配备大功率的喷枪鼓风机和套筒 风机。 (3)燃料消耗大 —不能实现完全自热,熔炼硫化矿时仍需配煤,配煤(焦)率为 3%~7%。 (4)铅直收率低 —采用顶吹炉还原,实际生产渣含铅:Pb8~12%。 (5)熔炼作业率低 —喷枪寿命短,一般为 1d~3d; —熔炼炉作业率较低,实际生产为 70%~75%。 (6)熔炼烟尘率较高:~20% (7)炉衬寿命较短 (8)操作控制难度较大

QSL 法: (1)渣含铅高:Pb5~9% (2)烟尘率高:25~35% (3)氧化、还原过程在同一炉中同时进行,工艺控制难度大 世界上采用该技术的共有 4 家,已关停 2 家。其中中国 QSL 厂 1990 年建成,1996 年关闭。 Kaldo 法: (1)炉寿短,炉帽更换周期 15d~30d (2)备料复杂,入炉原料需深度干燥 (3)烟气中 SO2 时断时续,制酸复杂 (4)烟尘率 30~35%,湿尘返回,干燥能耗高,铅直收率<65% 中国引进的 Kaldo 炼铅生产线已关闭,改建氧气底吹炼铅厂。 氧气底吹炼铅法是中国有色工程设计研究总院开发的先进炼铅工 艺,该工艺获得了 2003 中国有色金属工业科学技术一等奖、2004 国

家科技进步二等奖和 2007 中国矿业国际合作最佳技术创新奖。 有关专 利技术已受到国家知识产权保护(专利号:200310113789.3) 。 氧气底吹炼铅法已被中国九部委联合发文指定为我国首选炼铅工 艺。 氧气底吹炼铅法发展至今,共形成三代技术,三种规模生产装置。 三代技术: 第一代技术:氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅法。 —1983 年被中国国家科委列为中国重点科技攻关项目。 —1999 年在水口山完成半工业试验。 —2001 年完成工业化装置工程设计。 —2002 年 8 月第一套生产装置顺利投产,当月达产达标。 氧气底吹熔炼彻底解决了烧结造成的烟气 SO2 和铅尘的污染问 题,还原炉还原具有渣含铅低,烟尘率低,铅直收率高的优点,焦耗 较传统烧结工艺大幅度减少。

第二代技术:氧气底吹熔炼—熔融侧吹还原法 —2005 年发明。 —2007 年被确定为中国国家重大产业技术开发项目, 国家拨付专 项资金予以支持。 —2008 年完成工业化装置的工程设计。 —2009 年 2 月开始工业生产试验。 —2009 年 10 月试验成功,实现连续稳定生产,并达产达标。 采用侧吹熔融还原炉代替鼓风炉,底吹炉产出的熔融铅氧化渣通 过溜槽直接流入还原炉,使用廉价的还原剂代替冶金焦,铅冶炼能耗 和生产成本显著降低,同时,侧吹还原炉的环保较鼓风炉也显著改善。 第三代技术:氧气底吹熔炼—熔融电热底吹还原法。 —2009 年发明并通过专家论证。 —2010 年 2 月完成工业化装置的工程设计。 —2011 年 11 月投产,现已连续稳定生产。

采用熔融电热底吹还原炉代替鼓风炉,底吹炉产出的熔融铅氧化 渣通过溜槽直接流入还原炉,较第二代技术能更有效地降低还原剂和 燃料消耗,且更有效降低渣含铅,提高直收率。更适合 10 万 t/a 以上 规模采用。 三种规模生产装置: 第一种规模:6~8 万 t/a 粗铅产量 —第一种规模的第一套生产装置 2002 年 8 月投产。 第二种规模:10~12 万 t/a 粗铅产量。 —第二种规模的第一套生产装置 2005 年 8 月投产。 第三种规模:18~20 万 t/a 粗铅产量 —第三种规模的第一套生产装置预计 2010 年 8 月投产。 氧气底吹炼铅法具有如下技术特点: (1)环保好 —熔炼过程在密闭的熔炼炉中进行,生产中能稳定控制熔炼炉微

负压操作,有效避免了 SO2 烟气外逸; —氧枪底吹作业,熔炼车间噪音小; —生产过程中产出的铅烟尘均密封输送并返回配料,有效防止了 铅尘的弥散污染; —底吹炉产出的铅氧化渣为熔融渣,送入还原炉过程中无粉尘飞 扬污染。 (2)对原料适应性强 —底吹炉可处理各种品位的硫化矿; —底吹炉可搭配处理锌系统残渣,如铅银渣等; —底吹炉可搭配处理其它各种二次铅原料,如废蓄电池等; —底吹炉更适合同时处理多品种物料; —实际生产中,底吹炉入炉原料 Pb 的品位波动在 30%~75%均 能正常作业。 (3)有价元素回收率高

—铅回收率高:还原终渣含铅 2.5%~3.5%; —贵金属回收率最高:底吹炉和还原炉 2 段产粗铅,对贵金属实 施 2 次捕集,实际 Ag,Au 进入粗铅率>99%; —底吹炉脱硫率高,S 回收率>95%。 (4)能耗低 —底吹炉采用纯氧熔炼,电力消耗小; —吨铅电耗 250~300kWh;吨铅总氧耗 300~350m3, —在熔炼硫化矿时,底吹炉熔炼过程中不需要补热; —回收了底吹炉烟气中的余热, 每生产 1t 粗铅同时能产出 0.4t~ 0.8t 蒸气(4MPa); —熔炼炉已产出一次粗铅,还原炉处理的物料量大幅度减少,还 原剂和动力消耗相应大幅度减少, 煤耗大幅度减少, 吨铅煤耗 200kg~ 230kg。 (5)作业率高

—底吹炉和还原炉炉衬寿命远高于 ISA(Ausmelt)炉,实际生产 高达 3 年; —底吹炉氧枪和还原炉喷枪寿命长,一般为 30~60d; —熔炼炉只有在更换氧枪时才停止加料; —作业率>85%,年有效作业时间>7500h。 (6)操作控制简单 —熔炼炉和还原炉工艺控制容易,操作简单; —已投产的 11 家氧气底吹炼铅厂均在 1 个月内达到了设计能力。 (7)自动化水平高 —整个生产系统采用 DCS 控制。 (8)单机处理能力大 —现有氧气底吹炼铅装置单系列已实现日产粗铅 530t,单机生产 能力远远高于其他炼铅法; —正在建设的氧气底吹炼铅炉(单台)即可满足年处理混合铅原料

60 万 t,年产粗铅 25 万 t 的要求。 (9)投资省 —工艺流程简短,设备投资省; —熔炼厂房建筑结构简单,土建费用低; 综上所述,本项目粗铅冶炼工艺推荐采用氧气底吹熔炼—底吹电 热还原炼铅法。 应用第三代氧气底吹炼铅工艺的项目见表 1-2。 表 1-2
河南安阳 山东恒邦 内蒙赤峰山金 云南振兴 云南蒙自矿冶 黑龙江伊春

氧气底吹炼铅项目表
10 10 10 10 8 8 2011 2012 2012 2013 2013 2013 应用第三代技术 (熔炼段 2010.12 投产, 还 原段 2011.11 投产) 应用第三代技术 应用第三代技术 应用第三代技术 应用第三代技术 应用第三代技术

1.5.4 厂址方案 本项目厂址已由项目业主选定,设计人员认可。本可行性研究不 再进行厂址选择研究。 1.5.5 总平面布置方案

根据生产工艺流程顺捷的原则,结合现一期冶炼厂总平面布置, 依次将原料仓及配料系统、熔炼车间、硫酸车间、铅电解车间由西向 东布置;氧气站作为扩建,紧贴现有氧气站南侧布置;原料仓及配料 系统西侧留有 25m 宽的卸料铺砌场地满足原料的运输, 并在其南侧布 置一洗车场地以回收铅精矿;熔炼车间和铅电解车间作为耗电大户, 尽可能靠近总降压变电所,以缩短高压线长度和减少电耗;各循环水 站尽可能合并,并靠近其用户,以缩短供、回水管线长度;生产废水 处理站和雨水处理站分别布置在铅电解车间的南侧厂区边缘。 具体详见总平面布置图。

1.6

环保、节能、安全卫生、消防

1.6.1 环境影响评价分析 本工程采用成熟可靠的工艺流程,底吹熔炼炉烟气经余热回收及 收尘后,采用两转两吸工艺流程制酸,制酸尾气再送脱硫系统与还原 炉、烟化炉、浮渣反射炉烟气一起脱硫净化,烟粉尘和 SO2 排放浓度

均低于国家排放标准中规定的标准限值。 本工程水的重复利用率为 96.5%,满足《污水综合排放标准》中水重 复利用率 80%的,同时也符合中华人民共和国国家发展和改革委员会 颁布的《铅锌行业准入条件》2007 年第 13 号中水的循环利用率达到 95%以上的要求。生活污水经化粪池和地埋式生化处理设施处理后用 于绿化。污酸污水送现有锌厂废水处理站,处理达标后废水回用于生 产系统。一般性生产排水中仅含有少量无害悬浮物,汇流至污酸污水 处理站内浓密机浓缩后,送至厂区软水站制备软水。本厂新设 15 分钟 的雨水收集池,不外排。本工程生产废水和生活污水处理后全部回用 于生产,真正做到了废水零排放。 高噪声设备安装减振机座,鼓风机、引风机安装消音器,并把它 们设置在单独的机房内,降噪、隔声的作用是明显的,加之噪声强度 随距离的增加而衰减后,设备噪声对周围环境影响不大。 投产后需对烟化炉水碎渣、浮渣反射炉渣等进行危险废物浸出毒性

鉴别。根据浸出毒性鉴别结果,属一般固体废物的可以综合利用;属危 险废物必须堆存在专用渣场,专用渣场底部和四周必须经过防渗处理, 危险废物渣场符合《危险废物填埋污染控制标准》规定的要求,厂安全 环保部门设置专人负责危险固体废物的产生、 运输、 填埋的全过程管理。 总之,本工程采取了有效的污染治理措施,各类污染物均能做到 达标排放,能满足当地环保部门下达的污染物排放总量控制指标要求。 本工程对环境的具体影响范围和程度,需由环境影响报告书来确定。 1.6.2 能耗指标及分析 本项目铅精矿— —粗铅单位产品综合能耗为 154kgce/t 粗铅,低于 国家规定的新建铅冶炼企业单位产品综合能耗准入值(≤400kgce/t) 。 该能耗指标远低于传统烧结— —鼓风炉炼铅法(500~600kgce/t) , 和国外领先指标持平。 和传统流程相比,粗铅生产能耗之所以大幅度降低,主要在于冶 炼工艺采用了先进的氧气底吹熔炼— —熔融电热底吹还原炼铅法,熔

炼强度大大提高,熔炼过程实现了自热并回收了高温烟气中的余热; 同时由于熔炼炉已产出一次粗铅,还原炉物料处理量及还原剂较传统 流程大幅减少,从而节省了大量还原剂。另外,氧气底吹采用工业纯 氧熔炼,和 ISA 法等富氧熔炼相比,降低了动力和燃料单耗。 1.6.3 劳动安全卫生描述 本工程贯彻“安全第一,预防为主”的方针,采用先进成熟的工 艺流程,设备选型安全可靠,工艺配置物流畅通,流程合理,从根本 上减少和消除了危害人体健康的不安全因素。 根据劳动安全卫生工作“三同时”的要求,针对工程的职业危害 特点,设计分别对 SO2 烟气、铅蒸气、铅尘、粉尘、噪声等危害因素 以及在防火、防腐、防电伤、防自然灾害等方面采取了严密的措施。 氧气底吹熔炼过程在密闭的熔炼炉中进行,熔炼炉负压操作,有 效避免了 SO2 烟气外逸;铅精矿或其他铅原料混合制粒后直接入炉, 没有破碎返粉作业;生产过程中产出的铅烟尘均密封输送并返回配料,

有效防止了铅尘的弥散;同时在底吹炉、还原炉、电热前床及烟化炉 等放铅口和放渣口设排风除尘装置,防止了铅蒸气的扩散。有效解决 了 SO2 烟气、铅蒸气、铅尘对操作人员的危害。 在防噪声方面,氧气底吹作业产生的噪音很小,能够满足环保部 门对操作岗位噪声标准的要求。本工程对产生高噪声的主要设备采取 安装隔振机座和消音器等降噪措施,同时对风机房值班室采取了隔声 措施,噪声控制满足《工业企业噪声控制设计规范》的要求。 在防腐方面,对于气相腐蚀部位采用防腐涂料进行防护,对于液 相腐蚀部位铺设耐酸瓷砖(板) 。污酸、成品酸管道、阀门等处采取有 效措施,防止跑、冒、滴、漏。 在场地布置方面,物料运输线集中、短捷,生产线不交叉,操作 人员有足够的安全工作空间。 在道路设计方面,充分考虑消防安全的要求,建筑物构筑物之间 的距离以及道路宽度均严格遵照安全规范要求设计。

在建筑设计安全方面,本工程所有建筑物和构筑物按 7 度地震烈 度设防,建(构)筑物防火设计严格按照建筑设计防火规范进行,高 层建筑物按规范设计安全操作平台及防护栏。 防雷设施等均按规范设计,在所有高大的建(构)筑物设有防雷 击保护装置。 生活饮用水水质符合《生活饮用水卫生标准》 。 总之,通过实施上述措施,本项目完全符合国家劳动安全卫生的 要求,能充分保障职工在生产过程中的安全和健康。 1.6.4 消防设施及描述 本项目消防水来自原有锌厂消防水系统,可以满足消防用水要求。 室外消火栓给水系统中,消防给水管道沿厂区道路环状布置,在给水 管道上设地上式消火栓,低压消防。火灾发生时,由消防车加压灭火。 室内消火栓给水系统从厂区消防给水管道上接管,可以满足消防 用水量及水压要求。

按建筑灭火器配置设计规范 (GBJ140-90) 要求,配置建筑灭火器材。

1.7

项目建设进度安排

项目建设进度安排见表 1-4 项目建设进度表。

表 1-3
进 项目名称 1 施 工 图 设 计 设备采购 土建施工 设备安装 设备调试 试车投产 2 3 4 5 度 (月)

项目建设进度表
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

1.8
1.8.1 工艺创新

设计创新内容

本项目粗铅冶炼工艺采用具有自主知识产权的氧气底吹熔炼—熔 融电热底吹还原炼铅工艺,该法具有环保好、能耗低、投资省、作业 率高、操作控制简单、生产成本低、回收率高、对原料适应性强、自 动化水平高、产品质量好等特点,工艺技术达到国际先进水平。 1.8.2 设备创新 (1)原创氧气底吹熔炼炉 氧气底吹熔炼炉长径比、底部氧枪布局间格及位置、熔池深度等,

都是通过中国科学院冷态模拟试验后确定的,底吹炉规格根据熔炼强 度和容积热强度确定。生产实践证明,该熔炼炉运行稳定,作业率高, 炉寿已超过 3 年。该设备已受到国家专利保护。 (2)余热锅炉创新 针对铅熔炼过程中挥发性烟尘率高和底吹炉需要旋转的特点,设 计了带香蕉型膜式壁烟罩和直升烟道的余热锅炉。该设备已受到国家 专利保护。 (3)还原炉 还原炉系熔融态富铅渣直接还原炉,用于将前段氧气底吹熔炼炉 产出的富铅渣进行直接还原熔炼,得到高锌炉渣和粗铅。与传统的鼓 风炉工艺相比,富铅渣直接还原炉一方面避免了富铅渣在冷却铸块过 程中的热量损失,节省了大量的用地和专用设备投资和动力消耗,另 一方面实现了无焦还原冶炼。该设备属于重大技术创新。 (4)氧枪设计创新

水口山试验时喷枪寿命 QSL 喷枪寿命 池州、豫光喷枪寿命 氧枪主要创新点: ① 强化了喷枪冷却效率;

3~7d 2~4 周 4~8 周

② 喷枪表面进行特殊处理,提高耐磨抗蚀性能; ③ 提高了喷枪加工精度,确保氧气及保护介质均匀分布,保证了 枪头在炉内温度均一; ④ 喷枪材质进行了特殊预处理,氧枪已受到国家专利保护。 1.8.3 过程控制创新 开发了简捷、实用的全过程 DCS 控制系统,大大提高了劳动生产 率。 1.8.4 开创铅尘封闭输送处理系统 铅尘输送是冶炼影响环保的一大难题。本项目采用了密封机械输

送,铅烟尘在熔炼厂房内直接返回熔炼的全封闭自循环系统,环保效 果奇好。

1.9
1.9.1 投资

投资及经济效益

经估算项目总投资为 109087.94 万元, 其中: 建设投资 94869.74 万元、建设期利息 2541.60 万元、流动资金 11676.60 万元。 1.9.2 经济效果 (1)年均销售收入:273358.5 万元;营业税金及附加:628 万元; 利润总额:14081.1 万元;所得税 3520.3 万元,税后利润:10560.9 万元; (2)总投资收益率:11.33%; (3)投资回收期:9.53 年; (4)全投资净现值(i=10%) :14217.15 万元; (5)投资利润率:10.33%;

(6)计算的盈亏平衡点为 56.83%。 单个因素变化时,销售收入最为敏感,其次为经营成本。在销售 收入、 经营成本向不理想的趋势变化 10%时, 项目经济效益变化很大。 根据市场规律,当产品价格发生变化时,原料价格随之会发生相 应的变化。因此单个因素的变化即产品价格升降而原料价格不升降的 可能性不大。所以测算了产品价格和原料价格同幅变化,同幅度上涨 或同幅度下降,引起效益指标变化的结果。从指标看出,产品价格和 原料在±20%内同幅度变化时, 对项目的经济影响不大, 说明项目承担 风险的能力较强。 1.9.3 综合评价 本项目粗铅冶炼工艺采用具有国际先进水平的氧气底吹熔炼—熔 融电热底吹还原炼铅法,该炼铅法具有环保好、能耗低、投资省、作 业率高、操作控制简单、生产成本低、回收率高、对原料适应性强、 自动化水平高、产品质量好等优点。可为业主和建设地区带来较好经

济效益和社会效益,属绿色环保工程。 铅冶炼厂的建设可带动当地相关工业的发展,由此能够提高本地 区经济的发展,为当地的劳动力提供了就业机会。本项目具有良好的 经济效益和社会效益。项目投资内部收益率为 12.44%,投资利润率为 10.33%。项目的效益指标理想。

1.10

综合技术经济指标

综合技术经济指标见表 1-5。 表 1-4
序号 1 设计规模 电铅 2 产品产量 电铅 铜锍含铜 金锭(99.99%) 银锭(99.99%) 硫酸(100%) 3 原料需要量 铅精矿 t/a 203805 t/a g/a kg/a kg/a t/a 100000 0 0 200933 92836 t/a 100000 指标名称

综合技术经济指标表
单位 数量 备注

Pb Ag S 4 元素回收率 Pb Ag S 5 主要燃料、辅材需要量 石英石

% g/t %

50.73 1015 15.82

% % %

97.66 99.00 97.10

t/a

14736.55

续表 1-4
序号 石灰石 铬镁砖 枪口砖 氧枪 煤 粉煤(自产) 柴油 6 供电指标 安装容量 计算负荷 年耗电量 自发电 7 供水指标 总用水量 其中:生产新水 生活水 循环水 回水 指标名称

综合技术经济指标表
单位 t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a 数量 22849.75 150 150 150 38808 63286 3930 备注

kW kW k·kWh k·kWh

38641.2 21689 140523 33264

m /d m /d m /d m /d m /d
3 3 3 3

3

157043 7375 100 146855 2713

续表 1-4
序号 8 总图 总用地面积 场地铺砌面积 建构筑物占地面积 建筑系数 绿化面积 绿化率 运输量 其中:运入 运出 土石方工程量 其中:挖方 填方 9 9.1 劳动 在册职工人数 指标名称

综合技术经济指标表
单位 数量 备注

ha m m
2

25.6152 12500 56385.72 22.01 38000 14.83 489033.3 286575.3 202458 缺少地形图,无法 计算

2

% ha % t/a t/a t/a 万m 万m 万m
3

3

3

人 人 人 万元

1150 120 1030 4793.7 10.43% 89.57%

其中:管理及服务人员 生产人员 9.2 10 10.1 薪酬总额 投资指标 项目总投资 其中:建设投资 建设期利息 流动资金 10.2 资金来源 其中:资本金 长期借款 流动资金借款 11 11.1 成本及费用指标 总成本费用

万元 万元 万元 万元 万元 万元 万元 万元

136323.3 94869.7 2541.6 38912.0 136323.3 78919.4 37947.9 19456.0 新增

万元

258649.4

达产年平均

续表 1-4
序号 指标名称 其中:经营成本 12 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 13 13.1

综合技术经济指标表
单位 万元 数量 251546.6 备注 达产年平均

营业收入、利润、税金 营业收入 营业税金及附加 利润总额 所得税 税后利润 经济效益指标 项目投资 财务内部收益率 净现值(i=10%) 投资回收期 % 万元 a 10.89 6807.16 9.86 万元 万元 万元 万元 万元 273358.5 628.0 14081.1 3520.3 10560.9 达产年平均 达产年平均 达产年平均 达产年平均 达产年平均

13.2

资本金 财务内部收益率 净现值(i=10%) 投资回收期 % 万元 a % % % % a 12.44 14217.15 9.53 10.33 11.33 13.38 56.83 5.17 达产年平均 达产年平均 达产年平均 达产年平均 含 2 年建设期

13.3 13.4 13.5 14 15

投资利润率 总投资收益率 资本金净利润率 盈亏平衡点 借款偿还期

第二章
2.1

市场分析

铅的储量与资源

2.1.1 世界铅资源丰富,储量不断增加 据美国地质调查局报导,世界铅锌资源丰富,近几年来虽然矿产 铅锌产量不断增加,但铅锌储量并未减少,勘探新增储量足以弥补消 失储量,而且勘查找矿潜力巨大,前景喜人,详见表 2-1。 表 2-1
国家名称 澳大利亚 中国 美国 加拿大 秘鲁 南非 哈萨克斯坦 墨西哥 摩洛哥 瑞典 其他国家 世界总计

世界铅储量和储量基础(万 t)
储 量 储量基础 2001 年 2002 年 2003 年 2005 年 2001 年 2002 年 2003 年 2005 年 1500 900 870 160 200 200 200 100 50 50 2200 6400 1500 1100 810 200 350 200 500 150 50 50 1900 6800 1500 1100 810 200 350 40 500 150 50 50 1900 6700 1500 1100 810 200 350 40 500 150 50 50 1900 6700 2800 3000 2000 900 300 300 200 200 100 100 3300 13000 2800 3600 2000 900 400 300 700 200 100 100 3000 14000 2800 3600 2000 900 400 70 700 200 100 100 3000 14000 2800 3600 2000 900 400 70 700 200 100 100 3000 14000

资料来源:Mineral Commodity Summaries

2005年世界查明铅资源量约为19亿t,铅储量6700万t,储量基础 14000万t, 现有储量和储量基础的静态保证年限分别在20年和40年以 上。但铅储量和储量基础只占铅资源量的4.5%和9.3%,勘查找矿潜力

巨大,今后只要继续开展地质勘察工作,铅供应是有保障的。 2.1.2 铅锌是中国优势资源,储量十分丰富 在中国有色金属资源中,铅锌是优势资源之一,储量大,矿石含 锌高铅低,适合市场需求,效益比较好,在国际市场上具有较强竞争 力。按美国地质调查局的评价,除铅的储量低于澳大利亚外,中国铅 的储量基础,锌的储量和储量基础均居世界首位,中国已成为世界最 大的铅锌资源国家。截止 2006 年底,中国查明铅矿资源储量 4141 万 t,其中基础储量 1351 万 t,储量 2790 万 t;查明锌资源储量 9711 万 t,其中基础储量 4227 万 t,储量 5484 万 t。 近几年中国铅锌矿山生产迅猛发展,产量增幅加快,储量消耗增 多,但保有储量没有明显减少,主要是勘查投入增加储量足以弥补消 失储量,呈现出良性循环。

2.2

矿山生产分析

2.2.1 铅锌矿山生产稳步增长,中国产量居全球前列 世界铅精矿产量集中在亚洲和美洲。近几年,中国铅锌矿山产量

稳步增长。铅、锌精矿产量均居世界首位。估计目前生产水平尚可维 持一段时间。详见表 2-2。 表 2-2
项 目

世界及中国铅锌矿山产量(万 t)
2003 年 303.6 88 64.8 45.8 954 202.9 2004 年 312.9 99.7 64.2 43.9 979.2 239.1 120.9 129.8 100.6 2005 年 341.3 114.0 71.5 43.2 1015 254.8 120.2 132.9 105.7 2006 年 352.5 133.1 62.1 42.9 1044.4 284.4 120.2 133.8 103.7 2007 年 361.0 140.2 58.9 43.4 1113.7 304.8 144.4 149.8 102.6 2008 年 392.0 154.3 59.4 43.8 1177.7 318.6 160.3 147.9

世界铅精矿(含铅量)产量 其中:中国 澳大利亚 美国 世界锌精矿(含锌量)产量 其中:中国 秘鲁 澳大利亚 欧盟

资料来源:《中国铅锌锡锑》2009 年第 7 期

长期看,随着中国矿山勘探力度的加强以及新矿山的投产,我国 铅精矿供应紧张程度将逐步得到缓解,再加上再生铅产量的增多,中 国精铅产量将继续增长,全球供应逐渐宽松。 2.2.2 中国铅锌工业生产发展变化 矿山是铅锌工业的基础。受精矿价格高涨的刺激,铅锌采选业投 资明显增加,2003-2006 年累计共投资约 341 亿元。采选业产能也在 提高,内蒙、青海、云南、新疆增加产能明显,除了锡铁山铅锌矿、

会泽、澜沧铅矿之外,其他均为地方小型矿山。虽然全国新增矿山产 能缺乏准确统计,但可以估计铅锌采选能力的增加仍然跟不上冶炼能 力的增加。 近期铅锌采选的地区结构变化不大,但冶炼业的地区结构正在发 生变化,除了原有的冶炼基地产量继续稳中有增之外,冶炼业向资源 地区集中的倾向更加明显。 2008 年中国铅锌精矿主要生产地区依次为 内蒙古、四川、广东、云南、湖南、青海、广西等。 尽管我国精矿产量不断增加,但国产数量满足国内消费和冶炼的 比例却一直在下降,进口数量也一直在增加。所以进口铅锌精矿也是 一项重要措施,可以弥补国内原料不足,满足冶炼需要。近些年铅锌 精矿进口量见表 2-3。 表 2-3
产品名称 铅精矿 (实物量) 铅精矿 (金属量) 锌精矿 (实物量) 2002 年 38.9 25.2 78.47

近年铅锌精矿净进口量
2003 年 67.9 40.8 74.56 2004 年 83.06 50.0 61.61 2005 年 103.02 67 56.78 2006 年 119 76 82.8

单位:万 t
2007 年 126.6 64 215 2008 年 144.4 90.5 230

锌精矿 (金属量)

39.3

37.3

30.8

28.4

40

80

110

数据来源:中国海关统计

中国进口的铅锌精矿,主要来自铅锌资源国家澳大利亚、加拿大、 秘鲁以及周边国家朝鲜、缅甸、伊朗、印度等国,进口渠道比较畅通, 进口铅锌精矿相比进口铜镍精矿要容易。现有铅锌资源国家还在不断 开发新的铅锌矿床 , 如加拿大的 Finlayson 铅锌矿 , 智利的 George Fisher 铅锌矿。原有老矿山还在扩建,如美国的 Red Dog 铅锌矿、澳 大利亚的 Pllara 铅锌矿。预计今后继续从国外进口铅锌精矿可能性是 存在的。

2.3
2.3.1 铅冶炼生产现状

冶炼生产发展分析

我国铅锌资源丰富,铅锌产业发展很快。铅产量分再生铅和原生 铅,再生铅产量增长有限,铅产量的增长主要在原生铅方面。 2003 年全球铅市场发生显著变化,由于欧洲铅冶炼厂关闭和转 产,导致局部供应短缺,价格居高不下。国内汽车工业高速增长促使

精铅销费量大幅度增长,冶炼能力大幅度提高, 2004 年中国就已成 为全球第一大精铅生产国。 2008 年中国的精铅产量达到了 320.6 万 t 左右,比 2007 年增长 15%。中国精铅产量所占全球比例已达到 37%。超过了美国成为世界 最大的精铅生产国。近年精铅产量见表 2-4。 表 2-4
年份 全球精铅产量 其中:中国 2000 2001

近年全球、中国精铅产量
2002 2003 2004 2005 2006 794.8 271.5 2007 676.4 695.3 763.6 110.0 119.5 132.5 156.4 193 239

单位:万 t
2008 2009 812.2 867.0 278.8 320.6

资料来源:《中国铅锌锡锑》2009.8

分地区看,近两年河南是中国精铅生产的第一大省份,占全国总 量的三分之一。其次是湖南和安徽。铅精矿主要生产地区是内蒙古, 其次是四川。主要铅精矿及精铅生产地区见表 2-5。

表 2-5 2008 年我国主要铅精矿及精铅生产省份 单位:金属量吨
序号 1 2 铅精矿 省份名称 内蒙古 四川 产量 262571 138559 序号 1 2 河南 湖南 精铅 省份名称 产量 1108082 541371

3 4 5 6 7 8 9 10

广东 云南 湖南 广西 青海 河南 甘肃 福建 合计

123168 114950 101538 69060 60295 55769 43848 43444 1145425

3 4 5 6 7 8 9 10

安徽 云南 广西 广东 江苏 江西 湖北 陕西

396033 363537 147458 130044 128257 77364 51536 48119 3206363

资料来源:《中国铅锌锡锑》2009 年第 2 期

2.3.2 铅锌冶炼生产发展分析 (1)采选业和冶炼出现融合趋势 铅锌消费大于产能,则产能将会扩张,这是市场规律的集中体现, 近期我国锌铅新增冶炼能力的主要特点是:新增冶炼能力继续向原料 生产地转移。近年还有产能将陆续建成。但矿山方面,除云南、内蒙 有中型矿山企业扩产的消息外,估计还有其他矿山主要是小矿山有扩 产、建设活动。从我们了解的新增生产能力中,云南占 30%,内蒙占 20%,甘肃、陕西、青海三省约占 20%。新增冶炼能力继续向原料生 产地转移。由于受到电力、运输紧张、原料价格上涨的影响,冶炼企 业的生产成本也大幅攀升,因此冶炼能力向资源丰富的地区转移是一

种减低成本的必然选择。 (2)产业结构逐步改善 冶炼业规模结构局部改善,以先进适用技术生产的铅锌比例虽然 有所增加,但行业结构调整速度不快,产业结构变化仍然不大。2004 年中国铅锌大中型冶炼企业数量虽然增加,但总的规模结构并没有改 善。 突出的特点还是生产总规模扩大, 而且扩大规模的方式还是简单的 扩大再生产,通过资本经营增加实力的几乎没有,在总的生产规模放大 的同时,企业数量因为市场好转而增加,平均生产规模仍然比较低。 大型铅锌冶炼行业开始重视先进适用技术的应用,各地环保部门 也关闭了一些小型火法铅锌冶炼厂,逐步淘汰落后的生产工艺,氧气 底吹炼铅工艺在本行业中逐步推广使用。使整体技术水平有明显提高。 (3)冶炼产能大幅增加 目前一些铅冶炼厂仍在继续扩大生产规模。根据目前在建项目和 拟建项目情况,铅锌冶炼能力有明显增加,1996 年以来我国精铅产量

稳步增长,远远高于全球的递增率。近些年全球铅产量的的大幅增加 主要得益于中国产量的持续增长。

2.4
2.4.1 供需平衡分析

铅市场分析预测

产量持续快速增加,而消费速度放缓,这就导致全球精铅供应缺 口逐步缩小, 最终转为适度过剩, 2005 年全球铅市场供求关系从 2004 年短缺 41 万吨转为缺口 12 万吨, 2006 年缺口的缩小至 2.6 吨, 缺口 的缩小主要得益于中国和欧洲供应过剩量的增加。 2008 年全球铅供应 量已过剩, 预计 2009 年全球铅将仍供应过剩。 近些年铅的供需情况详 见表 2-7。 中国是全球第一大铅生产国,近 5 年来精铅均有出口,这些出口 金属正是弥补西方供销缺口的主要来源。同时,中国从西方进口的铅 精矿也逐年增加。可以说,中国多年来承受着高价原料和环保的压力 每年为西方提供 1/10 的需求。 西方国家普遍对中国铅有不同程度的依

赖。 因此中国供应的变化对西方市场影响比很大。 在 2007 年美国次级 房贷危机使西方国家铅消费下降,铅出口量减少。 表 2-7
项目/年份

国际铅市场供需平衡
2003 2004 全球 2005 2006

单位:万 t 金属量
2007 2008

世界铅精矿产量 世界精铅产量 美国 DLA 抛售量 世界精铅消费量 世界铅市场平衡 LME 铅现货均价(美元/吨)

303.6 676.4 6 684.8 -2.4 514

312.9 695.3 6 744.2 -42.9 886 中国

341.3 763.8 3.6 783.1 -22.9 976

352.5 796.9 1 815.8 -19.9 1289

361.0 811.2 0 818.0 -6.8 2578

392.0 854

829 25 2092

铅精矿产量 精铅产量 净出口量 消费量 市场平衡 生资市场平均成交价(元/ 吨)

88 156 41 118 -3 5405

100 193 42 167 -16 8982

114 239 40 199 0 9367

125 271 50 229 -8 12111

130 276 21 249 6 19468

114.5 305.3 0.27 282 23 17160

资料来源:《中国铅锌锡锑》2009 年第 7 期

整体看中国精铅产量还将保持较大幅度的增加。消费方面,随着 我国经济快速发展,精铅主要消费领域多数将保持良好势头。安泰科 预计 2009 年我国精铅产量约在 318 万 t 左右, 消费量 286 万 t 左右, 精铅净出口量 15 万 t。 这样未来中国铅出口不会恢复到前几年 40 万 t

的水平。 近些年铅市良好的预期和铅价的上涨将刺激冶炼厂提高产量,同 时一些扩产企业有一些在近期会抓紧投产,这使我国铅精矿和精铅产 量将继续保持增长。 2.4.2 需求量预测 铅消费最大增长点依然是汽车工业需用的蓄电池,西方发达国家 铅消费量中蓄电池耗铅比重已升至 80%。我国铅消费主要集中在铅酸 蓄电池领域,我国铅酸蓄电池耗铅所占铅消费总量的 75%左右。铅酸 蓄电池最终消费领域主要集中在汽车领域、电动车领域和铅酸蓄电池 的出口,分别占蓄电池耗铅量的 26%、23%和 18%。中国的人力自行 车、摩托车向电瓶车转型,油电混和动力汽车的需求增长、电瓶车、 巡逻车、旅游车都将使精铅的消费量增加。 其次增加较多的还有机械制造业需用的轴承合金、模具合金、焊 料合金等行业。再有彩电及计算机玻壳、颜料、涂料用氧化铅也会有

适度增长。至于电缆护套、防腐用铅基本维持现状,用量不会有太多 增加。今后 15 年,估计铅消费量年平均增长率保持在 3.5%或更高。 2.4.3 价格分析 近些年全球精铅价格的提高一直刺激着精铅产量的增长。在中国 调整精铅出口政策的契机下,铅价得到大幅推升,首次超过铝价,逼 近 3000 美元。受环保和较高原料费的影响,中国精铅产量增长有限, 精铅出口量不会迅速恢复,西方精铅现货供应没有实质性变化,如果 有基金继续进入的话还会有表现。LME 铅价今年下半年将继续在较高 水平运行。 根据铅锌矿的地质特点,地球中铅常与锌伴生,但铅锌比往往是铅少 锌多,且比例大致为 1∶4,所以锌的生产量增加时,铅量增幅相对有限。 据了解,铅酸电瓶的性价比铅价在 3-4 万元/t 时仍无合理的替代 品。所以铅在目前价位消费市场仍能够接受。 中国精铅出口下降,国际铅市场缺口将扩大,未来中国铅价还将

随着国际市场价格而波动。2009 年以来,铅市场的状况是国外铅价持 续大幅度上涨并有起稳于高位的迹象,而国内铅价基本稳定在 13400 元/t 附近。国内外比价逐渐缩小至 8 左右。近十年国际及国内铅价见 表 2-8。

表 2-8
年份 1998 1999 528 4598 LME 现价 624 (美元/t) 主要企业报价 5355 (元/t)

近几年国际及国内铅价
2000 454 4575 2001 476 4671 2002 452 4724 2003 514 5343 2004 886 8977 2005 976 2006 1289 2007 2578 2008 2092

9321 12111 19468 17160

资料来源:中国铅锌锡锑

从全球精铅产量来看,在一定时期内将保持稳定,增产的幅度有 限,这就决定了铅市在短期内不会走熊。制约精铅增产的原因有两方 面: (1)全球铅精矿产量有限,无法满足冶炼能力的需要,而且这种 局面近期内难改观。 (2)环保要求的提高制约全球精铅产量的增加,目前发达国家铅

冶炼能力都在萎缩,随环保要求提高,这种趋势将越来越明显,不久 将来,发展中国家也将面临同样问题。 综合而言,目前无论从国内供应来看还是从国家产业政策导向来 看,未来中国铅的供应都处于减少的趋势,西方要得到中国铅必须付 出更高的代价。而随着中国经济继续快速稳定增长,国内对铅酸蓄电 池的需求还将稳定增加,特别是汽车和通讯领域用蓄电池。那么,在 经济正常发展时期,国内铅的需求是基本稳定的,对于铅价也是在目 前水平趋于小范围波动。

第三章

冶炼工艺及收尘
3.1 概 述

云南沙甸铅业股份有限公司 10 万 t/a 铅冶炼项目采用的工艺流程 为:氧气底吹熔炼—底吹电热熔融还原法,还原炉渣采用烟化炉处理, 粗铅火法初步精炼后浇铸为铅阳极板,送电解精炼,采用大极板电解 工艺,产出电铅,经氧化精炼后浇铸为电铅锭,作为最终产品;铅阳 极泥处理采用火法+湿法流程;氧气底吹熔炼收尘采用电收尘器,底吹 电热熔融还原炉及烟化炉收尘采用低压脉冲袋式除尘器。

3.2
3.2.1 原料

原料、燃料和辅助材料

本项目生产规模为年产电铅 100000t ,年处理铅精矿(干基) 203805t,其中部分自产,其余外购,铅精矿全部由汽车运输入厂。 业主提供的铅精矿化学成分见表 3-1, 铅精矿物相组成计算结果见 表 3-2。

表 3-1
Pb 50.73 Zn 5.66 Cu 0.74

混合铅精矿主要化学成分(干基,Wt%)
S 15.82 Fe 10.48 SiO2 3.69 CaO 1.03 As 1.00 Sb 1.69 Ag 0.1015 其他 9.0585 总计 100.00

注:铅精矿含水 8%。

3.2.2 燃料 3.2.2.1 原煤 业主提供了两种原煤成分,其成分(干基)见表 3-3。设计取两种 原煤的平均成分, 原煤的应用基成分见表 3-4, 原煤灰分成分见表 3-5。

表 3-2
组 成 Pb 50.73 0.74 5.66 Cu Zn PbS CuFeS2 ZnS As2S3 Sb2S3 FeS2 Fe2O3 Ag2S CaCO3 SiO2 其它 合计

混合铅精矿物相组成(干基,Wt%)
Fe As Sb Ag SiO2 CaO S 7.85 0.65 0.75 2.78 1.00 1.69 2.72 7.11 0.10 1.03 3.69 5.19 0.02 0.81 0.64 0.67 3.12 3.06 CO2 O 其他 合计 58.58 2.14 8.44 1.64 2.36 5.84 10.17 0.12 1.84 3.69 5.19

50.73 0.74 5.66 10.48 1.00 1.69 0.10 3.69 1.03 15.82 0.81 3.06 5.19 100.00

表 3-3
煤一


固定碳


挥发分



分 (Wt%)
灰分 总计

67.23 煤二 固定碳 67.23

13.18 挥发分 13.18

19.59 灰分 19.59

100.00 总计 100.00

注:原煤含水按 4%计。

表 3-4
C


原 煤 应 用 基 成 分 (Wt%)
H


O



N



S



A



W



合计 100.00

68.08

3.85

1.96

0.98

0.53

20.76

3.85

表 3-5
Fe 13.00 SiO2 43.00

原 煤 灰 分 化 学 成 分 (Wt%)
CaO 12.00 Al2O3 0.00 O 5.57 其他 26.43 总计 100.00

粉煤制备车间年需原煤(应用基)约 37013t。 3.2.2.2 粉煤 还原炉燃料为粉煤,年需要量(应用基)为 11786t,烟化炉燃料为 粉煤,年需要量(应用基)为 24164t。粉煤来自粉煤制备车间。粉煤应 用基成分见表 3-6。粉煤灰分成分见表 3-7。 表 3-6
C


粉 煤 应 用 基 成 分 (Wt%)
H


O



N



S



A



W



合计 100.00

70.10

3.96

2.02

1.01

0.54

21.37

1.00

表 3-7
Fe 13.00 SiO2 43.00

粉 煤 灰 分 成 分 (Wt%)
CaO 12.00 Al2O3 0.00 O 5.57 其他 26.43 总计 100.00

3.2.2.3 发生炉煤气

粉煤制备车间年需发生炉煤气约 1920 ×103m3,电解精炼火法车间 年需发生炉煤气约 5200× 103m3,铜浮渣反射车间年需发生炉煤气约 4300×103m3。 3.2.2.4 轻柴油 氧气底吹炉和还原炉开炉、保温使用轻柴油作燃料,年需要量为 330t,由柴油罐车运输入厂。轻柴油采用 GB/T252-2000 标准中的 0# 柴油。 3.2.3 辅助材料 3.2.3.1 石灰石 氧气底吹熔炼过程需配入硅质原料以及石灰石造渣,根据混合精 矿成分,结合冶金计算,本设计选用石灰石(块度 15~30mm) ,年 需要量(干基)为 9412t,石英石年需要量为 14737t。底吹电热熔融 还原炉需补充石灰石(块度 15~30mm)调整渣型,年需要量(干基) 为 13438t。石灰石和石英石含水约 5%,由汽车运输入厂,石灰石化

学成分见表 3-8,石英石化学成分见表 3-9。 表 3-8
SiO2 1.64 CaO 49.27

石灰石化学成分(干基,Wt%)
CO2 38.67 Fe 0.71 其他 9.71 总计 100.00

表 3-9
SiO2 81.73 Fe

石英石化学成分(干基,Wt%)
CaO 1.12 其他 15.35 总计 100.00 1.80

3.2.3.2 耐火材料 氧气底吹熔炼炉修炉用铬镁砖,年需要量约 60t。另需枪口砖 60 套;底吹电热熔融还原炉修炉用铬镁砖,大修需要 300t,枪口转 70 套。 3.2.3.3 其它材料 (1)底吹电热熔融还原炉年消耗石墨电极 90t/a。 (2)铜浮渣处理车间反射炉熔炼用纯碱(Na2CO3:95%) 、铁屑 (Fe:90%) 、焦粉,其需要量分别为纯碱 783t/a、铁屑 587t/a、焦粉 783t/a。

3.3

火法工艺

3.3.1 工艺流程 本项目火法工艺流程简述如下:铅精矿、石灰石和石英石、返料 (还原炉烟尘)经重量配料后送熔炼车间,与底吹炉烟尘混合后进行 制粒,计重后加入氧气底吹熔炼炉内进行氧化熔炼,产出一次粗铅和 富铅渣。熔融富铅渣通过溜槽直接流入还原炉内进行还原熔炼,还原 炉底吹粉煤作为还原剂,电热区电能补热,维持炉内高温,炉顶加入 熔剂(石灰石)参与造渣,还原熔炼产出还原炉粗铅和还原炉渣。还 原炉渣通过渣溜槽自流入烟化炉进行还原吹炼,产出氧化锌烟尘和终 渣。氧化锌烟尘收集后送锌系统处理,终渣水碎后送渣场堆存或作为 生产建筑材料的原料外卖。氧气底吹熔炼炉产出的烟气经余热锅炉回 收余热、电收尘器收尘后,送硫酸车间制酸。铅烟尘送烟尘仓返回熔 炼配料。还原炉烟气由于 SO2 浓度较低,经余热锅炉回收余热、布袋 收尘器除尘后,直接送烟气脱硫系统。烟化炉烟气经余热锅炉回收余 热,表面冷却器降温,布袋收尘器除尘后,送烟气脱硫系统。

底吹炉和还原炉产出的粗铅送电解精炼车间,经火法初步精炼除 杂、捞浮渣等作业后浇铸成合格的铅阳极板进行电解精炼,产出电铅 锭和铅阳极泥。铅阳极泥送贵金属车间回收银、锑等,电铅锭作为最 终产品外卖。 氧气底吹熔炼和还原炉直接还原过程采用 DCS 控制系统,实现了 配料、制粒、供氧、熔炼、余热锅炉、锅炉循环水、电收尘、高温风 机等全流程、全部设备的集中控制。烟化炉亦实现了计算机控制。 3.3.2 冶金计算 3.3.2.1 计算基础 (1)生产规模:电铅 100000t/a。 (2) 年处理混合铅精矿 (干基) : 203805t/a, 含 Pb 品位 50.73%。 (3)富铅渣含铅:40% (4)还原炉渣含铅:2.5% (5)工作制度:铜浮渣处理车间年工作日为 280 天,贵金属车间

年工作日 300 天,其他车间年工作日均为 330 天,每天连续生产 24h。 3.3.2.2 计算结果 (1)氧气底吹熔炼炉熔炼 氧气底吹熔炼炉工业氧气消耗量:4115.4Nm3/h(O2:95%) 。 氧气底吹熔炼炉烟气量、温度、含尘量见表 3-10,烟气成分见表 3-11。氧气底吹熔炼炉物料平衡见表 3-12。 表 3-10 氧气底吹熔炼炉烟气量、温度、含尘量(余热锅炉入口)
烟气量(m /h) 23084
3

烟气温度(℃) 900±100

烟气含尘浓度(g/m ) 167

3

表 3-11
组成 V% CO2

氧气底吹熔炼炉烟气成分(余热锅炉入口)
SO2 11.725 SO3 0.239 O2 15.403 N2 55.649 H2O 15.48 合计 100.00 1.508

(2)底吹电热熔融还原炉还原熔炼 还原炉工业氧气消耗量:1648Nm3/h(O2:95%) 。 还原炉烟气量、温度、含尘量见表 3-13,烟气成分见表 3-14。 还原炉还原熔炼物料平衡见表 3-15。

表 3-13 底吹电热熔融还原炉烟气量、温度、含尘量(还原炉出口)
烟气量(m /h) 10080
3

烟气温度(℃) 1200±100

烟气含尘浓度(g/m ) 211

3

表 3-14
组成 V% CO2 22.764

底吹电热熔融还原炉烟气成分
SO2 0.056 O2 6.368 N2 59.075 H2O 11.74 合计 100.00

(3)烟化炉吹炼 烟化炉吹炼鼓风量:20100Nm3/h。 烟化炉烟气量、温度、含尘量见表 3-16,烟气成分见表 3-17。 烟化炉吹炼物料平衡见表 3-18。 表 3-16
3

烟化炉烟气量、温度、含尘量(余热锅炉入口)
烟气温度(℃) 1200±100 烟气含尘浓度(g/Nm ) 83.3
3

烟气量(Nm /h) 27780

表 3-17
组成 V% CO2 12.922

烟化炉(余热锅炉入口)烟气成分
CO 1.038 SO2 0.042 O2 4.678 N2 76.352 H2O 4.97 合计 100.00

(4)粗铅火法除铜、阳极板浇铸 物料平衡见表 3-19。 (5)铜浮渣处理车间 采用 1 台反射炉处理铜浮渣。浮渣反射炉烟气量、温度、含尘量

见表 3-20,烟气成分见表 3-21。 铜浮渣处理车间物料平衡见表 3-22。 表 3-20
3

反射炉烟气量、温度(水冷烟道出口) 、含尘量
烟气温度(℃) 200~300 烟气含尘浓度(g/Nm ) 5.41
3

烟气量(Nm /h) 10810

表 3-21
组成 V% CO2 7.927

反射炉烟气成分
SO2 0.046 N2 77.829 O2 11.455 H2O 2.743 合计 100.00

表 3-12
数 量 物料名称 t/a t/h 比例 % t/a % Pb

氧 气 底 吹 熔 炼 物 料 平 衡 表
Zn t/a % Cu t/a 加 % Fe t/a % 入 SiO2 t/a % CaO t/a % S t/a % As t/a % Sb t/a % Ag t/a

铅精矿 203804.90 25.73 74.01% 50.73 103390.22 5.66 11535.36 0.74 1508.16 10.48 21358.75 3.69 7520.40 1.03 2099.19 15.82 32241.93 1.000 2038.05 1.690 3444.30 0.102 206.86 熔炼烟尘 30570.73 3.86 15.00% 65.00 19870.98 1.00 305.71 0.10 30.57 1.00 305.71 1.00 305.71 1.00 305.71 11.00 3362.78 0.200 61.14 0.200 61.14 还原炉尘 16837.08 2.13 石灰石 9412.20 1.19 4.62% 60.00 10102.25 5.00 841.85 0.50 0.71 84.19 66.83 1.50 252.56 0.50 84.19 1.00 168.37 1.64 154.36 49.27 4637.39

石英石 14736.55 1.86 7.23% 合 计 275361.46 34.77 133363.45 12682.92 1538.73

1.80 265.26 81.73 12044.18 1.12 165.05 22080.73 20277.21 出 0.53 256.98 0.210 101.90 2.836 1377.72 0.383 186.18 7291.52 35773.09 2099.19 3505.44 206.86

产 一次粗铅 48572.80 6.13 95.00 46144.16 0.93 452.45

富铅渣 168370.78 21.26 82.61% 40.00 67348.31 7.35 12377.21 0.63 1055.71 12.93 21775.02 11.86 19971.50 4.15 6985.82 0.50 841.85 0.363 611.41 1.227 2066.58 0.012 20.69 熔炼烟尘 30570.73 3.86 15.00% 65.00 19870.98 1.00 305.71 0.10 30.57 1.00 305.71 1.00 305.71 1.00 305.71 11.00 3362.78 0.200 61.14 0.200 61.14 0.000 0.00 烟 气 合 计 247514.31 31.25 133363.45 12682.92 1538.73 22080.73 20277.21 7291.52 31311.47 35773.08 1324.73 2099.19 3505.44 206.86

表 3-15
数 量 物料名称 t/a t/h % t/a % t/a Pb Zn

底吹电热熔融还原炉还原吹炼物料平衡表
Cu % t/a % Fe t/a 加 % SiO2 t/a % 入 CaO t/a % S t/a % As t/a % Sb t/a % Ag t/a % C t/a

富铅渣 168370.78 21.26 40.00 67348.31 7.35 12377.21 0.63 1055.71 12.9321775.0211.8619971.50 4.15 6985.82 0.50 841.85 0.363 611.41 1.227 2066.58 0.012 20.69 石灰石 13437.55 1.70 粉 煤 11785.95 1.49 合 计 193594.29 24.44 67348.31 12377.21 1055.71 0.71 95.41 1.64 220.38 49.27 6620.68 2.78 327.49 9.19 1083.23 2.56 302.30 0.54 64.04 22197.92 产 粗 铅 58020.77 7.33 94.50 54829.63 1.46 844.57 21275.11 出 0.15 85.37 0.53 305.71 2.85 1653.27 0.03 18.62 13908.80 905.90 611.41 2066.58 20.69 10.55 1418 70.10 8261 9679

还原炉渣 96657.37 12.20 2.50 2416.43 11.93 11535.36 0.22 211.14 22.8822113.7321.7521022.5514.3013824.610.206 199.20 0.316 305.71 0.428 413.32 0.002 2.07 还原炉尘 16837.08 2.13 60.00 10102.25 5.00 841.85 烟 气 合 计 171515.23 21.66 67348.31 12377.21 1055.71 22197.92 21275.11 13908.80 0.50 84.19 1.50 252.56 0.50 84.19 1.00 168.37 452.95 905.90 611.41 2066.58 20.69 9679 9679

表 3-18
数 量 物料名称 t/a t/h % t/a % t/a % Pb Zn Cu



化 炉 吹 炼 物 料
Fe % t/a 加 % SiO2 t/a % 入 CaO t/a %

平 衡 表
S t/a % As t/a % Sb t/a % Ag t/a % C t/a

t/a

还原炉渣 96657.37 12.20 2.50 2416.43 11.93 11535.36 0.22 211.14 22.88 22113.73 21.75 21022.55 14.30 13824.61 0.21 199.20 0.316 305.71 0.428 413.32 0.002 2.07 粉 合 煤 24164.34 3.05 计 120821.72 15.26 2416.43 11535.36 211.14 2.78 671.44 9.19 2220.91 2.56 619.79 0.54 131.30 22785.17 产 烟 23243.46 出 14444.40 330.51 305.71 413.32 2.07 70.10 16938.28 16938.28

尘 18324.88 2.31 12.53 2295.61 57.91 10612.53 0.03 5.34 3.05 559.45 2.90 531.84 1.91 349.75 0.03 5.04 1.50 275.14 2.03 371.98 0.009 1.65

烟化炉渣 82132.32 10.37 0.15 120.82 1.12 922.83 0.25 205.80 27.06 22225.72 27.65 22711.62 17.16 14094.65 0.236 194.16 0.037 30.57 0.050 41.33 0.001 0.41 烟 合 气 计 100457.20 12.68 2416.43 11535.36 211.14 22785.17 23243.46 14444.40 131.30 330.50 305.71 413.32 2.07 16938.28 16938.28

表 3-19
数 物料名称 t/a % t/a % 量 Pb

粗铅火法除铜、阳极板浇铸物料平衡表
Cu t/a 加 % S t/a 入 0.32 342.35 0.382 0.664 63.96 98.50 61904.14 169503.98 1338.43 产 406.31 出 0.14 4.280 393.52 3.325 147.76 305.71 0.60 3.297 615.24 303.10 0.199 0.094 204.36 8.66 453.47 3091.61 213.02 407.61 45.86 2.843 0.878 3030.99 60.62 0.192 0.119 204.79 8.22 % As t/a % Sb t/a % Ag t/a

熔炼粗铅 反射炉粗铅 硫 残 合 磺 极 计

106593.57 6902.13 63.96 62846.84 113495.71

94.73 96.00

100973.79 6626.05

1.22 0.60

1297.01 41.41

新阳极板 铜浮渣 重铸阳极 锑 烟 合 渣 气 计

102539.58 9193.98 62846.84 3404.87

98.50 70.00 98.50 5.00

101001.49 6435.79 61904.14 170.24

0.05 14.00

51.27 1287.16

63.83

2173.27

174580.41

169503.98

1338.43

393.52

453.47

3091.61

213.02

表 3-22
数 物料名称 t/a % t/a % t/a % t/a 加 铜浮渣 氧化渣 纯 铁 焦 合 碱 屑 粉 9193.98 70.00 6435.79 14.00 591.16 782.81 587.11 782.81 6938.27 1287.16 528.40 产 粗 铜 烟 炉 烟 合 铅 锍 尘 渣 气 计 12375.39 6938.27 1287.16 528.40 6902.13 96.00 6626.05 3008.73 244.63 2219.90 6.50 25.00 2.50 195.57 61.16 55.50 0.60 40.00 0.30 1.87 41.41 1203.49 0.73 41.52 17.39 0.30 0.20 523.11 0.73 4.55 90.00 528.40 85.00 502.48 1287.16 % 量 Pb Cu Fe S

铜浮渣处理车间物料平衡表
As t/a % 入 4.28 393.52 3.33 305.71 3.30 303.10 0.09 8.66 t/a % Sb t/a % Ag t/a % Na2O t/a

55.561 434.94

计 11937.87

393.52 出 0.66 12.43 373.84 1.30 0.11 3.18 2.47 14.02 393.52 4.27 10.00 4.82

305.71

303.10

8.66

434.94

45.86 128.40 24.46 106.99

0.88 1.51 30.00 5.57

60.62 45.46 73.39 123.63

0.12

8.22 8.673 260.96 3.556 8.70

0.019

0.43

7.445 165.28

305.71

303.10

8.66

434.94

3.3.4 主要设备选型 3.3.4.1 原料仓及配料厂房 抓斗桥式起重机 原料仓及配料厂房主要有两大功能,一个是为粉煤制备车间和煤 气站提供原煤的上料作业,一个是为底吹炉和还原炉提供重量配料和 上料作业。 粉煤制备车间所需原煤的卸料、倒料和上料作业每天共需抓运的 料量约为:224t,设计选用 Q=5t,V=1.5m3 抓斗,则每天需抓取的次 数为:220 次;抓取 1 次平均需要时间 1.50min,计算可知每天需操 作的时间为:330min。抓斗桥式起重机的台数计算:
330 ? 0.286 (台) 24 ? 60 ? 0.8

根据计算,考虑到煤气站用原煤的卸料、倒运和上料作业,设计 选用 1 台 Q=5t,V=1.5m3 抓斗桥式起重机,为粉煤制备车间和煤气 站给料服务。

氧气底吹熔炼原料的卸料、倒料和上料作业每天共需抓运的料量 约为:740t;设计选用 Q=10t,V=2.0m3 抓斗,则每天需抓取的次数 为:240 次;抓取 1 次平均需要时间 2.03min;计算可知每天需操作 的时间为:487.2min。抓斗桥式起重机的台数计算:
487 .2 ? 0.423 (台) 24 ? 60 ? 0.8

根据计算,设计选用 2 台 Q=10t,V=2.0m3 抓斗桥式起重机,1 用 1 备,为氧气底吹熔炼炉给料服务。 底吹电热熔融还原炉每天需抓运的石灰石量为:41t,抓取 1 次平 均需要时间 1.25min;计算可知每天需操作的时间为:30min。抓斗 桥式起重机的台数计算:
30 ? 0.026 (台) 24 ? 60 ? 0.8

根据计算,设计选用 1 台 Q=10t,V=2.0m3 抓斗桥式起重机,为 还原炉给料服务。 综上所述,设计为原料仓及配料系统厂房共配备 1 台 Q=5t,

V=1.5m3 抓斗桥式起重机,3 台 Q=10t,V=2.0m3 抓斗桥式起重机。 3.3.4.2 熔炼车间 (1)圆盘制粒机 冶金行业常用的混捏制粒设备有圆盘和圆筒两种,其中圆盘制粒 机制粒效果较好。本设计选用圆盘制粒机作为制粒设备。 根据冶金计算,圆盘制粒机日处理湿混合物料量为:907t,即: 37.8t/h。 设计选用圆盘制粒机规格为:D=6.0m,H=530mm。该制粒机 的生产能力核算如下: 物粒堆密度:r=2.4t/m3;填充率:Φ=15%;成球时间:t=0.1h 则:生产能力:
Q?

?D 2 H??
4t

?

? ? 6.0 2 ? 0.53? 15% ? 2.4
4 ? 0.1

=53.9(t/h)

核算结果表明,该圆盘制粒机能够满足生产要求。 (2)氧气底吹熔炼炉

根据冶金计算,氧气底吹熔炼炉日处理炉料量(湿基)为:907t。 本设计选择熔炼强度为:10t/m3·d。熔炼炉的计算容积为:
V ? 907 ? 90.7(m 3 ) 10

根据炉体结构和工艺需要, 设计确定氧气底吹熔炼炉的规格为: Φ 4.1×14.5m。该熔炼炉的有效容积为 104m3,可满足生产。 氧气底吹熔炼炉设 3 个加料口,6 个氧枪枪位。 (3)圆盘铸锭机(底吹炉产粗铅铸锭用) 根据冶金计算,氧气底吹熔炼炉日产一次粗铅 147.2t ,即: 6.13t/h。 本设计确定圆盘铸锭机规格为Φ7.84m,最大生产能力为 8.5t/h。 (4)底吹电热熔融还原炉 根据冶金计算, 还原炉日处理料量 (包括熔剂及粉煤) 为 586.65t。 本设计选择熔炼强度为:8t/m3·d。熔炼炉的计算容积为:
V ? 586 .65 ? 73 .33(m 3 ) 8

根据炉体结构和工艺需要,设计确定还原炉的规格为: Φ 4.1 × 18.5m。该吹炼炉的有效容积为 125m3,可满足生产。 还原炉设 1 个冷料加料口,9 个氧枪枪位,富铅渣通过溜槽从上 升烟道口进入。 (5)圆盘铸锭机(还原炉产粗铅铸锭用) 根据冶金计算,还原炉日产粗铅量为:175.8t,即:7.33t/h。 设计确定圆盘铸锭机规格为Φ7.84m,最大生产能力为 8.5t/h。 (6)铸渣机 为实现连续可靠的生产运行,本项目特别针对底吹炉渣量专门设 计有铸渣机,以便在还原炉故障时仍可进行底吹炉的生产。 还原炉故障时,底吹炉渣直接由铸渣机铸块,块状高铅渣堆存, 在还原炉生产正常时以固态形式加入炉内进行还原熔炼。 铸渣机规格为 L=39.5m,N=25kW。 (7)烟化炉

根据冶金计算,烟化炉日处理料量 293t。 设计选取烟化炉床能力为:35t/m2·d,则炉床面积计算如下:
F? 293 ? 8 .4 ( m 2 ) 35

设计确定烟化炉炉床面积为 10m2。

3.3.4.3 鼓风机和空压机房 (1)烟化炉用离心鼓风机 根据冶金计算,烟化炉吹炼需要风量为 335Nm3/min。 当地最低气压为 86500Pa,当地极端最高气温为:36℃。 设计选取风机能力富余系数为 1.15。 风机鼓风量计算如下:
Q ? 335 ? 1.15 ? 101325 ? (273 ? 36) =510.8(m3/min) 86500 ? 273

根据烟化炉生产实践,选取鼓风压力为 0.1MPa。 本设计选用 1 台离心鼓风机, 其性能参数为: Q=400Nm3/min

(工况 600m3/min) , Δ P=0.10MPa。 (2)空气压缩机 本设计选用 2 台(Q=40m3/min.△P=0.8MPa)的螺杆空气压 缩机,产出的气体分别经冷冻式干燥机干燥后进入 4 m3 储气罐。作为 布袋收尘器气源;选用 1 台螺杆空气压缩机(Q=10m3/min.△P =1.0MPa) ,产出的气体经精密过滤器和无热再生吸附式干燥机处理 后,送入 10m3 贮罐,作为还原炉粉煤喷吹载体用。 (3)仪用空气压缩机 本设计选用 1 台螺杆空气压缩机 (Q=10m3/min.△P=0.8MPa) , 产出的气体经精密过滤器和无热再生吸附式干燥机处理后,送入 10m3 贮罐,作为全厂仪表用气源。 2 台 10m3 的螺杆空气压缩机可以实现互为备用。 3.3.4.4 粉煤制备车间 本项目中还原炉和烟化炉共需粉煤量约为 4.54t/h, 本设计粉煤制

备车间生产能力按 6t/h 考虑。 本设计选用 MTZ-2230 型钢球磨煤机一台,额定产能为 6t/h。 3.3.4.5 铜浮渣处理车间 据冶金计算,年处理铜浮渣量及氧化渣量 9785t,浮渣反射炉年 有效作业时间 280d,日处理量为:34.95t,选取床能力 3.0t/m2·d。 则,炉床面积:
F? 34.95 ? 11.65 (m2) 3.0

设计选取 1 台 15m2 反射炉。 3.3.5 车间配置 火法冶金主要车间配置有原料仓及配料厂房、熔炼车间、鼓风机 空压机房、粉煤制备车间、铜浮渣车间等。各车间的工艺配置详见各 车间配置图。 3.3.6 主要技术经济指标 火法冶炼工艺主要技术经济指标见表 3-23。 表 3-23 火法冶炼工艺主要技术经济指标表

序号 1

项 年产电铅量 粗铅含 Pb 量 年处理铅精矿量



单 t



指 标 100000 100973.8 203805 50.73 48573 95.00 44.6 4115.4 11.85 15 97.1 168370.8 40.0 330





t/a t % t/a % % m /h % % % t/a % d
3

干基量 粗铅中 Ag186.18 t/a

混合精矿 Pb 品位 一次粗铅产量 一次粗铅品位 氧 气 底 吹 熔 炼 工 段 一次粗铅产出率 熔炼炉耗氧量 熔剂率 烟尘率 脱硫率 铅氧化渣产量 铅氧化渣含 Pb 年工作日

按干精矿计

2

占精矿量

续表 3-23
序号 项

火法冶炼工艺主要技术经济指标表
目 单 t t/a % t/m ﹒d m /h % % % t/a % d t
3 3



指 标 168370.8 58021 94.5 8 1647.9 8 7 10 96657.4 2.5 330 96657.4





年处理铅氧化渣量 粗铅产量 底 吹 电 热 熔 融 还 原 炉 工 段 粗铅品位 还原炉熔炼强度 还原炉耗氧量 熔剂率 还原炉粉煤率 烟尘率 炉渣产量 渣含 Pb 年工作日 4 烟 年处理还原炉渣量

粗铅中: Ag18.62 t/a,



相对铅氧化渣 量

序号 化 炉 工 段

项 氧化锌尘产出率 氧化锌尘含 Zn Zn 挥发率 Pb 挥发率 床能率 粉煤率 年工作日 年处理粗铅量 残极加入量 阳 极 制 造 工 段 硫磺需要量 阳极产出量 阳极品位 铜浮渣产出量 年工作日



单 % % % %



指 标 19 57.9 92 95 35 25 330 106594 62847 63.96 102539.6 98.5 9194 330





t/m ﹒d % d t t/a t/a t/a % t/a d

2

5

续表 3-23
序号 项

火法冶炼工艺主要技术经济指标表
目 单 t % t % t/a % d t t t/a t/a t/a 位 指 标 100496.5 99.5 100000 99.994 591 99.50 330 9194 591 782.8 587 782.8 备 注

年处理阴极铅量 阴 极 铅 铸 锭 工 段 阴极铅品位 年产电铅量 电铅品位 精炼渣产出量 铸锭直收率 年工作日 铜 浮 渣 处 理 工 段 年处理铜浮渣量 年处理精炼渣量 纯碱消耗量 铁屑消耗量 焦粉消耗量

6

7

序号

项 粗铅产量 铜锍产量 年工作日







指 标 6902 3008.7 280 97.66 97.1 86.00 99.00





t/a t/a d % % % %

8

熔 炼 回 收 率

Pb S Cu Ag

到粗铅 按 SSO2 量计 进入粗铅中 进入粗铅中

3.3.6

存在的问题及建议

外购原料成分需进一步落实。

3.4
3.4.1 铅电解车间 3.4.1.1 概述

湿法工艺

本设计采用电解精炼法处理粗铅,产品为符合国标 GB/T 469-2005 一号铅标准的铅锭,铅锭的设计规模为 100,000t/a。设计 年工作日为 330d,每班工作 8h,三班工作制。 铅电解车间采用火法初步精炼+湿法电解流程,主要分为 5 个工 序:火法初步精炼(阳极铸型) 、始极片制造、电解精炼、阳极泥过滤 和阴极铅精炼铸锭。

运入车间来的粗铅首先通过火法初步精炼除去铜﹑锡等杂质,并 调整粗铅中的杂质金属含量,以铸成适应电解精炼的阳极板。电解精 炼以铅阳极板作阳极,以电铅制作的始极片作阴极,以硅氟酸及硅氟 酸铅的水溶液作电解介质,在电解槽中通直流电进行电解,得到含铅 99.9%以上的阴极铅。阴极铅经电铅锅精炼、铸锭得到产品铅锭。少 部分阴极铅经始极片锅精炼后制成始极片。阳极板中的贵金属元素经 电解后富集在阳极泥中,经浆化、洗涤、压滤后送贵金属车间回收其 中的有价金属。 3.4.1.2 原料﹑燃料和产品 (1)原料 火法初步精炼的主要原料是底吹炉和还原炉熔炼车间运来的粗 铅,粗铅(不包括浮渣处理返回的粗铅)的量为 106593.57t/a。 粗铅的成份如表 3-24 所示。 表 3-24
成份 Pb

粗铅成分
Cu Sb As Ag

% t/a

94.73 100973.79

1.22 1297.01

2.843 3030.99

0.382 407.61

0.192 204.79

电解精炼的主要原料是熔铅锅初步精炼后浇铸的铅阳极板,数量 为 165386.43t/a ,其中新阳极板量 102539.58t/a ;重铸阳极板量 62846.84t/a。 铅阳极板重 294±4kg/块,成份如表 3-25 所示。 表 3-25
成份 % t/a Pb 98.50 101001.49

铅阳极板成分
Cu 0.05 51.27 Sb 0.60 615.24 As 0.14 147.76 Ag 0.20 204.36

(2)辅助材料 电解车间的主要辅助材料有硫磺、硅氟酸、添加剂等,需要量及 质量要求见下表 3-26。 表 3-26
序 号 1 2 3 4 辅 料 材 料 硫 骨 磺 胶

辅助材料年用量表
年 用 量 (t/a) 64 40 20 300(按 100%浓度计) 规 格 工业三级 一级品 含木质素≥50% H2SiF6≥30%,游离 F ≤1%
-

木质磺酸盐 硅 氟 酸

(3)燃料

铅锅(包括熔铅锅、电铅锅和始极片锅)的燃料为发生炉煤气, 热值约 5.43×103kJ/Nm3,总耗量为 4.4×107Nm3/a。 (4)产品 表 3-27
电铅设计规模 电铅品级 阳极泥量 成 份/% Pb 12.31

产品及其成分
100000t/a Pb99.994 铅(符合 GB469-2005) 2050.79t/a(干量) Cu 2.49 Sb 29.96 As 7.18 Ag 9.95

3.4.1.3 工艺流程选择 粗铅精炼的方法主要分为两大类:全火法精炼与电解精炼。 (1)粗铅的全火法精炼 全火法精炼的优点是:设备简单,投资少,占地面积小;目前火 法精炼用的精炼锅容量日趋增大,有利于劳动生产率的提高;可根据 粗铅成分和市场需要采用不同的工序,产出多种牌号的铅。 全火法精炼的主要缺点是:由于处理工序多,产出大量中间产品, 使铅直收率低,且中间产品的处理工序繁杂,不利于有价金属的综合

回收。劳动条件相对较差,虽然近年来精炼锅的锅罩结构和其相应的 通风系统有了长足的改进,但仍无法解决空气中铅蒸气对长期置身其 中的员工的身体损害。由于全火法精炼工序相对较长,加入的金属试 剂较多,难以稳定的产出高纯的 1#精铅。 对于含铋和贵金属少的粗铅,采用火法精炼是适宜的。 (2)粗铅的电解精炼 粗铅的电解精炼可以获得纯度高的工业用铅,并可充分回收粗铅 中伴生的有价金属:铜、铋、碲和伴生的贵金属金、银等。 粗铅电解精炼工艺的主要优点是:粗铅精炼工序大为简化,一次 精炼即可得到 Pb 99.994%以上的电铅; 阳极中的杂质绝大部分进入阳 极泥,与火法精炼相比,中间产品的数量大为减少;大部分有价金属 和贵金属都富集于阳极泥中,从而有利于有价金属和贵金属综合回收; 由于精炼工序的简化,铅的直接回收率提高;由于火法除杂质仅为一道工 序,劳动条件相对全火法精炼要好。

其主要缺点是基建投资多,生产周期长,只能得到单一等级的精 铅;同时电解精炼前仍需采用火法初步精炼除去铜等,但相对全火法 精炼铅蒸气对人体的危害相应减少。 目前虽然世界上铅火法精炼的生产能力约占总精炼能力的 80%,而 我国、日本、韩国、加拿大等国家则大都采用电解精炼;世界上电解精炼 过程也正趋于机械化﹑自动化和设备大型化。 本可行性研究采用国内各厂常用的硅氟酸介质生产电铅,详细过程 见铅电解工艺流程图。 3.4.1.4 工艺流程简述 (1)火法初步精炼(阳极铸型) 粗铅火法初步精炼,目的是除去粗铅中的部分金属铜﹑锡等杂质, 并调整粗铅中杂质金属含量,铸成适应电解精炼的阳极板。 粗铅用吊车装入熔铅锅,粗铅在熔铅锅中经过熔化、压渣、捞渣、 降温熔析﹑加硫除铜等步骤后泵入浇铸锅;产出的铜浮渣送铜浮渣处

理工序。 经过初步精炼泵入浇铸锅的铅液,调整温度至 450~480℃,再泵 入铅阳极立模铸型机组进行定量浇铸, 浇铸得到的阳极板经联动线连续 地完成矫正、取板﹑提升等动作后按 110mm 间距进行排距。排好距的 阳极板用行车运至阴阳极自动排距机组或放置在阳极准备架上待用。 (2)电解精炼 铅的电解精炼在电解槽内进行,以铅阳极板为阳极,以铅始极片为 阴极, 以硅氟酸铅(PbSiF6)和游离硅氟酸(H2SiF6)组成的水溶液为电解液 (其成分为 PbSiF6 形态的铅 60~120g/L、游离 H2SiF6 60~100g/L、 SiF62-总量 100~180g/L、Cu<0.002g/L),并通直流电进行电解精炼。 电流密度为 120~180A/m2,槽电压为 0.35~0.5V,电解液温度 35~ 45℃。 电解液由电解槽自流至电解液循环槽,由电解液循环泵扬至电解 液高位槽,电解液经高位槽后自流入电解槽。电解液循环速度一般为

40~60L/(min·槽) 。电解过程中,铅从阳极溶解进入电解液,并在阴 极上析出,比铅更正电性的贵金属和杂质则不溶解而附着在阳极板上 形成阳极泥。 电解过程由于蒸发、滴漏、阳极泥附着等原因,致使硅氟酸损耗, 因此要定期向电解液循环槽补充硅氟酸。硅氟酸外购贮存于硅氟酸贮 槽待用。 为保证析出铅的质量,电解时需向电解液中适当加入骨胶、木质 磺酸盐和β-萘酚等添加剂。 电解的阴、阳极周期均为 7d;用吊车将残阳极和阴极同时吊出电 解槽,残极表面附着一层较厚的阳极泥,需吊至残极洗刷机组进行残 极刷洗,洗净的残极返回熔铅锅再次熔化铸板。阳极泥经压滤、洗涤 后送送贵金属车间处理;阴极铅经阴极洗涤抽棒机组洗涤,抽出导电 铜棒,导电铜棒送光棒研磨机,经研磨后的导电棒进入阴极制造机组。 阴极片大部分送电铅锅精炼后铸成铅锭,少部分送始极片锅精炼后制

成铅卷。 (3)阴极铅精炼及铸锭 阴极铅经阴极洗涤抽棒机组洗涤、抽棒、收拢后堆成垛,吊至电 铅锅,经熔化,碱性精炼或氧化精炼以进一步脱除砷、锑、锡等杂质, 产出的氧化渣送浮渣处理;脱除杂质的铅液控制温度在 480~520℃; 再经铅泵送电铅铸锭机组进行铸锭、堆垛、打捆,最后入库。 (4)始极片制造 部分阴极铅经始极片锅熔化、精炼,而后通过铅泵扬至 DM 机的 保温铅锅,通过 DM 机制成铅卷。卷好的铅卷用叉车或吊车送至始极 片制造机组。铅卷在始极片制造机组上的反绕机上展开,然后经过剪 切、插棒、翻边、压边、焊接、压纹后制成阴极板。阴极在自动排距 机上与阳极自动按 110mm 同极间距交错排列,然后用绝缘桥式起重 机一起吊运装入电解槽或运至阴极准备架上待用。 (5)阳极泥过滤

残极洗刷机刷下的阳极泥浆自流入阳极泥中间槽,用泵泵入阳极泥 搅拌槽,与通过真空系统对电解槽清理的阳极泥浆一同进行浆化,经泵 压入压滤机过滤,滤液返电解液循环系统;滤饼在浆化槽内加水洗涤, 再经隔膜压榨机压滤,滤渣(含水 24%左右)送贵金属车间回收贵金属。 3.4.1.5 主要金属平衡 根据原料、燃料及辅助材料的化学成分和冶金过程的技术指标进 行冶金计算,计算结果列于表 3-28。 表 3-28
数 量 项 目 t % t % 加 铅阳极 102539.58 98.500 101001.49 合计 102539.58 101001.49 t 入 % t % t % t Pb

铅电解金属平表
Cu Sb As Ag

0.050 51.27 0.600 615.24 0.144 147.76 0.199 204.36 51.27 产 出 0.92 0.0004 7.18 0.44 147.32 0.0004 9.95 0.41 203.95 615.24 147.76 204.36

电铅锭 100000.00 99.994 阳极泥 氧化渣 合 计 2050.79 888.22 12.31 85.00

99994.00 252.50 754.99 101001.49

0.0002 0.21 0.0009 2.49

51.06 29.96 614.31

51.27

615.24

147.76

204.36

3.4.1.6 主要设备选择 本设计在设备选型上立足于目前国内外铅冶炼行业和相关行业先

进、成熟的设备,并力争在此基础上有所提高和发展,使本设计在整 体工艺和装备上达到国内领先水平。设备选型的基础参数见表 3-29。 表 3-29
项 目 年工作日 设计计算规模 铅阳极品位 阴极铅品位 铅电解直收率 阴极铅铸锭直收率 铅锭品位 阴极规格 阴极重量 阳极板规格 阳极重量 阴极周期 阳极周期 电流强度 电解槽利用系数 铅电化当量 电流效率 电解日通电时间 同极中心距 残极率 阳极泥率

计算依据
单 位 d t % % % % % mm kg/片 mm Kg/片 d d A % g/(A·h) % h mm % % 计算值 330 100,000 98.50 99.90 99.75 99.00 99.994 1340×840×0.9 ~21 1290×795×27 294±4 7 7 11000 96 3.865 94 23.5 110 38 2.0

(1)熔铅锅 熔铅锅容积: Q?
V ?

?nT?

m3

Q——粗铅量,535t/d τ ——操作周期(不含浇铸时间) ,取 10h。 ρ ——铅液密度,10.8t/m3 T——每日工作时间,24h η ——铅锅容积系数,0.8 n——铅锅台数,2 台。
V ? 535 ? 10 ? 12.9m 3 10 .8 ? 2 ? 24 ? 0.8

铅锅规格:12.9×10.8=139.3t。 选择 160t 熔铅锅,4 台。铅锅周转按 2 开 1 备,另外 1 台作浇铸

锅。每天需熔炼 4 锅。 (2)阳极立模铸型机组 每天浇铸阳极板数量: 360÷7×37=1903

选用阳极立模铸型机组工作能力:100 块/h 则阳极立模铸型机组的日连续工作时间:1903÷100=19.03h (3)电解槽
N1 ? 100000 ? 106 ? 336.1 11000? 3.865? 0.94 ? 330? 0.96 ? 23.5

选钢框架 PE 内胆电解槽规格:4550×980×1630(内径) ,为配 置方便电解槽总数选用 360 个。 。 核算:阴极规格: 阴极数量: 1340×840×0.9mm n=38 片

阴极有效面积: 1.01×2=2.02m2/片 阴极电流密度: DK ?
11000 ? 144 A / m 2 1.01 ? 2 ? 37

此电流密度与引进机组制造的大阳极板铅电解车间所实际采用的

电流密度是相符合的。 (4)阴极制造机组 每天需制备的始极片片数:38×360÷7=1955 片, 选择 300 片/h 阴极制造机组 1 套。每天连续工作 6.5h 左右。 (5)阴阳极自动排距机组 与阴极制造机组匹配,选择 300 片/h 阴阳极自动排距机组 1 套。 (6)绝缘桥式起重机 阴极周期: 每天处理电解槽: 7d 360÷7=52 个槽

2 班操作,设每班工作 6.5h,1 台起重机工作,则每槽处理时间: 6.5×2×60÷52=15min。一次起吊 37 块阳极板, 阴极 38 片,假设 吊架重 3400kg,则 一次起吊重量: 300×37+21×38+3400=15298kg

选用绝缘双钩桥式起重机:Q=10t+10t,Lk=28m,1 台。起重

机配套带接液盘。 (7)DM 机组 选用 25m/min,400m/卷,DM 机组 1 台。该设备能力较大, 20 万 t/a 规模选用 1 台即可。 (8)残极洗刷机组 选用 300 片/h 残极洗刷机组 1 套。 (9)阴极洗涤抽棒机组 选用 300 片/h 阴极洗涤抽棒机组 1 套。 (10)电铅锅 电铅锅容积:

V?

Q? ?nT?

m3 Q---电铅和氧化渣量,t/d

t---操作周期,取 10h。 ρ ---铅液密度,10.8t/m3 t---每日工作时间,16h η ---铅锅容积系数,0.8 n---铅锅台数, Q? 2 台。303? 10
V?

?nT?

?

10.8 ? 2 ? 16 ? 0.8

? 10.9

m3

铅锅规格:10.9×10.8=118t 选择 120t 电铅锅 3 台,其中 1 台备用。 (11)电铅直线铸锭机组 每天生产铅锭量,100000÷330=303t/d,选用 20t/h 电铅直线 铸锭机组 1 台。电铅直线铸锭机组每天的连续工作 15.5h。 3.4.1.7 主要技术经济指标 本设计主要技术经济指见表 3-30。 表 3-30 主 要 技 术 经 济 表

序号 一 1 二 1 2 三 1 2 3 4

项 目 设计规模

单 位

数 量





t/a 工作制度 铅电解精炼系统 班次 产品及副产品 电铅 铜浮渣 氧化渣 阳极泥量 t/a t/a t/a t/a d 班/d

100000

330 3

100000 9193.98 888.22 2050.79

质量标准:GB469-2005 含铜:14% 含铅:85% 含银:9.95%

续表 3-30
序号 四 1 2 五 1 2 3 4 5 六 1 2 3 4 5 6 7 8 项 目 冶炼回收率 铅回收率 银回收率 主要技术指标 阴极电流效率 电流密度 槽电压 残极率 阳极泥率 主要材料消耗 粗铅 硫磺 骨胶 木质磺酸盐 硅氟酸 煤气 柴油 直流电耗

主 要 技 术 经 济 表
单 位 数 量 备 注

% %

99.0 99.6

粗铅至电铅(含铜浮渣处理) 粗铅至铅阳极泥

% A/m V % %
2

94 120~180 0.35~0.5 38 2.0

t/a kg/t·阳极 kg/t·Pb kg/t·Pb kg/t·Pb Nm /·Pb t/t·阳极泥 kWh/t·Pb
3

106593.57 0.6 0.4 0.2 工业三级 一级品 含木质素≥50%
-

3(按 100%浓度计算) H2SiF6≥30%,游离 F ≤1% 440 1.2 ~123 发生炉煤气 0#柴油

9 10

水 蒸汽

m /t·Pb t/t·Pb

3

0.5 0.5

3.4.1.8 车间配置说明 铅电解车间按照设备布置紧凑、物流顺畅、便于操作管理的原则 进行配置。厂房整体成 T 型布置,火法精炼部分与湿法电解部分相对 分开。电解部分的电解液循环及硅整流均按一个系列设置,车间房顶 设天窗。车间按功能分区主要包括:粗铅火法初步精炼区;电铅精炼、 铸锭及铅板制造区;铅电解区;阴阳极作业区;阳极泥过滤洗涤区; 配电及生产管理区(详见配置图) 。 在工艺设计方面着力于提高生产效率、改善劳动环境和降低劳动 强度。为此火法初步精炼工序配备了 4 台 160t 的熔铅锅,是目前国内 最大的;电解部分采用目前国际领先的大极板电解技术,阳极板采用 立模铸造技术,单板质量 294±4kg。阴阳极周期达到 7d,阴阳极同 时出/装槽,因此每天的出/装槽数量较传统的小极板电解减少 70%以 上。始极片制造、极板排距、阴极铅洗涤、铜棒研磨、残极洗涤等工

序操作分别通过阴极制造机组、阴阳极自动排距机组、阴极洗涤抽棒 机组、铜棒研磨机和残极洗涤机组完成。阴极洗涤、抽棒及铜棒研磨 实现机械化联动。以上一系列措施使得工人的劳动强度大大降低。残 极洗涤采取高压水单板逐块洗涤的方式,洗液循环使用,阳极泥采取 过滤压滤与洗涤压滤两道处理,从而有效的降低了阳极泥夹带导致的 硅氟酸损失。 3.4.1.9 存在的问题及说明 (1) 本设计铅锭产量和阳极泥贵金属含量是依据铅精矿成分得到 的计算值,它与最终的实际产量可能会有所不同,因此投产后要根据 实际情况对操作参数做适当调整。 (2)本设计选用大极板电解技术,其配套设备包括:阳极铸造机 组、DM 机、阴极制造机组、阴阳极自动排距机组、残极洗涤机组、 阴极洗涤抽棒机组、铜棒研磨机等,目前均已实现国产化,国产设备 的价格较低,但可靠性相对进口设备要差些。希望业主在施工图前进

行充分的考察和论证,根据设备的价格、可靠性、重要程度等综合考 虑采用进口还是国产设备。 3.4.2 贵金属车间 3.4.2.1 概述 目前我国处理铅阳极泥的工艺流程主要有下面三种:① 传统的火 法流程;② 湿法-火法流程;③ 全湿法流程。对于大型的铜铅冶炼 厂,铅阳极泥与铜阳极泥一起处理,通常采用传统的火法流程;对于 单一的铅锌冶炼厂目前趋于采用湿法-火法流程,其原因是单一的铅 锌冶炼厂采用传统的火法流程时产出的有些浮渣无处返,这些渣含银 1~2%,长期积压而得不到回收,容易造成二次污染。全湿法流程仅 适用于含金较高的铅阳极泥。 传统的火法流程优点是对原料适应性强,处理能力大,缺点是直 收率低,劳动环境差。 湿法-火法流程优点是金属直收率高,劳动环境较好,有价金属

能有效地加以回收。对于单一的铅冶炼厂采用该流程银的直收率可较 传统的火法流程提高 8%左右,该流程的缺点是一次投资较大,所需试 剂品种多,介质腐蚀性强,原料成份要求相对稳定,原料的不确定性 或不稳定性对工艺和设备选择影响较大,而且产出的中间产品如没有 销路,则影响整个项目的经济效益。 由于本项目阳极泥处理与铅电解车间同步建设,鉴于铅电解车间 阳极泥率及阳极泥成分都是根据常规生产经验计算而得,所以为稳妥 起见,本设计选用传统的火法流程处理铅阳极泥,得到金银合金板。 金银合金板通过电解精炼回收其中的银。 3.4.2.2 原料、产品 (1)原料 原料为铅电解车间产出的铅阳极泥,每年 2050.79t,其化学成份见 表 3-31: 表 3-31
成 份 Pb

铅阳极泥成份
Cu Sb As Ag

%

12.31

2.49

29.96

7.18

9.95

(2)辅助原料 辅助原料需求量及要求见表 3-32

表 3-32
名 称 规 格 工业级 工业级 工业级

辅助原料需求量及要求
贵铅炉还原熔炼和分银炉氧化精炼工序 需求量/(t/a) 82 82 74 银电解精炼工序 运输形式 汽 汽 汽 车 车 车

焦 炭 纯 硝 碱 石





工业级

40t/a





(3)燃料 贵铅炉、分银炉的燃料为轻柴油,耗量约为 2500t/a。柴油的成 分及热值见表 3-33。 表 3-33
成 分 % C 85.980

柴油的实用成分及热值
H 12.590 S 0.140 O 0.840 N 0.20 低发热值 (MJ/kg) 40.61

(4)产品 银锭 含锑烟尘 含锑烟尘 铜渣 200.933t 825.9t 228.7t 188.6t 符合 GB4135-2002 (Sb:59.57%) (Sb:19.38%) (Cu:24.73%) 出售 出售 出售 出售

各种产品的主要化学成份见金属平衡表。

3.4.2.3 工艺流程简述 阳极泥处理主要包括 3 个工序,即贵铅炉还原熔炼、分银炉氧化 精炼和银电解精炼。 (1)贵铅炉还原熔炼 贵铅炉还原熔炼的目的是将铅阳极泥中的金、 银富集成为金银铅 合金(贵铅) ,为进一步分离金银做准备。熔剂有纯碱、石灰、石英 等。还原剂有焦炭、铁屑等。主要产物为贵铅、稀渣、粘渣、氧化渣 和烟尘。 随着炉料开始熔化,发生铅还原和造渣反应,同时银的化合物发 生分解或被还原生成金属银,铅是金银的良好捕集剂,铅、铋、铜等 在沉降中大量溶解金银,形成贵铅而使金银与大部分杂质分离。部分 砷、锑、铅、铋以低价氧化物挥发进入烟尘,部分与熔剂作用而造渣。 还原熔炼作业分配料、加料、熔化、造渣、沉淀、放渣及放贵铅 等步骤。

阳极泥与熔剂、还原剂均匀混合后,一次或分批加入转炉中。加 料时炉温不宜过高,以 700~900℃为宜,熔化时炉温升至 1200~ 1300℃,熔化时间一般为 12h。熔化时鼓入空气进行氧化造渣,造渣 完毕后静置 2h 左右再放渣。放渣时炉温保持在 1200℃左右,先放出 稀渣,然后升温 1h,使粘渣中的贵铅颗粒得以沉降,再放出粘渣。而 后吹风氧化,使贵铅中的铜铋砷锑等氧化入渣或挥发,此时保持炉温 在 900℃左右,再扒出少许干渣后即可放出贵铅。 贵铅倒入中间包,通过起重机吊起,热装入送分银炉,或者铸成 贵铅锭后加入贵铅炉进一步精炼。稀渣送铅系统熔炼回收所含铅、银, 粘渣和氧化渣返贵铅炉重炼,含砷锑的烟尘外售。 本设计配置了 2 台转炉来冶炼铅阳极泥,贵铅炉的操作周期为 16h。 (2)分银炉氧化精炼 贵铅在分银炉中主要通过吹风进行氧化精炼,目的是将贵铅中的

杂质氧化造渣并除去。氧化剂为空气和硝石,熔剂为纯碱。主要产物 为金银总含量大于 95%的金银合金板及氧化前期渣、氧化后期渣(铋 渣) 、铜渣和烟尘。 贵铅加入分银炉中后,点火加热,升温至 900℃以上,炉料溶化 后吹风氧化。在氧化过程中,锑、砷、铋、铅、铜等以氧化物形态进 入烟尘及渣中,而铜、碲的彻底氧化除去则需要加入氧化剂氧化,与 纯碱造渣除去,由于金银对氧的亲和力小,过程中纯度不断提高,达 到初步精炼的目的。 氧化前期渣返贵铅炉重新熔炼,铜渣和氧化烟尘外售,金银合金 经浇铸机铸成金银合金阳极板送银电解精炼。 由于贵铅炉与分银炉操作周期不同,为实现贵铅融态进入分银炉, 以便更好的利用热能,本设计配置了 2 台分银炉与贵铅炉匹配。个别 情况下也可将部分贵铅暂时浇铸成锭,以便在适当的时候加入分银炉。 分银炉的操作周期为 72h。

(3)银电解精炼 银电解在硝酸介质的电解溶液中进行,银的浓度为 80~120g/L, 游离硝酸 5~10g/L。银电解液由电解槽流至电解液循环槽,用泵扬至 电解液高位槽,再流入电解槽,循环液流量~1.2L/min。电解槽电流 密度为 250~350 A/m2,槽电压 1.5~2.5V。在电场的作用下银呈针 状在阴极上析出被机械搅拌棒拔落至输送带上并被带出,然后经洗涤、 烘干后送熔铸, 银粉熔铸在中频感应电炉中进行, 温度 1200~1300℃。 为补充银电解中银离子,用工业浓硝酸与银屑(或银头)反应造 液,造液时逸出的 NOX 气体,通过吸收后排放。 当银电解液中铜离子高达 50g/L 时需要处理,银离子用氯化钠沉 淀得到氯化银,然后用铁屑置换,置换后的粗银返回分银炉。沉银后 的含铜液用铁屑置换后送污水处理站。 电解产出的银阳极泥由于不含金,经洗涤、干燥后可返氧化精炼 工序。

3.4.2.4 主要金属平衡 阳极泥处理主要金属平衡见表 3-34~36。

表 3-34
数量 物料名称 t/a % t/a Ag

贵铅炉还原熔炼金属平衡表
Cu % t/a 加 入 % Sb t/a % Pb t/a % As t/a

铅阳极泥 氧化前期渣 粘渣 氧化渣 共计

2050.792 366.489 289.906 191.181

9.945 0.729 0.798 0.865

203.952 2.671 2.314 1.653 210.590

2.490 2.373 1.031 1.094

51.065 8.695 2.988 2.092 64.839 产 出

29.955 2.311 3.222 6.515

614.315 8.470 9.342 12.456 644.582

12.313 31.135 5.058 4.884

252.504 114.108 14.664 9.338 390.614

7.183 3.212 1.646 4.161

147.315 11.772 4.773 7.954 171.815

贵铅 稀渣 粘渣 氧化渣 烟尘 烟气/m /h 共计
3

925.432 553.714 289.906 191.181 825.869 14202

22.198 0.149 0.798 0.865 0.105

205.424 0.825 2.314 1.653 0.372 0.001 210.590

6.264 0.270 1.031 1.094 0.036

57.967 1.493 2.988 2.092 0.299 0.001 64.839

5.720 13.704 3.222 6.515 59.574

52.937 75.880 9.342 12.456 492.000 1.968 644.582

16.440 27.100 5.058 4.884 7.768

152.144 150.054 14.664 9.338 64.157 0.257 390.614

1.719 4.223 1.646 4.161 14.447

15.909 23.386 4.773 7.954 119.316 0.477 171.815

表 3-35
数量 物料名称 t/a % t/a Ag

分银炉氧化精炼物料平衡表
Cu % t/a 加 入 % Sb t/a % Pb t/a % As t/a

贵铅 合计

925.432

22.198

205.424 205.424

6.264

57.967 57.967 产 出

5.720

52.937 52.937

16.440

152.144 152.144

1.719

15.909 15.909

银合金 氧化前期渣 铜渣 烟尘 合计

208.890 366.489 208.890 228.653

96.374 0.729 96.374 0.180

201.315 2.671 201.315 0.411 205.424

1.236 2.373 1.236 0.025

2.581 8.695 2.581 0.058 57.967

0.051 2.311 0.051 19.378

0.106 8.470 0.106 44.308 52.937

0.036 31.135 0.036 15.603

0.076 114.108 0.076 35.678 152.144

0.000 3.212 0.000 1.670

0.000 11.772 0.000 3.818 15.909

表 3-36
数量 物料名称 t/a % Ag

银电解金属平衡表
Cu t/a % 加 入 t/a % Sb t/a % Pb t/a

银合金 合计

208.890 208.890

96.374

201.315 201.315

1.236

2.581 2.581

0.051

0.106 0.106

0.036

0.076 0.076

产 出 银锭 银阳极泥 废液(m3) 粗铜 合计 200.933 5.682 780.720 2.581 201.315 99.990 7.072 0.001 200.913 0.402 0.001 0.003 6.694 0.001 85.000 0.006 0.380 0.001 2.194 2.581 0.106 0.076 0.001 1.800 0.0020 0.002 0.102 0.002 0.001 1.235 0.005 0.002 0.070 0.004

3.4.2.5 主要设备选择 (1)贵铅炉 年处理物料量 3260t, 年生产日 280d; 炉周期:16h 物料堆比重 1.6t/m3; 填充率 40% 则炉容积为:V=3260/(280×24/16×1.6×0.4)=12.1m3 取炉子内衬净空尺寸为φ 1.94×3.24m V=9.57m3 贵铅炉外形尺寸选定为φ 2.8×4.20 m 转炉 2 台。 (2)分银炉 年处理贵铅:1000t, 年生产日 260d; 物料堆比重 10t/m3;

炉周期 72h 填充率 40% 则炉容积为:V=1000/(260×24/72×10×0.40)=2.9m3 考虑到每炉分几次进料,取炉子内衬净空尺寸为: φ 1.5×2.0m(V=2.97m3) ,2 台可满足生产。 分银炉外形尺寸选定为φ 2.2×3.20 m 转炉 2 台,1 台备用。 (3)银电解槽 银年产量:201t/a 年工作天数:300d 日通电时间:23.5h 槽面作业率:96% 阴极电流效率:95% 阴极电流密度:250A/m2 单槽阴极有效面积:0.55×0.33×(2×6)=2.178m2

银的电化当量:4.024g/(A·h) 硅整流设备电流强度: 电解槽组总电压: 2.178×260=544.5A 5×2×(1+0.1)=11V 取 600A 取 12V

电解槽组(5 个槽)规格: 4750×1000×750 每槽阴极数: 阴极规格: 阳极数: 阳极规格: 银电解槽数: 7片 550×375×2 6×4 片 280×130×20

N?

201 ?106 ? 14.3 300 ? 23.5 ? 4.024 ? 0.96 ? 0.95 ? 250 ? 0.55 ? 0.33 ?(6 ? 2)
选择 3 套电解槽(每套 5 个电解槽)共 15 个槽。 (4)中频感应电炉 每年熔铸银锭: 670÷8=83.75kg/炉 选用 IGPS-100 型中频感应电炉 2 台。 201t/a 670kg/d 设每天工作 8 炉,每炉处理金属量

3.4.2.6 主要技术经济指标 金属回收率: 消耗:焦炭: 纯碱: 硝石: Ag Cu 98.5%(阳极泥到银锭) 91.3%(阳极泥到铜渣) 40kg/t·泥 40kg/t·泥, 36kg/t·泥。

柴油: 水: 直流电: 3.4.2.7 车间配置说明

1.2t/t·泥 4~5m3/t·Ag 400~550kWh/t·Ag

硝酸(工业) : 200kg/t·Ag

贵金属车间为重点保护部门,整个厂房为相对封闭式管理,并配 有独立完善的卫生设施和安检系统。 本车间主要分为三部分: (1)火法熔炼区; (2)银电解精炼区; (3)配电、管理及生活区。 火法熔炼区为单层厂房,主要分为阳极泥堆放区和熔炼区。阳极泥 堆存在附跨,与主厂房相对隔离,从而避免阳极泥氧化产生的烟气在整 个厂房内弥漫。火法熔炼区的主要设备有:贵铅炉 2 台、分银炉 2 台。 银电解精炼区为双层配置,一楼主要用于电解液循环和废液处理, 二楼用于电解精炼和铸锭。电解精炼区的主要设备包括:银电解槽 3 台、中频感应电炉 2 台、银电解液造液及废液处理装置 1 套、银电解 液循环系统 1 套。 3.4.2.8 存在的问题及说明

由于业主所提供的原料成分中不含金属铋和金,因此本可研中未 考虑这两种金属的回收。此外由于阳极泥成分随铅精矿的成分及阳极 泥率变化而变化,本可研中的成分仅为参考。为稳妥起见,建议当铅 电解生产一段后,根据阳极泥实际成分对操作参数做出适当调整。 3.4.3 中心化验室 3.4.3.1 概述 中心化验室位于冶炼厂区,承担着整个冶炼厂的生产原料、中间 产品、最终产品的成分检测,以及冶炼厂区生产污水、环保水样监测 等的分析任务。建立中心化验室,可以进一步提升分析装备水平,更 好地为生产服务。 3.4.3.2 主要任务 (1)进厂原材料的成份分析。 (2)各车间之间周转物料的成份分析。 (3)出厂成品、中间半成品和副产品的成份分析。

(4)环保检测。 (5)科研与各种辅助生产的分析任务。 (6)针对本厂各种试样开发研究新的分析方法。 3.4.3.3 设计依据 本设计根据以上要求, 并结合本厂产品种类、 规模及有关专业 (火 法冶炼、湿法冶炼、收尘、水道、制酸、环保等)提出本专业每班或 每天对各种试样取样分析的次数,需分析的元素及其数量进行设计。 中心化验室的工作量统计见表 3-37(固体) 、表 3-38(液体) 。 表 3-37
子 项

化验分析工作量统计(固体)
试 样 名 称 铅精矿 样品统计(个/d) 8~24 2~6 4~12 4~18 2~9 2~9 2~3 2~9 2~9 2~3 2~3 2~3 备 注

铅原料仓及配料系统

焦 原 粗

炭 煤 铅

富铅渣 底吹炉烟尘 底吹炉收砷烟尘 熔炼车间(底吹炉、还原炉、烟 化炉) 还原炉渣 还原炉烟尘 烟化炉水碎渣 余热锅炉氧化锌尘 表面冷却器氧化锌尘

布袋收尘器氧化锌尘 粗 铜浮渣处理车间 铜 炉 铅 琉 渣

2~3 1~2 1~2 1~2 1 次/班 1 次/班 1 次/班 1 次/班 1 次/批 8~24 2~6 4~12

铅阳极板 阴极铅 铅电解车间 铜浮渣 铅 锭

铅阳极泥 铅精矿 铅原料仓及配料系统 焦 原 炭 煤

表 3-38
子 项 铅电解液 硅氟酸 银电解液 贵金属车间 废 液

化验分析工作量统计(液体)
试样名称 样品统计 1 次/天 1 次/半月 1 次/天 1 次/班 1 次/周 1 次/月 1 次/月 1 个/天 1 个/天 备注

铅电解车间

环保监测项目

硝酸(%) 各车间排污口及污水处理站 进、出口 渣库监测井 生产给水 生活污水





3.4.3.4 分析方法的选择 分析方法是进行化验工作的依据和程序,是确保化验数据质量最 重要的因素,不同的分析方法不仅化验结果有很大差别,而且适用性 也很有限。因此应根据所分析元素种类、特性,选择正确分析方法。

首选国家标准;其次选部或行业的标准方法;以外,在确保分析 质量和要求的前提下,应使用准确、快速的分析方法。 由于本冶炼厂所要分析固体和液体试样和元素种类都很多,元素 含量差别大,元素之间的干扰不容忽视,因此选用电感耦合等离子发 射光谱(简称 ICP-AES)和 X 射线荧光分析仪为主要分析手段。暂不能 用所选仪器测定的用滴定法、比色法或其它分析方法分析。 3.4.3.5 主要分析仪器选择 根据各种分析方法所选分析仪器如下: (1)X 射线荧光分析仪 X 射线荧光分析仪具有速度快、灵敏度高、分析元素广泛等优点, 用于金属材料、非金属材料、块状样品、玻璃熔片样品、粉末压片样 品、液体样品、不规则样品等定性、定量及无标样定量分析,分析元 素范围为元素周期表 O~U 之间的元素,含量范围为 ppm-100%。可 用于冶炼中各种金属及其合金样品、 (如铜、铅、锌、铁、镍、钴、锡、

铝及其合金)原矿、精矿、焙砂、各种渣样如:熔炼渣、矾渣、酸浸 渣等、烟团块、阳极泥等试样中多元素的定性、定量快速分析;中间 产品中微量铂、钯、金的测定。 (2)电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES) 电感耦合等离子体发射光谱仪以电感耦合等离子体作为激发光源 的原子发射光谱仪。具有检出限低,准确度及精密度高,分析速度快, 检测含量范围宽等优点。可用于冶炼厂金属及其合金的杂质检测、质 量仲裁; 精矿中杂质元素、矿石、原料、渣样的多元素测定;电解车 间种电解液和阳极泥等试样的分析;水和废水试样中主要成份与杂质 元素同时快速定性和定量分析等。 (3)原子吸收分光光度计 原子吸收分光光度计利用蒸气状态的基态原子具有吸收特征辐射 的性质进行分析的方法。 可用于测定样品中 5%以下的金属元素和极少 的非金属元素。但对于零散试样方便灵活,尤其是元素含量差别大,

元素之间的干扰较大;而容量法或比色法操作时间长,试剂消耗多; 为节约成本,提高分析速度,应选用原子吸收分光光度计为主要分析 手段,是比较合适的。同时对低含量的大多数金属元素都有良好检出 限,测定的速度快。根据分析的元素配置相应空心阴极灯。 (4)原子荧光分度计 环保型原子荧光分度计利用测量基态原子在辐射能激发下发射的 荧光强度进行的光谱分析。并配有高效除汞装置,有效地解决汞的污 染,净化实验室环境,保证操作的安全性。适用于各个领域样品中汞、 砷、锌、铅、镉、锑、铋、硒、锡、锗、碲、等 11 种元素的痕量或超 痕量的分析。根据分析元素配置相应的空心阴极灯。 (5)硫碳测定仪 硫碳测定仪:试样在助熔剂作用下,于高频感应炉中氧气气氛中 熔融燃烧,逸出的气体进入红外线检测器进行测定的分析仪器。 主要用于金属、非金属、矿石,各种渣样、阳极泥,固体试样中 S、C

的测定,测定范围 0.0001--99.99%。 (6)可见分光光度计 可见分光光度计用于测量溶液介质对不同波长的单色光吸收强度 的分析的仪器。可对试样进行定性、定量分析。常见的阴离子如:F-、 CN-、P、SiO2 等,测定波长基本都在可见光区内。 设备规格及数量详见设备明细表。 3.4.3.6 化验室配置说明 中心化验室的配置按照房间布置紧凑、便于化验、管理的原则进 行配置。车间配置为两层结构,详见配置图。 一层主要配置有试样加工室、化学分析室、发射光谱室、荧光分 析室、配电室等。便于试样管理、加工及分析等一系列操作。 二层配置有熔样室、蒸馏室、原子荧光室、硫碳测定室、备品备 件室以及部分办公室。便于主要仪器室远离振动区,有利于防火、防 尘、防烟雾等。 3.4.3.7 存在的问题及说明 中心化验室分析产品的种类、数量、频率等会随生产过程而有所 变化,建议当中心化验室建成后,业主可根据生产中所需分析元素种 类、数量和工作量,对分析方法、工作量等做适当调整。

3.5





云南沙甸铅业股份有限公司 10 万 t/a 铅冶炼项目,其烟气收尘部 分包括以下内容:底吹炉收尘、还原炉收尘、烟化炉收尘和浮渣反射 炉收尘和贵金属车间收尘。 当 地 大 气 压 力 为 87kPa 。 当 地 空 气 组 成 : H2O 1.877%, O2

20.606%, N2 77.517%。 3.5.1 氧气底吹熔炼收尘 3.5.1.1 烟气条件(底吹炉出口) 烟气量 烟气温度 烟气含尘 烟气含 As 烟气成份(%):
SO2 11.725 SO3 0.239 CO2 1.508 N2 55.649 O2 15.403 H2O 15.480

23084m3/h 900±100℃ 167g/m3 167.3kg/h

余热锅炉出口温度 余热锅炉收尘效率 余热锅炉阻力 余热锅炉漏风

360± 20℃ 30% 400Pa 12%

年工作 330d,3 班连续生产,每天操作 24h。

3.5.1.2 收尘流程简述 铅氧气底吹炉烟气的特点是烟气温度高,烟气含硫高,含水多, 具有较强的腐蚀性,含砷高。烟气含尘高,粉尘粒度细,粘性大,比 电阻高,是一种难回收的粉尘。本设计只考虑用一段电收尘器净化。 在余热锅炉和电收尘之间不设置其它收尘设备。收尘流程为: 底吹炉→余热锅炉→电收尘器→骤冷塔→布袋除尘器→风机→制 酸 在熔炼过程中,精矿中所含的砷(As)大部分以气态形式(As2O3)挥 发进入烟气中。底吹炉出口的烟气经过废热锅炉回收余热和电收尘器 收尘后温度一般为 300℃左右,烟尘基本上已完全脱除,只剩下尚未 析出的 As2O3 气体和一般不会凝结的气体成分。烟气再进入骤冷塔, 与雾化工艺水接触,使水完全气化,同时自身被迅速冷却到 120 ~ 130℃。烟气中的 As2O3 骤冷后发生冷凝,形成 As2O3 晶体。As2O3 晶体随烟气进入布袋收尘器被捕集,出口烟气进入制酸装置的净化工

序,减少了硫酸生产过程中的杂质。喷雾骤冷工艺可直接快速将烟气 冷却至 120℃左右,避免了在 170~270℃的温度范围内 As2O3 容易 冷凝形成玻璃体,造成管道粘结、堵塞并且难以清除。在收尘系统以 骤冷方式把温度从 320℃骤降至 120℃后进入布袋除尘器,布袋除尘 器收砷(As)效率 92%。经过收尘和收砷(As)后的烟气用排烟机送到制 酸系统。 电收尘收下的烟尘经埋刮板输送机、溢流螺旋给料机、定量给料 机、斗式提升机、埋刮板输送机送到冶炼专业的胶带输送机上返回熔 炼。为保证 SO2 的高浓度,排灰口均采用密封的排灰设备。 布袋除尘器收下的砷(As2O3)在布袋除尘器下部就近包装,然后以 汽车运输方式外卖或处理。 排烟机配置在电收尘的出口方向,以使收尘系统在负压下操作。 为防止设备和管路的腐蚀,所有设备和管路都实施外保温。 3.5.1.3 主要设计参数

(1)收尘效率 (2)阻力 (3)漏风率 余热锅炉收尘量 1156.5kg/h 电收尘器收尘量 685.0kg/h 布袋收尘器收尘量 13.35kg/h 布袋收尘器收砷量 203.2kg/h 送酸厂烟气含尘 0.0045g/m3 送酸厂烟气含砷量 17.67kg/h 3.5.1.4 主要设备选择计算 (1)电收尘器

99.9965% 4500Pa 30%

处理工况烟气量为:77168m3/h,考虑生产波动,选用 60m2 五 电场的电收尘器 1 台,电场风速为 0.36m/s。 (2)骤冷塔

进 入 骤 冷 塔 的 标 况 烟 气 量 : 27700.8m3/h , 进 口 烟 气 温 度:T=320℃ 烟气从 320℃降至 120℃时所放出的热量为:8.14×106(kJ/h) 骤冷塔耗水量:3131.1(kg/h) 骤冷塔入口烟气流量 71830(m3/h) 考虑烟气量的波动,取骤冷塔直径 D=4(m) 按各项目经验取骤冷塔筒体高度 H=16.0(m) (3)布袋收尘器 布袋收尘器处理的工况烟气量为:54395m3/h 选用 4000m2 带覆膜防腐脉冲袋式双系列除尘器 1 台,布袋收尘 器内烟气过滤速度 V=0.23m/min, 壳体、 骨架以及本体进出口均采用 不锈钢材质,壳体外保温 100mm。 (4)风机 当风机处理走旁通烟道不收砷含高砷(As)烟气时的工况烟气量为:

72998(m3/h) 当 风 机 处 理 收 砷 后 含 低 砷 (As) 烟 气 时 的 工 况 烟 气 量 为 : 56846(m3/h) 综合这两种情况,选用 T=320 ℃高温风机 1 台,其参数为: Q=100000m3/h,P=5500Pa,N=250kW,采用低压 380V 电源供 电,排烟机壳体、叶轮等材质均采用不锈钢。 风机采用变频调速器调速。 (5)管道及阀门 选用 DN1400 的管道与阀门。 3.5.2 还原炉收尘 3.5.2.1 烟气条件(还原炉出口) 烟气量 烟气温度 烟气含尘 10080×(1±20%)m3/h 1300℃ 211g/m3

烟气成份(%):
CO2 22.764 SO2 0.056 N2 59.072 O2 6.368 H2O 11.74

余热锅炉出口温度 余热锅炉收尘效率 余热锅炉阻力 余热锅炉总漏风率

450℃ 30% 400Pa 70%

年工作 330d,三班连续生产,每天操作 24h,设还原炉 1 台。 锅炉系统漏风、降温、沉尘后烟气条件 烟气量 烟气温度 烟气含尘 烟气成份(%):
CO2 13.391 SO2 0.033 N2 66.667 O2 12.231 H2O 7.679

20563m3/h 450℃ 72.4g/m3

3.5.2.2 收尘流程简述

铅还原炉烟气的特点是烟气温度高,烟气含尘高,粉尘粒度细, 黏性大,比电阻较高,是一种较难回收的粉尘。本设计是先将烟气冷 却,然后用布袋收尘器净化烟气。净化后的烟气送脱硫系统,收下的 烟尘返底吹制粒。为防止设备和管路的腐蚀,所有设备(除冷却烟道 外)和管路都实施外保温。收尘流程为: 还原炉→余热锅炉→沉尘筒→冷却烟道→布袋收尘器→风机→脱 硫 3.5.2.3 主要设计参数 (1)收尘效率 (2)阻力 (3)漏风率 99.9% 4200Pa 20%

冷却烟道收尘量 297.7kg/h 布袋收尘器收尘量 1188.6kg/h 排放烟气含尘 0.06g/m3

3.5.2.4 主要设备选择计算 (1)冷却烟道 烟气从 450℃降到 150℃时所放出的热量为:8.78×106kCal/h 考虑生产波动,选用 1050m2 的冷却烟道 2 台。 (2)布袋收尘器 处理工况烟气量为: 42673.6m3/h, 考虑生产波动, 选用 3200m2 的脉冲布袋收尘器 1 台,过滤风速 0.22m/min。 (3)锅炉引风机: 处理工况烟气量为:41370m3/h,考虑生产波动;选用锅炉引风机 1 台,其参数为:Q=50000m3/h P=5500Pa 电机 132kW 380V (4)管道及阀门 还原炉出口烟气管道: 选用 DN1000 的管道与阀门。

3.5.3 烟化炉收尘 3.5.3.1 烟气条件(烟化炉出口) 烟气量 烟气温度 烟气含尘 烟气成份(%):
CO2 12.922 CO 1.038 SO2 0.042 N2 76.352 O2 4.678 H2O 4.97

27780m3/h 1200±100℃ 83.3g/m3

余热锅炉出口温度 余热锅炉收尘效率 余热锅炉阻力 余热锅炉漏风

360± 20℃ 30% 400Pa 12%

年工作 330d,三班连续生产,每天操作 24h,设烟化炉 1 台。 3.5.3.2 收尘流程简述 烟化炉烟气的特点是烟气温度高,烟尘为蒸发出来的微细粒飘浮

尘,比重轻、比电阻高,是难回收的粉尘。本设计采用滤袋收尘器净 化。收尘流程为: 烟化炉→余热锅炉→冷却烟道→布袋收尘器→风机→脱硫 高温烟气经余热锅炉降温到 360℃,再用冷却烟道将烟气进一步 冷却到 150℃,然后进入布袋收尘器。净化后的烟气送脱硫系统,收 下的烟尘就地装袋,另行处理。为防止设备和管路的腐蚀,所有设备 (除冷却烟道外)和管路都实施外保温。 3.5.3.3 主要设计参数 (1)收尘效率 (2)阻力 (3)漏风率 99.9% 4200Pa 30%

余热锅炉收尘量 694.2kg/h 冷却烟道收尘量 324.0kg/h 袋收尘器收尘量 1293.3kg/h

排放烟气含尘 0.064g/m3 3.5.3.4 主要设备选择计算 (1)冷却烟道的冷却面积 烟气从 400℃降到 150℃时所放出的热量为:9.95×106kCal/h, 考虑生产波动,选用 1050m2 的冷却烟道 2 台。 (2)布袋收尘器 处理工况烟气量为: 62665.7m3/h, 考虑生产波动, 选用 3200m2 脉冲布袋收尘器 1 台,过滤风速为 0.33m/min。 (3)锅炉引风机 处理工况烟气量为:60548.4m3/h,考虑冷风量及生产波动;选 用锅炉引风机 1 台。 其参数为:Q=80000m3/h P=5500Pa 电机 200kW 380V (4)管道及阀门

选用 DN1400 的管道与阀门。 3.5.4 铜浮渣反射炉收尘 3.5.4.1 烟气条件 烟气量 烟气温度 烟气含尘 烟气成份(%):
SO2 0.046 CO2 7.927 H2O 2.743 O2 11.455 N2 77.829

10810m3/h 200℃~300℃ 5.41g/m3

年工作 280d,设浮渣反射炉 1 台。 3.5.4.2 收尘流程 铜浮渣反射炉烟气温度高,烟气量少,采用降温除尘。收尘流程 如下:铜浮渣反射炉→水冷烟道→冷却烟道→布袋收尘器→风机→排 放。净化后的烟气送脱硫系统,收下的烟尘送回反射炉。 3.5.4.3 主要设计参数

(1)收尘效率 (2)系统阻力 (3)漏风

99.6% 4200Pa 20%

冷却烟道收尘量 11.7kg/h 布袋收尘器收尘量 146.6kg/h 排放烟气含尘 0.018g/m3 3.5.4.4 主要设备选择 (1)冷却烟道 烟气从 300℃降到 150℃时所放出的热量为:2.17×106kJ/h,考 虑生产波动,选用 600m2 的冷却烟道 1 台。 (2)布袋收尘器 处理工况烟气量: 22433.6m3/h, 选用 650m2 的布袋收尘器 1 台, 过滤风速为 0.57m/min。 (3)锅炉引风机:处理工况烟气量为:21748.7m3/h,选用锅炉

引风机 1 台,其参数为:Q=30000m3/h,P=5000Pa 电机 75kW (4)管道及阀门 选用 DN800 的管道与阀门。 3.5.5 贵铅炉还原熔炼收尘 3.5.1.1 烟气条件 烟气量 烟气温度 烟气含尘 烟气成份:
成份 V% CO2 3.76 N2 76.94 O2 10.22 H2O 9.08

380V

7215m3/h·台 ~600℃ ~10g/m3

年工作 300d,每天操作 24h,设有两台贵铅炉。 3.5.1.2 收尘流程简述 贵铅炉烟气的特点是烟气量小,间断生产,含水少,烟气含尘低,

本设计是先将烟气冷却,然后用布袋收尘器净化烟气、净化后的烟气 排放,收下的烟尘人工打包外卖,收尘流程为: 贵铅炉→冷却烟道→布袋收尘器→风机→排放 3.5.2.3 主要设计参数 (1)收尘效率 (2)阻力 (3)漏风率 99.7% 4000Pa 20%

冷却烟道收尘量 14.4kg/h 布袋收尘器收尘量 57.6kg/h 排放烟气含尘 0.025g/m3 3.5.2.4 主要设备选择计算 (1)冷却烟道的冷却面积 烟气从 600℃降到 150℃时所放出的热量为:4.725×106kJ/h, 考虑生产波动,选用 900m2 的冷却烟道 2 台,每台贵铅炉配置一台。

(2)布袋收尘器 处理工况烟气量为:14973m3/h,考虑生产波动,选用 650m2 的脉冲布袋收尘器 1 台,过滤风速 0.38m/min。 (3)锅炉引风机: 处理工况烟气量为:14516m3/h,考虑生产波动,选用锅炉引风 机 1 台, 其参数为: Q=24000m3/h P=4800Pa 电机 55kW 380V (3)管道及阀门 D=0.0188
14973 ? 0.57m 16

选用 DN600 的管道与阀门。 3.5.6 分银炉氧化精炼收尘 3.5.6. 1 烟气量 烟气温度 烟气含尘 烟气条件 8143m3/h·台 ~600℃ ~1.5g/m3

烟气成份(漏风后):
成份 V% CO2 3.05 N2 76.70 O2 12.23 H2O 8.02

年工作 300d,每天操作 24h,设有两台分银炉。 3.5.6.2 收尘流程简述 分银炉气的特点是烟气量小,间断生产,含水少,烟气含尘低, 本设计是先将烟气冷却,然后用布袋收尘器净化烟气、净化后的烟气 排放,收下的烟尘人工打包外卖,收尘流程为: 贵铅炉→冷却烟道→布袋收尘器→风机→排放 3.5.6.3 主要设计参数 (1)收尘效率 (2)阻力 (3)漏风率 99.7% 4000Pa 20%

冷却烟道收尘量 3.3kg/h 布袋收尘器收尘量 13.0kg/h

排放烟气含尘 0.005g/m3 3.5.6.4 主要设备选择计算 (1)冷却烟道的冷却面积 烟气从 600℃降到 150℃时所放出的热量为:5.33×106kJ/h,考 虑生产波动,选用 900m2 的冷却烟道 1 台。 (2)布袋收尘器 处理工况烟气量为:16898.8m3/h,考虑生产波动,选用 650m2 的脉冲布袋收尘器 1 台,过滤风速 0.43m/min。 (3)锅炉引风机: 处理工况烟气量为:16383m3/h,考虑生产波动,选用锅炉引风 机 1 台, 其参数为: Q=24000m3/h P=4800Pa 电机 55kW 380V (4)管道及阀门 选用 DN600 的管道与阀门。

第四章
4.1


概 述



硫酸车间是利用铅冶炼产生的 SO2 烟气制造硫酸。 从氧气底吹炉出 来的 SO2 烟气经余热锅炉、 电收尘器降温除尘后,进入硫酸车间。 车间处理烟气量(入净化烟气)为 33905.7m3/h,烟气含二氧化 硫为 7.983%,烟气中以 SO2 形态存在的 S 为 30685.24t/a,年产硫酸 92836 万 t(以 100%H2SO4 计)。生产工艺采用绝热蒸发稀酸冷却、 双 转双吸流程,其中包括净化工段、 干吸工段、 转化工段、 成品酸库、尾气 脱硫。 转化率 99.8%,二吸塔出来的硫酸系统尾气进行脱硫处理,尾气量 25545m3/h(干基标况) ,其中含 SO20.0210%,含 SO30.0007%。

硫酸车间污酸排放量为 8m3/h, 其中含 H2SO430.224 g/L, 含砷 1.7g/L, 含尘 2g/L,经脱吸、过滤后送污酸处理站处理达标后排放。 底吹炉制酸尾气、还原炉、烟化炉及反射炉烟气采用氧化锌法脱 硫工艺。 经过脱硫处理后, 硫酸尾气中 SO2≤300mg/Nm3 以下的要求。

4.2
4.2.1 基础资料 年平均大气压 最热月平均相对湿度 年平均气温 循环水温度 工作制度 4.2.2 冶炼烟气条件

设计依据

87kPa 72.6% 18.5℃ 30℃ 330d/a 24h/d

(1)烟气量及烟气成份〔经聚冷布袋收砷后〕

表 4-1
成份 SO2

烟气成分及烟气量(入净化烟气量)
SO3 O2 CO2 N2 H2O 合 计

m /h % 7.983 0.163 14.695 1.027 53.717 22.415

3

33905.7 100

(2)烟气温度 (3)烟气压力 (4)烟气含尘 (5)烟气含砷

120℃ 100Pa ≤0.5g/m3 13.4kg/h

4.3
4.3.1 产量

车间规模及产品方案

年产硫酸 9.2836 万 t(100%H2SO4)。 4.3.2 产品方案 生产 98%H2SO4。

4.4
4.4.1 工艺流程选择

工艺流程

根据烟气的特点,本工程采用绝热蒸发、稀酸冷却流程。 净化工段采用高效洗涤器、气体冷却搭、两级电雾,使用高效板 式冷却器冷却稀酸,取代传统的间接冷却器降低烟气温度,减少占地

面积,节省投资。由于进转化二氧化硫浓度已符合双接触制酸工艺自 热平衡的要求,设计采用 3+1 两次转化两次吸收流程,尾气送脱硫系 统处理达到国家排放标准。转化换热流程为Ⅲ、Ⅰ—Ⅳ、Ⅱ,该流程 对冶炼烟气适应性强,热稳定性好。 4.4.2 流程简述 工艺流程见设备连接图 Z0815-0-001-EA21-1。 4.4.2.1 净化工段 来自电收尘器的二氧化硫烟气,进入净化工段的高效洗涤器的逆 喷管顶部,与逆喷上来的稀硫酸接触,在此过程中喷淋酸中的水分被 蒸发,烟气湿度增大、温度降低,同时烟气中大部分 As、F、尘及 SO3 被洗涤下来进入循环酸中。 从洗涤器出来的烟气再进入气体冷却塔与喷淋稀酸逆向接触,使 烟气进一步降温、除尘出口温度达到 35.5℃。 从气体冷却塔出来的烟气,然后自下而上通过两级电除雾器,在

高压电场的作用下气体中的酸雾被捕集下来,烟气降到 35.5℃则送往 干吸工段。 从洗涤器出来的稀酸经循环酸泵后小部分经脱吸进入沉降槽,沉 降槽底流经过压滤机过滤后,上清液流至上清液贮槽,用泵送往污酸 处理站,滤渣返回铅冶炼系统;而绝大部分循环液再用泵扬至一级洗 涤器逆喷管喷淋。 从气体冷却塔出来的稀酸,经泵打至稀酸板式冷却器,再经冷却 后进入气体冷却塔塔顶喷淋。 经过脱吸、 过滤后送往污酸处理站的污酸量为 8m3/h(酸浓~3%)。 4.4.2.2 干吸工段 从电除雾器出来的二氧化硫烟气进入干燥塔,在塔内与塔顶喷淋 下来的 93%硫酸逆向接触, 烟气中的水份被浓酸干燥至 0.1g/m3(标况) 以下,经塔顶丝网捕沫器捕沫后通过二氧化硫鼓风机送往转化工段, 进行第一次转化。

从转化工段Ⅲ热交换器出来的一次转化烟气,经 SO3 冷却器冷却 后进入中间吸收塔,在塔内与塔顶喷淋下来的 98%硫酸逆向接触,三 氧化硫被吸收,烟气则再次进入转化工段进行二次转化。 从转化工段Ⅳ热交换器出来的经二次转化后的烟气进入最终吸收 塔,在塔内与塔顶喷淋下来的 98%硫酸逆向接触,三氧化硫被吸收, 烟气则送往脱硫系统进一步处理。从干燥塔、一吸塔、二吸塔出来的 循环酸自流至各自的循环槽,然后用泵送到各自浓酸冷却器,经冷却 后再进入塔顶喷淋。为保证干燥塔塔顶喷淋酸浓度为 93%,在干燥循 环槽用吸收酸泵出口管串来的 98%酸调节酸浓。 同样地,为保证吸收塔塔顶喷淋酸浓度为 98%,在吸收循环酸塔 入口用干燥酸泵出口管串来的 93%酸调节酸浓。 4.4.2.3 转化工段 从二氧化硫鼓风机出来的约 70℃的二氧化硫烟气依次通过Ⅲ、Ⅰ热 交换器,使其温度达到 430℃,然后进入转化器,经三段触媒的转化,

转化率达到 93%以上,此时的三氧化硫烟气再经Ⅲ热交换器降温后,送 往干吸工段第一吸收塔。 出中间吸收塔的烟气由于还含有部分二氧化硫, 再次进入转化器,经第四段触媒的转化,使转化率达到 99.8%,此时的 三氧化硫烟气经降温后,送往干吸工段的最终吸收塔进行二次吸收。 4.4.2.4 酸库 从干吸工段产出的成品酸,经冷却后流入地下槽,再用泵送至贮 酸罐,贮酸罐的成品酸自流至计量槽,经计量后用泵送至汽车槽车。

4.5

主要设备选型与性能

设备选择计算结果见主要设备一览表。

4.6

主要工艺技术指标
29552.5m3/h 9.07% 92836t/a 98%

(1)处理烟气量(入转化工段) (2)烟气二氧化硫浓度(入转化工段) (3)硫酸产量(100%H2SO4) (4)产品酸浓度(H2SO4)

(5)净化漏风率 (6)净化率 (7)转化率 (8)吸收率 (9)鼓风机入口水份 (10)鼓风机入口酸雾 (11)鼓风机入口尘量 (12)触媒消耗(100%H2SO4)

10% 99% 99.8% 99.99% ≤0.1 g/m3 ≤0.005g/m3 ≤0.005 g/m3 0.15 L/t 12m2/d.t mg/m3 mg/m3 kg/h kg/h

(13)单位产品的换热面积(100%H2SO4) (14)尾气中二氧化硫排放浓度 (15)尾气中酸雾量 (16)二氧化硫排放速率 (17)酸雾排放速率

4.7

存在的问题及建议

运输方式暂按气车运输考虑。

4.8
4.8.1 概述

氧化锌脱硫系统

来自冶炼的还原炉、烟化炉、反射炉、底吹制酸尾气拟采用氧化 锌湿法脱硫工艺,系统采用外购的氧化锌粉作为吸收剂,脱除其烟气 中的二氧化硫。采用塔内氧化技术,将难溶的亚硫酸锌部分氧化为硫 酸锌,送污酸污水站处理;未反应的氧化锌、未氧化的亚硫酸锌、烟 气中带来的尘、以及吸收剂中带来的杂质废渣抛弃。 相比普遍采用的氧化锌脱硫工艺,本工艺在采用新型吸收塔的基 础上,又在工艺流程中引入了塔内强制氧化过程,有利于解决氧化锌 脱硫装置堵塞的问题。 待处理的的还原炉烟气气量为 24676Nm3/h,烟气中 SO2 浓度为 0.028% ;烟化炉烟气气量为 36114Nm3/h ,烟气中 SO2 浓度为 0.032% ;反射炉烟气气量为 12972Nm3/h ,烟气中 SO2 浓度为

0.038% ;底吹制酸尾气气量为 25545Nm3/h ,烟气中 SO2 浓度为 0.021%。五种烟气混合后的总气量 99307Nm3/h,烟气中 SO2 浓度 为 0.029%(827mg/Nm3) 。设计脱硫效率 85%,满足国家《工业炉 窑大气污染物排放标准- GB 9078 1996》和《铅锌工业污染物排放标 准-GB25466 2010》 。 每年脱除二氧化硫 552.9t。 4.8.2 设计依据 4.8.2.1 设计标准及规范 (1) 工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范 (HJ 462-2009) (2)工业炉窑大气污染物排放标准(GB 9078 1996) (3)铅锌工业污染物排放标准 (GB25466 2010) (4)化工装置管道机械设计规定 (HG/T20645-1998) (5)化工设备、管道外防腐设计规定 (HG/T 20679-1990) (6)化工建设项目环境保护设计规定 (HG/T20667-2005) 4.8.2.2 烟气条件

项目

参数 烟气量 SO2 浓度 尘含量 H2O N2 O2

单位 Nm /h mg/Nm mg/Nm
3 3





备注

99307 827.0 75.6 3.559 76.027 12.494

3

混合后烟气

SO2 SO3 CO CO2 F As 烟气温度 烟气压力(表压)

(v/v) %

0.029 <0.0002 0.290 7.601

mg/Nm
o

3

微量 微量 107 200

C

Pa mg/Nm
3

净化后烟气

烟气中 SO2 浓度

117.2

4.8.2.3 吸收剂条件 本设计采用的吸收剂为外购的氧化锌粉,锌粉中的 ZnO 含量为 76%。其它成分按照不溶物形态考虑。 4.8.3 工艺流程 4.8.3.1 工艺流程的选择 目前国内外脱硫方案很多,包括:石灰石(石灰)-石膏法、氢氧化钠

法、氨-硫酸铵法、流化床法、离子液循环吸收法、活性胶法、氧化锌 法等。方案的确定应遵循安全、可靠、技术先进合理、满足环保排放 等要求。 根据本厂的特点,可购买到符合脱硫要求的 ZnO 粉、满足环保对 脱硫的要求,且系统运行稳定、可靠性较强,系统投资及运行成本相 对较低。因此工程拟选择氧化锌法脱硫工艺。 4.8.3.2 工艺流程描述 本设计工艺系统主要包括烟气系统、浆液制备和供应、二氧化硫 吸收、硫酸锌浆液过滤。工艺流程图见 Z0815-EA21-3。 (1)烟气系统 系统设增压风机抵偿脱硫部分的烟气的压力损失。当脱硫系统故 障或检修关闭脱硫系统进口和出口的电动蝶阀,打开旁路电动蝶阀, 使烟气不经增压风机直接从混凝土烟囱排放。 (2) 浆液制备和供应储存

运来的 ZnO 粉在配浆槽制备含固量约 20 %的氧化锌浆液,经密 度计检测达到浓度要求送至吸收剂储槽,浓度不满足要求,浆液返回 配浆槽。 在设计工况条件下, 每天消耗含固量 20%的氧化锌浆液 (ZnO 纯度 76%,利用率 85%)16.4t。吸收剂储槽可以存放 6 个小时的氧 化锌浆液用量。 新鲜氧化锌浆液经供浆泵送入二氧化硫吸收塔,用于脱除烟气中 的二氧化硫。补充的 ZnO 浆液量由吸收塔内 pH 值控制。 (3)二氧化硫吸收 烟气吸收系统主要包括二氧化硫吸收塔、循环泵、氧化风机。来 自冶炼系统的烟气进入吸收塔后,90°折向朝上流动,与自喷淋层而下 的浆液进行大液气比接触,烟气中的 SO2 被吸收浆液洗涤,并与浆液 中的 ZnO 发生化学反应, 完成烟气脱硫。 吸收的 SO2 以 ZnSO3·5H2O 的形式存在,并在吸收塔内部分转化成 ZnSO4,溶解在浆液中。系统 向吸收塔内连续补充新鲜氧化锌浆液,同时连续外排一定量的硫酸锌

浆液 (含固量约 13%) 。 脱硫并除尘后的净烟气通过除雾器除去气流中 夹带的雾滴后送至烟囱排放。除雾器设有在线自动冲洗系统,除雾器 冲洗水由工艺水泵供给。吸收塔浆液和除雾器清洗水流入吸收塔底部, 即吸收塔浆液池。通过吸收塔浆液池上的侧进式搅拌器搅拌,使浆液 池中的固体颗粒保持悬浮状态。在吸收塔底部设置的强制氧化喷枪将 为吸收塔提供氧化空气,把脱硫反应中生成的 ZnSO3·5H2O 部分氧化 为 ZnSO4 溶解于浆液中。 (4)硫酸锌溶液过 过滤系统主要包括给料槽、给料泵、压滤机、滤液槽、滤液泵。 从吸收塔出来的硫酸锌浆液进入给料槽后经给料泵送至压滤机.经 过过滤的浆液固相含水约 60%(包括结晶水) ,用汽车运走抛弃;液相 是浓度约 20%的 ZnSO4 溶液,送污酸污水处理站。为减小水耗、减小 污酸污水处理量,经密度计检测浓度未达到浓度要求的 ZnSO4 溶液返 回吸收塔再利用。

4.8.4 工艺设备配置 氧化锌脱硫系统采用集中布置的原则,主要设备及建筑物有增压 风机、吸收塔、循环泵、氧化风机、压滤机等。吸收塔、增压风机、 储罐露天布置,压滤机和卸渣设在室内,配浆区和脱硫泵区只做防雨, 不设围墙。 平面配置图见 Z0815-EA21-4。 4.8.5 主要技术指标 表 4-2
序号 1 2 3 4 5 6 7 项目 出口烟气流量(标况) 设计脱硫效率 出口:SO2 出口烟气温度 ZnO 粉耗量(纯度 76%) ZnSO4 废液(20%)排放量 废渣产出量(含水 60%)

主要技术指标
单位 Nm /h % mg/Nm ℃ t/d t/d t/d
3 3

数据 104496 85% 117 40 3.28 11.71 7.65

4.8.6 问题与改进建议 落实外部购买吸收剂 ZnO 粉的粒度、 纯度, 以便下一步设计工作。

第五章
5.1
5.1.1 交通地理位置概况

总图运输
厂址概况

云南沙甸铅业股份有限公司新建 10 万 t/a 铅冶炼项目,年产 10 万吨铅冶炼工程,位于云南省个旧市沙甸冲坡哨工业区云铅公司。经 纬度是北纬度 23°23′,东经 103°23′,距个旧市区 20 公里,开远市区 10 公里,蒙自市区 30 公里,位于个旧-开远-蒙自城市群中心,326 国道从厂区前经过,厂址位置交通较为方便。厂址附近农田主要地段 以旱地为主,在中部地形坡度较大的地段为荒地。 5.1.2 厂址水文地质概况 初步勘察场地内未见对建筑有影响的崩塌、滑坡及泥石流等地质 灾害。勘探深度范围无土洞等不良的地质作用,场地稳定适宜建筑。 初步判定拟建场地土类为中硬场地土,场地类型为Ⅱ类,勘探深度范 围内未揭露地下水位。由于施工图未开始设计,详勘工作未进行。建

设地区的地震设防烈度为 7 度,设计地震分组为第二组,设计基本地 震加速度值为 0.15g。 5.1.3 气象条件 本项目地属亚热带炎热带半干旱气候,雨季集中在 6、7、8 三个 月。 年降雨量:1189.9 mm 年蒸发量:2744.2 mm 年平均气温:18.5℃ 极端最高气温:36℃ 冬季平均气温:8.5℃ 相对湿度:旱季 64%~71%,雨季 76%~81% 冬季大气压:870.59 hPa 夏季大气压:863.93 hPa 冬季室外平均风速:3.9m/s

夏季室外平均风速:2.5 m/s 冬季主要风向及其频率:S 29%,SE 18%,SSE 17% 夏季主要风向及其频率:SE 22%,C 20%,SSE 19% 全年主导风向及其频率:S 22% 全年盛行风向:南西风

5.2
5.2.1 布置原则

总平面布置

(1)山区建厂,紧凑合理布置,节约用地,节省土石方量,减少 土建基础工程费用; (2)符合红河州个旧市沙甸区规划的要求; (3)保证生产工艺流程的顺捷、畅通,缩短管线,减少能耗; (4)通道满足安全、卫生、采光、绿化和施工等要求;执行现行 国家有关规程规范的要求,创造一个良好的生产环境。 5.2.2 项目组成

云南沙甸铅业股份有限公司新建 10 万 t/a 铅冶炼项目的生产系统 和辅助系统由以下组成, 生产系统有:原料仓及配料系统、熔炼车间(包括熔炼、吹炼及其 相关的余热锅炉、收尘、排烟机房和通风收尘等)、粉煤制备车间、鼓 风机空压机房及 10kV 配电站、硫酸车间(包括净化工段、干吸工段、 转化工段及硫酸车间循环水站、硫酸综合楼、SO2 鼓风机房及 10kV 配电站、酸库及装酸场地等)、烟气脱硫、环保烟囱、铅电解车间、铜 浮渣处理车间、贵金属车间。 辅助系统有: 总降压变电所(用一期)、 氧气站(包括氧气站循环水站、 珠光砂库)、柴油间、煤气站、综合仓库、氧化锌仓库、综合维修间、 化学水处理站及软水站、 余热发电车间及循环水站、 熔炼车间循环水站、 水淬循环水站、铜浮渣及电解循环水站、鼓风机空压机房及粉煤制备循 环水站、生产废水处理站、污酸污水处理站、雨水处理站等。 5.2.3 总平面布置

(1)根据生产工艺流程顺捷的原则,结合现一期冶炼厂总平面布 置,依次将原料仓及配料系统、熔炼车间、硫酸车间、铅电解车间由 西向东布置; (2)氧气站作为扩建,紧贴现有氧气站南侧布置; (3)总降压变电所利旧; (4)熔炼车间尽量靠近新建氧气站,以缩短氧气管道长度; (5)熔炼车间和铅电解车间作为耗电大户,尽可能靠近总降压变 电所,以缩短高压线长度和减少电耗; (6)原料仓及配料系统西侧留有 25m 宽的卸料铺砌场地满足原 料的运输,并在其南侧布置一洗车场地以回收铅精矿; (7)原料仓及配料系统与熔炼车间之间通过两条皮带廊相连接, 利用其间空地依次布置与熔炼车间相关的柴油间、鼓风机空压机房及 10kV 配电站、化学水处理站及软水站等,并在北侧预留余热发电车间 及其循环水站;

(8)各循环水站尽可能合并,并靠近其用户,以缩短供、回水管 线长度; (9) 铜浮渣处理车间和贵金属车间分别靠近铅电解车间铜浮渣和 阳极泥出口,以减少运输距离; (10)在熔炼车间粗铅阳极板出口处设一临时堆场进行粗铅锭物 料转运,另在其通往铅电解车间的南侧路边设置 30t 电子汽车衡一台, 台面尺寸 3.0m×12m,并配套控制室一间以进行粗铅锭的称量; (11)在电解车间西侧空地考虑临时堆存阳极板堆场; (12)给水加压泵站、综合维修间、综合仓库、煤气站(含煤堆场) 依次布置在厂区西侧边缘外部运输与之联系; (13)生产废水处理站和雨水处理站分别布置在铅电解车间的南 侧厂区边缘; (14)冶炼厂渣分为三部分,第一部分熔炼车间所产水碎渣通过 汽车运输外卖给附近开远水泥厂作原料,第二部分污酸污水处理站所

产石膏渣运至现有渣场,第三部分所产含砷废渣密闭封存后运至沙甸 工业区红塘子渣场,三部分渣在厂内均不单独布置堆场。 5.2.4 竖向设计 由于缺少本区域地形图,所以无法做竖向设计,待业主提供后方 可进行。由于总平面布置较为紧凑,结合现场厂区采用明沟排雨水方 式,所以所有厂内道路都设计为单面坡方式。 5.2.5 绿化 厂区美化环境采用点、面、线相结合的设计。在道路两侧和管架 下方种植灌木和草皮;行政办公周边开阔宽敞处,做为重点绿化区。 绿化率为 14.83%,绿化面积为 38000m2。 5.2.6 总平面消防设计 (1)厂区位于云南省红河州个旧市沙甸区冲坡哨乡,距沙甸县城 近,有公路相通,可利用县城消防站,十分便利; (2)厂区内厂房间距,特别是乙类建筑如氧气站、硫酸车间和煤 气站与其它建构筑物的间距均符合 GB50016-2006《建筑设计防火规

范》的规定。装酸设有专门的装酸场地,地面为耐酸混凝土地面,装 酸溢出时,可流入耐酸沟;酸罐是安全的,罐外设有护堤,即使有损 时,酸也不会流至堤外,造成对环境的污染; (3)全厂各处均有水泥混凝土路面的郊区型道路相通,形成环行 网状道路,路面宽度为 8m,6m,4m,均能满足消防通道(路面宽不 小于 4m)的要求,道路转弯半径满足消防要求,道路与构筑物、地上 综合管架交叉净空高度均满足要求。

5.3
5.3.1 外部运输





全厂外部年运输量为 489033.3t,其中年运入量为 286575.3t, 年运出量为 202458t。均为汽车运输,本厂不备外部运输汽车,全部 外委社会承担。外部运输量详见表 5-1。 表 5-1
序号 物料名称 单位 数量

外部运输量表
运输起点 A 运入部分 运输终点 运输方式 备注

A1

铅精矿

t/a

203804.9

厂外

原料仓及配料系统

汽车

A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9

石英石 石灰石 原煤 柴油 石墨电极 铬镁砖 纯碱 硫磺

t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a

14736.6 22849.8 37012 5622 90 150 988 64 1000 40 20 40 1 74 1 82 286575.3

厂外 厂外 厂外 厂外 厂外 厂外 厂外 厂外 厂外 厂外 厂外 厂外 厂外 厂外 厂外 厂外

原料仓及配料系统 原料仓及配料系统 原料仓及配料系统 柴油间 熔炼车间 熔炼车间 贵金属车间 铅电解车间 铅电解车间 铅电解车间 铅电解车间 贵金属车间 贵金属车间 贵金属车间 贵金属车间 贵金属车间

汽车 汽车 汽车 汽车 汽车 汽车 汽车 汽车 罐车 汽车 汽车 汽车 汽车 汽车 汽车 汽车

A10 30%硅氟酸 A11 明胶 A12 木质素 A13 硝酸 A14 木炭 A15 硝石 A16 硼砂 A17 碎焦 小计

续表 5-1
序号 物料名称 单位 数量

外部运输量表
运输起点 B 运出部分 运输终点 运输方式 备注

B1 B2 B3 B4 B5 小计 总计

烟化炉渣 烟化炉烟尘 电铅锭 银锭 渣、烟灰等

t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a

82132 18325 100000 201 1800 202458 489033.3

熔炼车间 熔炼车间 铅电解车间 贵金属车间 贵金属车间

厂外 厂外 厂外 厂外 厂外

汽车 汽车 汽车 运钞车 汽车

5.3.2 内部运输及设备 全年内部运输量为 128576.6t/a。内部运输量详见表 5-2。 表 5-2 内部运输量表

序号

物料名称

单位

数量

运输起点 C 运入部分

运输终点

运输方式

备注

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 小计

粗铅 铜浮渣

t/a t/a

106593.6 9194 6902 2220 3076 591 4000 128576.6

熔炼车间 铅电解车间 铜浮渣车间

铅电解车间 铜浮渣车间 铅电解车间

汽车 汽车 汽车 汽车 汽车 汽车 管道

反射炉粗铅 t/a 反射炉渣 铅阳极泥 氧化渣 柴油 t/a t/a t/a t/a t/a

铜浮渣车间 原料仓及配料系统 铅电解车间 铅电解车间 柴油间 贵金属车间 熔炼车间 贵金属车间

本专业内部运输选用设备为: (1)选用 5t 和 3t 内燃叉车各 2 台,用于粗铅和反射炉粗铅的运 输以及铅阳极泥的倒运作业,年运输量 116571.6t。一班制; (2)选用 3t 自卸汽车 2 台运输反射炉渣和氧化渣,年运输量 2811t。一班制; (3) 选用 5t 和 2t 载重汽车的工具车各 1 台承担车间和综合仓库、 综合维修间之间的零星物料运输。一班制; (4)选用 1m3 前装机 2 台,承担铜浮渣及零星物料的装汽车和 倒运作业。一班制;

(5) 30t 数字电子汽车衡和磅房一套, 衡器台面尺寸 12m×3.0m, 磅房建筑面积为 12m2,进行车间之间内部物料的计量。二班制。 上述车辆每车定员 1 人/台班。自备物料运输车辆的停放和保养在 综合维修间的南面场地上。 5.3.3 道路 本项目为二期扩建项目,外部道路主要通过一期内部道路运出。 厂区内部道路主干道路面宽 8m,长 500m;次干道路面宽 6m,长 2450m,支路及车间引道路面宽 4m,长 1800m,道路均采用单面坡 向郊区型路面,雨水通过道路边上的雨水明沟排至厂区东北角现有雨 水处理池,经雨水处理站回用。路面结构均为水泥混凝土路面板,路 面宽 8m 的路面采用厚 25cm 水泥混凝土路面板,水泥稳定碎砾石基 层厚 25cm, 天然砂砾厚 15cm; 其余路面采用 22cm 厚水泥混凝土路 面板,基层垫层同上,厂内作业场地广场铺砌面积 12500m2,路面结 构同上,但水泥混凝土面层厚 20cm;装酸场地路面面积为 1600m2,

其结构为耐酸混凝土面层厚 6cm,水泥混凝土板厚 30cm,水泥稳定 碎砾石基层厚 25cm,天然砂砾垫层厚 15cm。

5.4
表 5-3
序号 1 2 3 4 5 名称 厂区占地面积

主要技术经济指标和工程量表
外部运输量表
单位 ha m
2

数量 25.6152 56385.72 22.01 12500 1600

备注

新建建、构筑物占地面积 建筑系数 场地铺砌面积 装酸铺砌面积

% m m
2

2

续表 5-3
序号 6 7 8 其中 绿化面积 绿地率 道路长度 路面宽 8m 路面宽 6m 路面宽 4m 9 10 11 排水沟长度 围墙长度 土石方工程量 名称

外部运输量表
单位 m
2

数量 38000 14.83 5360 500 2450 1800 2580 -

备注

% m m m m m m m
3

0.4m 宽浆砌片石矩形明沟 2.2m 高实体围墙 缺少地形图,无法计算

5.5

问题及建议

(1)请业主尽快提供本次设计范围内所需的的 1∶1000 地形图, 以进行竖向设计满足施工图准备;

(2)由于厂区外形不规则,在总平面布置中有两块超出业主提供 设计范围,请业主尽快落实设计范围是否可以调整; (3)该项目为扩建项目,建议内部运输尽量利用现有设备,以减 少项目投资。

第六章

公用辅助设施及土建工程
6.1 给排水

6.1.1 设计依据

各专业有关设计条件 国家有关设计规范 6.1.1.2 设计范围 本设计包括 10 万 t/a 铅冶炼工程室内外给排水、循环水、污水处 理及消防设施设计。 6.1.2 给水 6.1.2.1 用水量 总用水量 其中:生产新水 157043m3/d 7375m3/d(含未预见水量 962m3/d)

生活用水 100m3/d 循环水 回水 6.1.2.2 给水水源 由工业园区水源供给。厂区设给水加压泵站一座、生产消防贮水池 146855m3/d 2713m3/d

两座、生活水池一座、软化水池一座。生产消防贮水池容积 2000m3, 其中贮存消防水量 540m3 ;软化水池容积 2000m3 ;生活水池容积 100m3。泵房内设生产水加压泵、消火栓加压泵、软水器给水泵、全自 动软水器、软化水供水泵、生活水变频恒压供水设备、二氧化氯消毒器 等设备。 6.1.2.3 厂区给水系统 厂区分生产给水系统、消防给水系统、生活给水系统、循环给水 系统及回水系统。 (1)生产给水系统 生产用水量 7375m3/d,主要供给循环水补充水及各工艺生产用 水。 (2)生活给水系统 生活用水量约 100m3/d,主要供给浴室、食堂、宿舍、职工日常 生活用水及化验室用水。

(3)消防给水系统 消防用水量:180m3/h。 主要供给室内外消火栓用水。 由厂区给水加压泵站内的消防水泵供水(详见消防节) ,消防管网 沿道路环状布置,埋地敷设,管道上设地上式消火栓。 (4)循环水系统 根据设备对冷却水水质、水温、水压的要求,设熔炼循环水、鼓 风机及粉煤制备循环水、铜浮渣及电解循环水、水淬循环水、硫酸循 环水、余热发电循环水、氧气站循环水。 (5)熔炼循环水(软化水) 循环用水量 11088m3/d(462m3/h) 。主要供给底吹炉、还原炉、 烟化炉、余热锅炉及通风收尘风机等系统各设备冷却水。各设备冷却 排水自流至热水池,由热水泵扬至冷却塔进行冷却、冷却水自流至冷 水池,再由冷水泵加压供给各设备冷却用水。

(6)鼓风机及粉煤制备循环水 循环用水量 2851m3/d(119m3/h) 。主要供给鼓风机空压机房及 粉煤制备车间设备冷却用水,各设备冷却排水自流至热水池,由热水 泵扬至冷却塔进行冷却、冷却水自流至冷水池,再由冷水泵加压供给 各设备冷却用水。 (7)铜浮渣及电解循环水(软化水) 循环用水量 7815m3/d(326m3/h) 。主要供给铜浮渣车间及电 解车间设备冷却用水, 各设备冷却排水自流至热水池, 由热水泵扬至 冷却塔进行冷却、 冷却水自流至冷水池, 再由冷水泵加压供给各设备 冷却用水。 (8)贵金属循环水(软化水) 循环用水量 9307m3/d(388m3/h) 。主要供给贵金属车间设备冷 却用水,各设备冷却排水自流至热水池,由热水泵扬至冷却塔进行冷 却、冷却水自流至冷水池,再由冷水泵加压供给各设备冷却用水。

(9)水淬循环水 循环水量 7470m3/d(1660m3/h) 。供给水淬用水,排出的热水自 流进沉淀池,沉淀后泵入冷却塔,冷却后进入吸水池,用泵加压回用冲 渣。 (10)硫酸循环水 循环水量 32054m3/d(1336m3/h) 。供给硫酸工段干吸、净化及 二氧化硫风机房设备冷却用水,排出的热水利用余压送至冷却塔进行 冷却,冷水进入冷水池,再由冷水泵加压供给各设备冷却用水。 (11)余热发电循环水 循环水量 81936m3/d(3414m3/h) 。 供给余热发电车间设备冷却 用水,排出的热水利用余压送至冷却塔进行冷却,冷水进入冷水池, 再由冷水泵加压供给各设备冷却用水。 (12)氧气站循环水(软化水) 循环水量: 28800m3/d (1200m3/h) 。 供给氧气站设备冷却用水,

排出的热水利用余压送至冷却塔进行冷却,冷水进入冷水池,再由冷 水泵加压供给各设备冷却用水。 (13)回水系统 回水量:2713m3/d。各车间排出的洁净废水,不含污染物质,直 接排至厂区生产排水管道,与处理后的生活污水一并自流排至废水深 度处理站进行处理,脱盐后水作为生产给水系统补充水,反渗透装置 排出的浓水与酸性污水污水处理站出水回用至冲渣循环水的补充水。 厂区设生产回水系统和冲渣回水系统。

6.1.3 排水 6.1.3.1 排水量 总排水量:2713m3/d

其中:一般生产废水:2390m3/d 生活污水:100m3/d 酸性废水:223m3/d 6.1.3.2 排水系统 厂区设生产生活排水、生活污水排水、酸性废水排水和雨水系统。 (1)生产排水系统 各车间排出的洁净生产排水和一般生活废水,不含污染物质,直 接排至生产生活排水管道,经深度处理后,作为厂区生产回水使用。 (2)生活排水系统 生活污水排入生活污水管道,自流进生活污水处理站,经地埋式 生活污水处理设备处理,排入生产排水管道。再经深度处理后,作为 厂区生产回水使用。 (3)酸性废水排水系统 硫酸工段排出的污酸及酸性废水排至厂区污酸污水处理站,经处

理后回用,作为冲渣循环水补充水使用。 (4)雨水系统: 厂区初期雨水排至初期雨水调节池后送至酸性水处理站处理后回 用或外排。后期雨水经厂区排水管道排至附近的市政管道。 6.1.4 污酸污水处理 6.1.4.1 处理水量 污酸量:192m3/d 主要成份:单位 g/l
H2SO4 30.224 SS 2.0 As 1.7

酸性污水量: 上段来水:192m3/d, pH=2 冲洗水:31m3/d, pH=2 初期雨水:257m3/d, pH=4 主要成份:单位 mg/l

H2SO4 0.5

SS 1.40

As 0.102

6.1.4.2 处理流程 污酸处理采用三段中和处理工艺。一段除酸,将制酸专业排出的 污酸用石灰石进行中和,将污酸中和至 pH=2,二段用硫化法除砷, 上段处理后的污酸加入 Na2S 来去除大部分的 As,再进行三段污水处 理,污水处理采用石灰-铁盐法。用石灰乳中和酸,pH 中和至 9,并 投加铁盐、铝盐,去除污水中的 As 等重金属离子。 一段除酸在中和槽内投加碳酸钙,使中和槽 pH 值始终保持在 pH=2,中和槽出水进浓密机,经沉降浓缩后,出水自流至除酸水池, 底流(硫酸钙)用泵加压经厢式压滤机压滤后,滤渣用汽车运到渣库 堆存,滤液自流进除酸水池,除酸水池内水用泵送至 H2S 反应槽,在 H2S 反应槽内投加 Na2S 溶液,反应过程中 pH 值不大于 5,出水自流 进浓密机,经沉降浓缩,浓密机出水自流至含酸废水调节池。砷反应 生成硫化砷沉淀,底流用泵加压经厢式压滤机压滤后,滤渣用汽车运

到渣库堆存,滤液自流进含酸废水调节池。反应过程中产生的 H2S 气 体, 经过管道收集后, 用风机输送至吸收塔, 进入除害塔后投加 NaOH 溶液去除 H2S,在线监测 H2S 的排放,若不达标循环处理。 酸性污水调节池中的酸性污水用泵扬至一级中和槽,在槽内加石 灰乳和回流污泥进行中和,同时投加硫酸亚铁,中和后的污水控制 pH=9 左右,自流入一级氧化槽,氧化槽内加压缩空气,使二价铁氧 化成三价铁,三价砷氧化成五价砷,再自流至二级中和槽,中和槽 pH 控制在 10 左右, 出水进中间水池, 用泵扬至膜过滤器, 进行固液分离。 过滤器底流自流至污泥池,其中一部分用泵扬至压滤机,经压滤机脱 水后,产出的有害砷渣外运至渣库。另一部分作为回流污泥用泵扬至 予碱化槽,与石灰乳液混合后自流至一级中和槽。膜过滤器出水自流 进出水池。同时加酸调整 pH 在 6~9 之间。 处理后的污水水质达到国家“污水综合排放标准” (GB8978-1996)二级排放标准。处理后水分两部分,一部分回用于

污酸污水处理站石灰石乳和石灰乳药剂制备用水,一部分回用于水淬 冲渣水的补充水。 经处理后废水水质如下:
pH 6-9 As(mg/l) 0.5 SS(mg/l) 150

为确保污酸污水不外排,设事故水池储存污水。并在二段中和槽 后设事故槽和事故泵。当出水水质不达标时,返回中和槽处理。 6.1.4.3 药剂用量及渣量 硫化钠:纯度 93%,每日用量 0.75 吨。 石灰石粉:纯度 93%,粒度:200 目,每日用量 5.5 吨。 熟石灰:纯度 85%,粒度:200 目,每日用量 0.7 吨。 硫酸亚铁:纯度 95%,每日用量 1.9 吨。 PAM:纯度 95%,每日用量 1.8 吨。 石膏渣(无害) :每日 29.7 吨。含水率 70%。 含砷渣:每日 2 吨。含水率 70%。

中和渣:每日 2.8 吨。含水率 70%。 6.1.5 废水深度处理 6.1.5.1 处理水量:2713m3/d 6.1.5.2 处理流程 为确保全厂污(废)水的零排放,废水需经过深度处理后回用。 废水自流进废水调节池, 经一体化净水器混凝-沉淀-过滤处理, 出水一 部分自流进中间水池,用中间水泵送至纤维球过滤器和活性炭过滤器, 进一步去除重金属和其他有机物质,经 5μ 保安过滤器过滤后,用高压 泵送至反渗透装置进行脱盐处理。脱盐水进入清水池,用回水泵加压 送至厂区回水管道,作为生产给水系统补充水。反渗透装置排出的浓 水,进入浓水池,用浓水泵送至冲渣不外排。 6.1.6 生活污水处理 6.1.6.1 污水量及污水成分 污水量约:100m3/d

污水成分:SS300mg/L COD300mg/L BOD5150mg/L 6.1.6.2 处理流程 采用生物法二级处理,工艺流程如下:

污泥回流 污水 格栅井 调节池 缺氧池 搅拌 好氧池 曝气 沉淀池 气提 消毒池 排放

污泥上清液

剩余污泥 鼓风机房 注:1.虚线框内即为地埋式设备。 污泥池 外运处理

6.1.7 消防给水 6.1.7.1 消防用水量 同时发生火灾次数一次, 工业厂房室外消防用水量约 20L/s, 室内 消防用水量约 15L/s,火灾延续时间 3h,一次消防用水量 540m3,贮

存在生产消防水池中。 6.1.7.2 室外消防栓给水系统 厂区设生产消防给水系统,在生产消防给水管道上设地上式消火 栓,为临时高压消防,失火时消防泵加压灭火。 6.1.7.3 室内消火栓给水系统 室内消火栓给水管道直接从厂区生产消防给水管道上接管。 6.1.7.4 建筑灭火器 按《建筑灭火器配置设计规范》 (GB50140-2005)要求配置灭火 器。 6.1.8 存在问题及建议 落实工业园区给水管道的供水水质分析资料。 落实工业园区排水系统,接管点位置及标高。 环保部门对排水的水质要求,并与有关部门签订排水协议。 应与有关部门签订供水协议。

应落实受污染地面初期雨水的水质资料。


序 号 车间及用水设备名称 总 用水量 3 (m /d) 小时 水压 用水量 供水水质 (MPa) 3 (m /h)




给水量 (m /d)
3




排水量(m /d) 二次利用 及回用水 循环水 二次利 用及回 用水 损失 排至下水 道 排水 水质 备 注
3

生产水

生活水

循环水

一 1 2 3 4 5 6 7 8

熔炼系统 圆盘制粒机 氧气底吹炉 底吹炉粗铅铸锭机 氧枪座 还原炉 还原炉粗铅铸锭机 烟化炉 炉渣水淬用水 小计 48 504 36 300 1560 36 6000 7470 15954 2 21 2 13 65 2 250 1660 2014 工业水 软化水 工业水 软化水 软化水 工业水 软化水 回用水 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 371 48 15 36 9 47 36 180 5820 5976 14089 1494 1494 5820 5976 14089 291 1513 291 1513 489 489 48 10 36 6 31 36 120 1494 1781 84 60 3 16 5

二 1 2 3

鼓风机空压机房 离心鼓风机 螺杆空压机 干燥机 小计 480 1080 336 1896 20 45 14 79 工业水 工业水 工业水 0.3 0.3 0.3 14 32 10 57 466 1048 326 1839 466 1048 326 1839 10 22 7 38 5 11 3 19

三 1

粉煤制备车间 钢球磨煤机 360 15 工业水 0.3 11 349 349 7 4


序 号 车间及用水设备名称 总 用水量 3 (m /d) 120 480 小时 水压 用水量 供水水质 (MPa) 3 (m /h) 5 20 工业水 0.3




给水量 (m /d)
3




排水量(m /d) 二次利用 及回用水 循环水 116 466 二次利 用及回 用水 损失 2 10 排至下水 道 1 5 排水 水质 备 注
3

生产水 4 14

生活水

循环水 116 466

2

粉煤通风机 小计

四 1 2

铜浮渣车间 反射炉加料口 水冷烟道 小计 240 2400 2640 10 100 110 软化水 软化水 0.3 0.3 7 72 79 233 2328 2561 233 2328 2561 5 48 53 2 24 26

五 1 2 3 4 5

贵金属车间 贵铅炉和分银炉(火 法) 中频感应电炉 (湿法) 贵铅炉(湿法) 分银炉(湿法) 其他 小计 5760 96 1040 704 56 7656 240 6 65 44 7 362 软化水 软化水 软化水 软化水 软化水 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 173 3 31 21 56 284 7372 7372 5587 93 1009 683 5587 93 1009 683 115 2 21 14 56 208 76 58 1 10 7

六 1 2 3

电解车间 阳极铸锭机组 铅阳极立模铸造机组 DM 机 1440 1440 144 60 60 18 软化水 软化水 软化水 0.3 0.3 0.3 43 43 4 1397 1397 140 1397 1397 140 29 29 3 14 14 1


序 号 车间及用水设备名称 总 用水量 3 (m /d) 320 8 80 80 97 288 3897 180 小时 水压 用水量 供水水质 (MPa) 3 (m /h) 20 6 8 8 软化水 软化水 软化水 软化水 工业水 软化水 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3




给水量 (m /d)
3




排水量(m /d) 二次利用 及回用水 循环水 310 8 78 78 二次利 用及回 用水 损失 6 0 2 2 47 排至下水 道 3 0 1 1 50 3 88 排水 水质 备 注
3

生产水 10 0 2 2 97 9 211

生活水

循环水 310 8 78 78

4 5 6 7 8 9

电铅直线铸锭机组液 压站 电铅直线铸锭机组 残极洗涤机组液压站 阴极洗涤抽棒机组液 压站 工艺洗涤水 通风风机冷却水 小计

279 3686

279 3686

6 123

七 1 2 3 4

余热锅炉房 循环泵 给水泵 取样冷却器 排污冷却池 小计 180 180 108 288 756 软化水 软化水 软化水 工业水 0.3 0.3 0.3 0.3 14 454 5 5 3 175 175 105 288 288 454 9 175 175 105 4 4 2 2 2 1 288 293

八 1 2 3

收尘系统 底吹炉收尘风机 还原炉收尘风机 烟化炉收尘风机 120 120 168 软化水 软化水 软化水 0.3 0.3 0.3 4 4 5 116 116 163 116 116 163 2 2 3 1 1 2


序 号 车间及用水设备名称 总 用水量 3 (m /d) 72 78 78 96 288 1020 小时 水压 用水量 供水水质 (MPa) 3 (m /h) 软化水 软化水 软化水 工业水 软化水 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 9 28




给水量 (m /d)
3




排水量(m /d) 二次利用 及回用水 循环水 70 76 76 96 二次利 用及回 用水 损失 1 2 2 96 279 96 896 6 114 3 9 排至下水 道 1 1 1 排水 水质 备 注
3

生产水 2 2 2

生活水

循环水 70 76 76

4 5 6 7 8

反射炉收尘风机 贵铅炉收尘风机 分银炉收尘风机 骤冷塔 熔炼通风风机 小计

279 896

九 1 2

余热发电站 循环冷却水 生产用水 小计 68280 120 68400 2845 5 2850 工业水 工业水 0.3 0.3 2048 120 2168 66232 66232 66232 66232 1366 60 1426 683 60 743

十 1 2

煤气站 工艺消耗水 设备循环水 小计 48 72 120 2 3 5 软化水 工业水 0.3 0.3 48 2 50 70 70 70 70 48 1 49 1 1

十一 1

化学水处理站 化水制备 小计 1920 1920 80 80 工业水 0.3 1920 1920 1440 1440 480 480


序 号 车间及用水设备名称 总 用水量 3 (m /d) 小时 水压 用水量 供水水质 (MPa) 3 (m /h)




给水量 (m /d)
3




排水量(m /d) 二次利用 及回用水 循环水 二次利 用及回 用水 损失 排至下水 道 排水 水质 备 注
3

生产水

生活水

循环水

十二 1

氧气站 设备冷却 小计 24000 24000 1000 1000 软化水 0.3 720 720 23280 23280 23280 23280 480 480 240 240

十三

硫酸车间 净化工段

1 2 3 4 5

稀酸板式换热器 高效洗涤器事故水 循环槽及安全封加水 电除雾器冲洗水 冲洗地面 干吸工段

5520 35 192 15 15

230

工业水 工业水 工业水 工业水 工业水

0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

5354

166 35 192 15 15

5354

110 35

55

192 15 15

污酸 含酸废 水 含酸废 水

6 7 8 9 10

干燥冷却器 一吸酸冷却器 二稀酸冷却器 成品酸冷却器 干吸循环槽工艺加水 SO2 风机房

7248 8808 3936 624 72

工业水 工业水 工业水 工业水 工业水

0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

217 264

7031 8544 3818 605 118 19 72

7031 8544 3818 605

145 176 79 12 72

72 88 39 6


序 号 11 车间及用水设备名称 总 用水量 3 (m /d) 576 27041 230 小时 水压 用水量 供水水质 (MPa) 3 (m /h) 工业水 0.3




给水量 (m /d)
3




排水量(m /d) 二次利用 及回用水 2 634 循环水 559 25911 二次利 用及回 用水 损失 12 641 排至下水 道 6 489 排水 水质 备 注
3

生产水 15 497

生活水

循环水 559 25911

SO2 鼓风机邮箱冷却 小计

十四 1 2

脱硫 生产用水 冲洗地面 小计 120 1 121 5 5 工业水 工业水 0.3 0.3 120 1 121 120 120 1 1 含酸废 水

十五

污酸污水处理站 生产用水 小计 80 80 100 156081 962 157043 生活水 0.3 6413 962 7375 100 146855 2713 146855 100 100 146855 2713 146855 6513 962 7475 2713 工业水 0.3 80 80 20 20 60 60 100 2713

十六

生活用水 合计 未预见水量(15%) 总计

6.2
6.2.1 电力

电力及电信

6.2.1.1 设计范围及设计依据 设计范围为新建 10 万 t/a 铅厂内的供配电、工艺设备的传动与控 制、照明、防雷及接地、电气节能、消防及安全等。 设计依据:本项目执行中国国家 (GB) 、相关行业(有色、 化工等) 等标准及规范。 6.2.1.2 电源 紧邻厂区新建一座 35/10kV 总降压变电所,为本铅厂提供 10kV 电源。35/10kV 总降压变电所另行委托设计,不在本次设计范围内。 6.2.1.3 用电负荷及性质 (1)用电负荷: 根据各专业提供的用电设备条件,用电负荷估算如下: 设备安装台数:1084 台,设备工作台数:1010 台;

设备安装功率:Ps 总=38641.2kW 设备工作功率:Ps 工作=33346.9kW 估算有功功率: Pjs=21659.7kW 估算无功功率: Qjs=8480.7kvar 估算视在功率: Sjs=23260.8kVA 年 有 功 电 能 消 耗 量 ( 未 计 入 余 热 发 电 量 ) : Wn=138658 × 10k-kWh 余热发电机组为 5.6MW,年发电量 33264k-kWh 详见《用电负荷估算汇总表》 。 其中包括:还原炉电热炉变压器 1 台,容量为 3000kVA;电解整 流变 1 台,容量约为 3500kVA;10kV 电动机:设备安装台数为 15 台,设备工作台数为 13 台;其它用电负荷电压为~380/220V。 全厂应急负荷的设备工作台数约为 11 台, 工作容量约为 780kW。 (2)负荷性质:

应急负荷为一级负荷,主要生产设备为二级负荷,其它辅助用电设 备为三级负荷。 一、二级负荷均采用双回路供电。三级负荷采用单回 路供电。 6.2.1.4 供配电方案 (1)供配电电压的选择 中压配电电压:~10kV,50Hz 低压配电电压:~380/220V,50Hz (2)供配电方案 根据工艺配置及用电负荷分布情况拟在总降压变电所、鼓风机空 压机房、SO2 风机房和氧气站分设 10kV 配电站,10kV 系统采用单母 线分段中间设联络开关的结线方式。 总降压变电所 10kV 配电站:主要为整流变压器、铅电解车间、 熔炼循环水站间等车间变电所供电,并为 SO2 风机房、鼓风机空压机 房和氧气站 10kV 配电站等提供 10kV 电源。余热发电在此两段 10kV

母线上并网,可以为该区域的 10kV 用电负荷直接供电。 鼓风机空压机房 10kV 配电站: 主要为 5 台 10kV 电机、 还原炉变 压器、以及鼓风机房空压机房、熔炼车间底吹收尘工段、熔炼车间还 原炉工段、煤气站等车间变电所提供 10kV 电源。 SO2 风机 10kV 配电站:主要为 3 台 10kV 电机,两台加热电炉变 压器,以及贵金属车间、硫酸车间、生产废水处理站变电所提供 10kV 电源。 氧气站 10kV 配电站:主要为 5 台 10kV 电机以及氧气站车间变电 所提供 10kV 电源。10kV、3700kW 的空气透平压缩机采用水电阻起动 装置。 (3)应急负荷的供配电方案: 在熔炼厂房附近设置一座柴油发电机房,负责给熔炼厂房余热锅 炉给水泵、 循环泵以及熔炼循环水站水泵等一级负荷供电。 另采用 EPS 不间断电源柜为底吹炉主驱动电机和还原炉主驱动电机单独供电。

6.2.1.5 谐波治理及无功补偿 各车间变电所低压侧均设置无功自动补偿成套装置。 在总降压变电所 10kV 母线上集中设无功补偿装置,使得全厂功 率因数提高到 0.92 以上。 采用无功补偿与谐波治理一体化自动补偿装置,针对各谐波源进 行处理,使得注入电网的各次谐波电流、电压含量达到国家标准要求。 6.2.1.6 装备水平 (1)工艺生产设备电气控制装备水平 工艺生产设备由计算机控制系统进行监控,并设置现场检修箱。 其它设备采用就地控制。 (2)主要电气设备装备水平 电气设备的选型原则是满足环境条件要求,具有安全认证、方便 维护和维修或免维护,可靠和安全稳定运行、技术经济合理等。 10kV 配电装置:10kV 开关柜选用户内金属铠装移开式开关设备

KYN28A-12,配真空断路器和微机综保。

变配电站直流操作电源: 10kV 配电站按一组蓄电池一套充电装置 配置。 继电保护及安全自动化系统: 10kV 配电站:10kV 综保装置为分散安装,设置通讯主机和监控 计算机,并设置“自动抄表系统” 。 10kV 开关柜选用具有五防功能开关柜。 配电变压器:选用 S11-M 系列全密封式(带膨胀散热器)电力变 压器或 SCB10 系列干式变压器。 低压开关柜:选用固定分隔式低压开关柜,柜内元器件选用合资 产品。 380V 电容补偿装置: 选用带串联电抗器的并联电容自动补偿成套 装置(带串联电抗器,全自动控制,晶闸管投切方式)。

变频器:380V 变频器选用合资产品。 (3)特殊环境的电气设备: 氧气站、煤粉制备、柴油间等有火灾及爆炸危险场所的电气设备 按《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058 选型;制酸区 域的电气设备按 《化工企业腐蚀环境电力设计规程》 HG/T20666 选型。 6.2.1.7 电气节能、消防及安全 电气节能:变配电所深入负荷中心,设置无功补偿装置,选用节 能型电气产品(如节能变压器、高效节能灯具和光源等) ,要求调速的 生产机械选用变频器。 电气消防:符合《建筑设计防火规范》GB50016、 《电力设备典型 消防规程》DL5027、 《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229、 《钢铁冶金企业设计防火规范》 GB50414、 《石油化工企业设计防火规 范》GB50160、 《火灾自动报警系统设计规范》GB50116 等相关规定 和要求。主要措施如下:油浸变压器室的耐火等级为一级;其它为二

级;油浸变压器下面设置储存变压器全部油的事故储油设施,并在 10kV 配电站设置火灾报警、应急照明等系统。电缆工程消防设计符合 《电力工程电缆设计规范》GB50217 中“7 电缆防火与阻止延燃”的 规定。 电气安全:建(构)筑物(含可燃气体管道、烟囱、室外金属储 罐等)的雷电防护措施(防直击雷,防雷电波侵入,防雷电感应)和 降低雷击电磁脉冲干扰措施(如屏蔽、线路敷设、等电位联接及接地、 装设电涌保护器)等符合《建筑物防雷设计规范》GB50057。防电击 和防触电措施:低压配电采用 TN-S 系统;电气设备的布置应满足带 电设备的安全防护距离要求,设置必要的隔离防护(装设栅栏和遮栏) 和防止误操作措施;设置必要的防静电、保护接地、工作接地、等电 位联接等措施;加强设备绝缘和防护等级;防触电 I 类设备与接地的 PE 线连接和设置防护电器(如过电流防护器、RCD) ,Ш 类设备采用 SELV 安全特低电压供电。

表 6-1《用电负荷估算汇总表》

表 6-1
序号 一 1 1.1 1.2 1.3 1.4 2 2.1 2.2 2.3 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 6 7 8 9 10 受电设备名称 鼓风机空压机房-10kV 配电站 鼓风机房空压机房变电所 原料仓及配料系统 鼓风机空压机房 鼓风机房及粉煤制备循环水 站 化学水处理站 底吹收尘变电所 底吹熔炼车间 底吹余热锅炉 底吹炉收尘收砷工段 还原炉工段变电所 还原炉烟化炉熔炼车间 还原炉余热锅炉房 烟化炉余热锅炉房 还原炉收尘工段 烟化炉收尘工段 成品库及氧化锌仓库 煤气站变电所 煤气站 粉煤制备车间 综合仓库 余热发电站 生产水加压泵房 余热发电站循环水站 离心鼓风机 螺杆式空气压缩机 熔炼离心通风机 熔炼离心通风机 还原炉变压器 共计: 53 23 5 10 15 140 33 61 46 274 39 61 61 57 55 1 74 26 14 3 9 12 10 1 2 1 1 1 547 49 23 5 6 15 140 33 61 46 270 39 59 59 57 55 1 70 26 14 3 9 8 10 1 2 1 1 1 535 928.8 403.9 184.9 151.5 188.6 1804.1 334.3 443.7 1026.2 2354.3 558.8 443.7 611.7 281.5 451.8 6.9 2569.4 677.0 449.9 39.5 248.6 331.5 822.9 1000.0 500.0 355.0 450.0 3000.0 12961.7 数量(台) 总的 工作的 总的

《用电负荷估算汇总表》
设备功率(kW) 工作的 cosφ tgφ 需要系数 Ko 计算负荷 kW kvar kVA 最大负载利 用小时数 Tn 年耗电量 k-kWh 变压器容量

858.3 403.9 184.9 81.0 188.6 1804.1 334.3 443.7 1026.2 1910.3 558.8 263.7 347.7 281.5 451.8 6.9 2413.4 677.0 449.9 39.5 248.6 175.5 822.9 1000.0 500.0 355.0 450.0 3000.0 12291.2

0.92

469.5 174.5 136.5 61.5 143.7

205.2 91.4 104.1 45.5 106.6 414.6 225.3 265.3 517.3 434.6 408.1 157.3 197.8 163.4 222.3 3.6 697.1 380.8 260.5 22.1 140.2 73.1 461.8 600.0 300.0 213.0 270.0 2448.5 5583.1

512.4 197.0 171.6 76.5 178.9 1170.6 302.7 433.6 837.6 1226.4 533.0 253.6 321.1 256.4 347.0 4.1 1759.2 632.6 432.1 33.7 234.9 121.1 769.3 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 4800.0 10228.3 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0

3394.6 1134.1 887.1 399.8 933.8 7915.3 1313.4 2229.2 4281.4 8291.4 2228.9 1293.2 1644.2 1284.8 1731.3 13.5 11678.6 3283.8 2240.7 164.8 1225.3 628.1 3999.0 5200.0 2600.0 1846.0 2340.0 11520.0 54785.9

2×500kVA

0.94

1094.7 202.1 343.0 658.7

2×1250kVA

0.94

1146.8 342.9 199.0 253.0 197.7 266.4 2.1

2×1250kVA

0.92

1615.2 505.2 344.7 25.4 188.5 96.6 615.2

2×1600kVA

0.80 0.80 0.80 0.80 0.70

0.75 0.75 0.75 0.75 1.02

0.80 0.80 0.80 0.80 0.80

800.0 400.0 284.0 360.0 2400.0 8570.2

续表 6-1
序号 二 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3 3.1 3.2 4 5 6 7 受电设备名称 SO2 鼓风机房-10kV 配电站 硫酸车间变电所 净化工段 干吸工段 转化工段 酸库 中心化验室 烟气脱硫 硫酸车间循环水站 贵金属车间变电所 贵金属车间 贵金属车间循环水 贵金属车间收尘 柴油间 污酸污水处理 生产废水处理站变电所 生产废水处理站 初期雨水收集池 SO2 鼓风机 制酸转化 1#开工电炉 制酸转化 2#补热电炉 增压风机 共计: 三 1 1.1 氧气站-10kV 配电站 氧气站及 10kV 配电站变电所 氧气站及 10kV 配电站 24 15 21 13 2570.6 2002.7 1670.6 1262.7 126 15 15 4 6 24 50 12 185 44 8 59 8 66 45 38 7 2 1 1 1 361 106 11 10 4 4 24 43 10 167 44 5 59 8 51 38 32 6 1 1 1 1 315 2632.35 580.9 767.0 41.9 161.4 121.5 451.7 508.0 1680.7 519.0 327.0 287.1 52.5 495.1 817.1 730.1 87.0 2500.0 1080.0 540.0 250.0 9500.1 数量(台) 总的 工作的 设备功率(kW) 总的 工作的

《用电负荷估算汇总表》
cosφ tgφ 需要系数 Ko 计算负荷 kW kvar kVA 最大负载利 用小时数 Tn 年耗电量 k-kWh 变压器容量

1798.15 412.4 407.0 41.9 87.4 121.5 385.0 343.0 1425.0 519.0 171.0 287.1 52.5 395.5 643.6 586.6 57.0 1250.0 1080.0 540.0 250.0 6986.7

0.92

1198.9 302.5 297.1 23.0 64.5 87.9 284.4 258.8

514.3 218.2 226.3 22.0 48.3 57.9 214.1 192.9 349.5 313.0 96.2 160.6 30.0 221.7 186.4 329.5 31.7 750.0 648.0 324.0 150.0 2922.2

1304.5 373.0 373.5 31.8 80.6 105.2 355.9 322.7 1005.3 476.8 160.3 264.8 51.3 370.1 477.2 549.7 53.4 6500.0 6500.0 6500.0 72.0 720.0 6500.0 5857.7 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 5500.0 6500.0 6500.0

7063.4 1966.0 1930.8 149.3 419.4 483.2 1848.4 1681.9 6815.5 2338.1 833.6 1368.6 270.6 1926.2 3176.4 2859.7 279.5 6500.0 62.2 311.0 1300.0 25228.5

2×1250kVA

0.94

942.6 359.7 128.3 210.6 41.6 296.3

2×1000kVA

0.92

439.3 440.0 43.0

1×630kVA

0.80 0.80 0.80 0.80

0.75 0.75 0.75 0.75

0.80 0.80 0.80 0.80

1000.0 864.0 432.0 200.0 5076.8

1×1000kVA+ 1×630kVA

0.92

1139.9 949.3

468.9 391.5

1232.6 1026.9 6500.0

8242.1 6170.3

2×1250kVA

续表 6-1
序号 1.2 3 4 5 受电设备名称 氧气站循环水站 空气透平压缩机组 氧气透平压缩机 氮气压缩机 共计: 四 1 2 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 总降压直供变电所 铅电解车间变电所 铅电解整流变压器 熔炼循环水站变电所 铜浮渣处理车间 铜浮渣反射炉收尘 熔炼循环水站 铜浮渣及电解循环水站 水淬循环水站 共计: 五 10kV 负荷总计: 计入同时系数 0.9,0.95 补偿 补偿后 变损 折至 35kV 侧 七 八 余热发电量 计入余热发电总电耗 1 1 5600.0 5600.0 85 1 61 11 10 16 12 12 147 1084 85 1 49 11 10 10 8 10 135 1010 1998.3 3500.0 2210.6 225.0 85.2 358.5 304.5 1237.5 7708.9 38641.2 1998.3 3500.0 1550.1 225.0 85.2 195.5 167.0 877.5 7048.4 数量(台) 总的 9 1 3 1 29 工作的 8 1 2 1 25 设备功率(kW) 总的 567.9 3700.0 1650.0 550.0 8470.6 工作的 407.9 3700.0 1100.0 550.0 7020.6

《用电负荷估算汇总表》
cosφ tgφ 需要系数 Ko 计算负荷 kW 304.0 0.85 0.90 0.90 0.62 0.48 0.48 0.80 0.80 0.80 2960.0 880.0 440.0 5419.9 kvar 228.4 1834.4 426.2 213.1 2942.6 6167.2 kVA 380.2 最大负载利 用小时数 Tn 6500.0 6500.0 6500.0 6500.0 年耗电量 k-kWh 1975.9 19240.0 5720.0 2860.0 36062.1 变压器容量

0.92 0.70 0.92 1.02 0.80

1163.7 2800.0 1035.7 156.7 62.0 148.1 124.7 647.1 4999.4 24066.3 21659.7

509.7 2856.6 428.7 128.8 47.6 109.9 93.7 487.5 3794.9 15242.8 14480.7 6000.0

1270.4 7500.0 1120.9 202.9 78.2 184.5 156.0 810.2 6276.6 28487.4 26054.4 5500.0 5900.0 6500.0 6500.0 6500.0

9693.6 21000.0 7294.6 862.0 366.0 962.8 810.7 4205.9 37988.3 154064.8 138658.3

2×1250kVA 1×3500kVA 2×1000kVA

33346.9

21659.7 232.6 0.92 0.80 0.75 0.75 21892.3 4200.0

8480.7 1163.0 9643.7 3150.0

23260.8 8000.0 23922.2 5250.0 7920.0 1860.9 140519.2 33264.0 107255.2

2×16MVA (73%)

6.2.2 电信 为满足冶炼厂生产管理和对内对外通信联络的需要,通信系统电信 及弱电部分的设计包括以下内容: (1)内部生产调度通信系统 (2)计算机网络及综合布线系统 (3)工业电视监控系统 (4)消防报警系统 (5)厂区通信线路 6.2.2.1 内部生产调度通信系统 厂区设置 200 门程控内部通信交换机,该系统不必设置值班员, 在厂调度室、冶炼主控室设置调度键盘,所有用户终端均根据使用场 所分别设置办公用终端、工业型终端。各终端间可随意实现点对点呼 叫、组呼、会议等多种通话方式,在紧急状态下,调度员可强行插入 正在通话的用户,进行指挥调度。

系统结构上采用模块叠加、信令方式灵活、是适用于现在和面向 未来发展的综合业务交换系统,其各项技术指标均遵循国际电信联盟 颁布的技术规范。系统可经中继接口与外网连接。 为解决熔炼车间各工序之间频繁联络的需要,配置多信道无线对 讲机,不同工序占用不同信道,同一信道内一呼百应。 6.2.2.2 计算机网络及综合布线系统 为体现现代化企业的风貌,整个厂区建立计算机局域网络系统。 在此网络物理平台上,企业可以根据需要设置智能化信息管理系统, 将全厂的生产过程控制系统 (DCS) 、 程序控制系统 (PLC) 、 财务管理、 库房管理以及办公自动化系统的全部数据、图像和报表均在此系统内 综合、传输和管理,这样不仅能实现厂区内部资源共享及多媒体信息 服务,还可通过电信专用网线与 Internet 网连接,实现厂区内部与外 部的交互式服务,提高工作效率。 在已搭建的网络基础上还可通过增加软件编程实现企业的管控一

体化(EMS),为企业决策者进行生产管理、原材料供需、降低水电气的 消耗、制定发展目标及规划提供科学依据。 信息网络交换中心及电话交换机房设于厂办公楼内,占用面积 40 平米,用于放置网络核心交换机、程控交换机、服务器、配线设备及 备用电源等设备。 骨干网采用千兆星形连接,桌面为百兆端口。 整个厂区主干线路采用光缆及大对数通信电缆,各车间内部配置 汇聚层交换机或接入层交换机及电话分线设备,网络配线采用超五类 综合布线系统。 6.2.2.3 工业电视监控系统 闭路电视监控系统是为生产指挥及主要领导人员更直观准确的指 挥生产及了解生产概况而设立的。 设计在配料系统、氧气底吹熔炼、还原炉、烟化炉、粉煤制备、 铜浮渣处理、精炼、贵金属车间、电解车间等相关部位设置摄像机,

采集现场实时画面, 将图像信号实时传送到主控室及总调度室, 总调 度室设置数字监控主机、 操作台、 大容量硬盘录像机、 数字传输系统, 以便调度员直观的指挥生产作业情况。同时,通过分控,领导可以任 意调出各车间画面、观看现场生产工作情况。系统可对各现场画面 实时录像,以备日后调用。在贵金属车间设监控安检门。 总调度室设于厂办公楼内,面积不少于 60 平米,内设大屏幕显示 器等设备。 6.2.2.4 消防报警系统 在主控室、仪表控制室、变配电室及主要车间变电所设消防报 警控制器及极早期火灾报警系统,系统采用空气采样方式探测空气 中的烟尘粒子,具有很高的灵敏度,光电感烟感温探测器也可以及 时发现火情,采用以上两种消防报警设备能有效地保护生产及管理 的心脏部位。 消防报警中心设于厂办公楼内,面积 20 平方米。

6.2.2.5 厂区通信线路 厂区通信线路主要依托综合管桥敷设,没有综合管桥的地方采用 地下埋设或沿建筑物墙壁敷设。主要用材为单模光缆、大对数通信电 缆及高强度桥架。厂区内部通信线路使各主要车间紧密地联系在一起, 以便根据需要传输语音、数据和图像。 厂区对外的通信线路由投资方与当地电话、网络运营商协商解决, 不包括在本设计内。
表 6-2
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

电话、网络、监控、对讲用户一览表
设置地点 电话 2 10 5 3 2 3 3 5 2 5 10 2 2 网络 2 5 3 2 2 2 2 2 2 5 5 2 2 2 2 2 2 3 对讲机 工业电视监控点 2 10 2 2 2 2 2 2 2 2 5 2 7 7 10 备注

原料仓及配料 氧气底吹熔炼车间 还原炉熔炼工段 电解精炼火法工段 鼓风机空压机房及 10KV 配电站 铜浮渣处理车间 粉煤制备车间 贵金属车间 柴油库 铅电解车间 中心化验室 净化工段 干吸工段

14 15 16 17 18 19 20

转化工段 硫酸综合楼 脱硫厂房 二氧化硫鼓风机房及 10KV 配电站 硫酸循环水泵房 化学水处理站 污酸污水处理

2 10 2 2 2 2 2 2 2 5

2 2

2

续表 6-2
序号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 酸库 氧气站 煤气站

电话、网络、监控、对讲用户一览表
设置地点 电话 2 3 3 2 3 6 2 2 2 50 151 2 6 2 2 2 50 111 1 10 53 3 网络 2 2 2 对讲机 工业电视监控点 1 2 2 2 2 2 2 2 2 3 63 备注

柴油发电机房 余热发电站 总降压变电所及配电系 统 成品库及氧化锌仓库 综合仓库 汽车衡 厂办公楼 合计

6.3
6.3.1 设计原则

自动化控制

本专业的设计是根据工艺专业提出的要求,参考国内铅冶炼厂的 运行经验及设计方案确定的,设计中分别设置了必要的检测及控制回 路。设计原则是对于生产过程中的主要工艺参数进行检测,以便于生

产操作及管理;对于生产过程中的重要工艺参数设置必要的自动调节 系统实现自动控制;对于能引起设备或人身事故的工艺参数限定在安 全的范围内,或设置越限报警,确保生产安全。 6.3.2 设计范围 自动化仪表专业的设计范围,主要包括如下工艺流程的检测和自 动控制: 设计范围包括精矿配料车间、熔炼主厂房(包括熔炼炉、余热锅 炉、收尘等) 。还原炉系统(包括还原炉、还原炉余热锅炉及收尘系统。 烟化炉、烟化炉余热锅炉及收尘系统等) 。硫酸车间及烟气脱硫系统, 铅电解车间、铜浮渣选矿车间、贵金属车间、鼓风机空压机房、氧气 站、煤粉制备车间、煤气站、化学水处理站、污酸污水处理车间、余 热发电车间、各循环水系统等。 6.3.3 控制方式 本设计全厂采用集中和现场控制两种方式。根据工艺专业的配置

和生产操作的要求,分为集中控制室和现场仪表控制室。 6.3.3.1 集中控制室 集中控制仪表室包括底吹熔炼、还原系统仪表控制室、硫酸仪表 控制室、氧气站仪表控制室、烟化炉仪表控制室。控制室的土建、通 风标准均应符合院标 YSB05001-87 《电力和仪表控制室建筑设计的技 术规定》一级标准设计。 6.3.3.2 现场控制室 现场仪表控制室包括铅电解车间、铜浮渣选矿车间、贵金属车间、 煤粉制备车间控制室、煤气站、各循环水泵房仪表控制室以及化学水 处理站控制室、污酸污水处理站仪表控制室、余热发电站仪表控制室 等。控制室的土建、通风标准均应符合院标 YSB05001-87《电力和仪 表控制室建筑设计的技术规定》二级标准设计。 6.3.4 仪表装备水平及选型 仪表装备水平及选型的确定主要根据被控对象的工艺特性和企业

管理的要求。基于以上两点,本设计采用计算机控制系统和常规仪表 相结合的设计方案。 6.3.4.1 计算机控制系统 在底吹熔炼炉仪表控制室、硫酸仪表控制室、还原炉系统仪表控 制室、烟化炉仪表控制室、氧气站仪表控制室及煤粉制备车间仪表控 制室、煤气站仪表控制室、铅电解车间仪表控制室、铜浮渣选矿车间 仪表控制室、贵金属仪表控制室、化学水处理站仪表控制室、污酸污 水处理站和余热发电站仪表控制室都采用计算机控制系统控制。在这 些车间中,控制检测点和电动设备比较多,比较集中,采用计算机控 制系统能够充分利用其各种性能,提高生产效率和生产管理水平,计 算机控制系统具有如下特点: (1)分散控制:控制功能分散,从而危险分散,提高了系统的可 靠性。 (2) 系统构成采用模块化结构, 易于扩充, 提高了使用的灵活性。

(3)高速数据通讯网络的使用,使整个系统信息共享,提高了信 息的流通性。 (4)控制功能齐全控制算法丰富,新型控制规律的引用,提高了 系统的可靠性。 (5)方便的人机对话,丰富的显示画面。 (6)系统功能强可方便地通过组态实现各种不同的控制方案,具 有图形显示,历史趋势曲线显示功能,报警功能等。 (7)具有事故报警,手操单元后备措施,冗余化措施,提高了系 统的安全性。 (8)具有完善的软硬件自诊断措施,故障的自动检测技术。 (9)信息集中管理,提高了控制管理的综合能力和管理水平。 6.3.4.2 常规仪表 在其它的仪表控制室如循环水系统仪表控制室等采用常规仪表控 制和检测,这些被控对象均为辅助工艺流程,检测和控制回路比较少,

比较分散,设计采用常规仪表。 6.3.4.3 生产厂家配套仪表
氧气站及发电车间部分检测和控制仪表由设备生产厂家配套提供。

6.3.4.4 一次仪表和调节阀 一次检测仪表和调节阀门采用进口产品或引进技术生产的合资产 品。 6.3.5 仪表供电供气 6.3.5.1 仪表供电 仪表电源由电力专业提供,每个集中控制室需要两路 220V 交流 电源,其余每个控制室需要一路 220V 交流电源。 6.3.5.2 仪表供气 仪表的供气采用压缩空气,经净化干燥后,送到用气车间。压力 要求为:0.5~0.8MPa。露点为:低于当地最低温度 10℃。含油:≤ 8ppm,含尘:≤1mg/NM3。 6.3.6 消防控制系统

在集中控制室等要安装消防报警系统。 6.3.7 说明 有关工艺设备生产厂家配套仪表的自动化水平,应与本设计的自 动化水平相当。仪表的选型也应遵守以上原则。便于使用与维护。 设立仪表维修车间,负责全厂自动化仪表和计算机控制系统的维 修和维护工作。

6.4

热工及辅助生产系统

本工程中,热工专业设计范围为底吹炉余热锅炉房、还原炉余热 锅炉房、烟化炉余热锅炉房、氧气站、化学水处理站、余热发电站及 煤气站。 6.4.1 余热锅炉 在氧气底吹熔炼炉、还原炉和烟化炉后各设置 1 台余热锅炉,用 于冷却底吹炉、还原炉和烟化炉排出的高温烟气,部分回收金属烟尘, 为后部收尘创造条件,余热锅炉产生的饱和蒸汽用于余热发电。

余热锅炉工作压力参数是根据工艺专业烟气条件中 SO2、SO3、 H2O 含量而确定的,由于底吹熔炼炉、还原炉和烟化炉余热锅炉烟气 条件不同,同时余热发电机组入口处蒸汽压力参数要求相同,故将还 原炉和烟化炉余热锅炉工作压力提高至 4.0MPa。 6.4.1.1 底吹炉余热锅炉烟气条件 锅炉进口烟气量 锅炉进口烟气温度 烟气成份(体积%):
SO2 11.725 SO3 0.239 CO2 1.508 N2 55.645 O2 15.403 H2O 15.48

23084Nm3/h 900±100℃

烟气含尘量

167g/m3

6.4.1.2 余热锅炉主要技术参数 锅炉蒸发量 锅炉:工作压力 蒸汽温度 10.5~12.5t/h 4.0MPa 251.8℃

给水温度 锅炉排烟温度

104℃ 360±20℃

6.4.1.3 还原炉余热锅炉烟气条件 锅炉进口烟气量 锅炉进口烟气温度 烟气成份(体积%):
SO2 0.056 CO2 22.764 N2 59.075 O2 6.365 H2O 11.74

10080Nm3/h 1200±100℃

烟气含尘量

211g/m3

6.4.1.4 余热锅炉主要技术参数 锅炉蒸发量 锅炉:工作压力 蒸汽温度 给水温度 锅炉排烟温度 7~9t/h 4.0MPa 251.8℃ 104℃ 360±20℃

6.4.1.5 烟化炉余热锅炉烟气条件 锅炉进口烟气量 锅炉进口烟气温度 烟气成份(体积%):
SO2 0.042 CO2 12.922 CO 1.038 N2 76.352 O2 4.678 H2O 4.97

27780Nm3/h 1200±100℃

烟气含尘量

83.3g/m3

6.4.1.6 余热锅炉主要技术参数 锅炉蒸发量 锅炉:工作压力 蒸汽温度 给水温度 锅炉排烟温度 6.4.1.7 锅炉水质要求 锅炉给水经过除盐处理,并进行除氧: 20~23t/h 4.0MPa 251.8℃ 104℃ 360±20℃

给水水质: 硬度 溶解氧 铁 铜 二氧化硅 油 pH 值 6.4.1.8 余热锅炉结构 底吹炉余热锅炉由上升烟道、下降烟道、辐射冷却室和对流区四 部分组成。锅炉采用强制循环,露天布置。受热面管束均为φ 38×4 的 无缝钢管。 底吹炉余热锅炉上升烟道底部与氧气底吹熔炼炉烟气出口相接, 它是由膜式水冷壁结构的受热面组成,管子间距为 80mm。上升烟道 ≤2.0 ≤15 ≤50 ≤10 ≤20 mol/L g/L g/L g/L g/L

≤1mg/L 8.8~9.2

底部设有用于熔炼炉转动时烟气密封的香蕉形受热面,受热面上设有 事故烟道。上升烟道直段高度较高,烟气中熔融状态下的烟尘可借助 于重力作用流向并沉降到熔炼炉内,从而减轻后部受热面上的积灰。 上升烟道出口烟气温度约为 750~780℃。 上升烟道是余热锅炉的前置 受热面。 底吹炉余热锅炉辐射冷却室和对流区水平布置, 辐射冷却室和 对流区外壁是由膜式水冷壁结构的受热面组成,管子间距为 100mm 。烟气通过辐射冷却室后进入对流区,对流区内部沿烟气 流向依次布置了凝渣管屏和对流管束。 凝渣管屏和对流管束均由锅 炉钢管弯制。 烟气通过对流区后温度降到约为 360℃后排出余热锅 炉进入收尘系统。 还原炉余热锅炉由上升烟道、下降烟道、辐射冷却室和对流区四 部分组成。锅炉采用强制循环,露天布置。受热面管束均为φ 38×4 的 无缝钢管。

还原炉余热锅炉上升烟道底部与还原炉烟气出口相接,它是由膜 式水冷壁结构的受热面组成,管子间距为 80mm。上升烟道底部设有 用于熔炼炉转动时烟气密封的香蕉形受热面,受热面上设有事故烟道。 上升烟道直段高度较高,烟气中熔融状态下的烟尘可借助于重力作用 流向并沉降到熔炼炉内,从而减轻后部受热面上的积灰。上升烟道出 口烟气温度约为 750~800℃。上升烟道是余热锅炉的前置受热面。 还原炉余热锅炉辐射冷却室和对流区水平布置,辐射冷却室和 对流区外壁是由膜式水冷壁结构的受热面组成,管子间距为 100mm 。烟气通过辐射冷却室后进入对流区,对流区内部沿烟气 流向依次布置了凝渣管屏和对流管束。 凝渣管屏和对流管束均由锅 炉钢管弯制。 烟气通过对流区后温度降到约为 360℃后排出余热锅 炉进入收尘系统。 烟化炉余热锅炉由上升烟道、辐射冷却室和对流区三部分组 成。锅炉采用强制循环,露天布置。受热面管束均为 φ 38 ×4 的无

缝钢管。 烟化炉余热锅炉上升烟道底部与烟化炉烟气出口相接,它是由膜 式水冷壁结构的受热面组成,管子间距为 80mm。辐射冷却室和对流 区水平布置,辐射冷却室是由膜式水冷壁结构的受热面组成,管子间 距为 80mm。烟气通过辐射冷却室后进入对流区,对流区外壁为全膜 式壁结构,管子间距为 100mm,内部沿烟气流向依次布置了凝渣管 屏和对流管束。凝渣管屏和对流管束均由锅炉钢管弯制。烟气通过对 流区后温度降到约为 360℃后排出余热锅炉进入收尘系统。 底吹炉余热锅炉锅筒布置在锅炉+36.00m 平台上。 还原炉余热锅炉锅筒布置在锅炉+33.50m 平台上。 烟化炉余热锅炉锅筒布置在锅炉付跨+9.20m 平台上。 余热锅炉炉墙均采用膜式水冷壁结构,由锅炉钢管和扁钢焊制而 成,使锅炉具有良好的气密性。 余热锅炉均设有清灰装置,可以及时有效地清除受热面的积灰,

保证余热锅炉的正常运行。 余热锅炉灰斗下部装有埋刮板除灰机,余热锅炉中沉降下来的烟 尘和清灰装置清理下来的灰渣由除灰机送至收尘专业集中运输。 锅炉炉体支吊在钢架上,钢架由型钢加工制成。 6.4.2 余热锅炉房 6.4.2.1 余热锅炉房热力系统 原水经除盐处理后,送至余热锅炉房内的除氧器,脱除水中的氧气 后贮存在除氧水箱。除氧水由给水泵送入余热锅炉锅筒,在锅筒中与 炉水混合后通过下降管进入热水循环泵。经热水循环泵加压后的循环 水送到余热锅炉各受热面,在受热面中加热后返回锅筒。返回锅筒的 汽水混合物在锅筒中进行汽水分离,分离出来的水继续循环,饱和蒸 汽引出锅筒,进入厂区管网,送至余热发电站。 6.4.2.2 余热锅炉房配置 底吹炉余热锅炉房±0.00 层设有定期排污扩容器、热水循环泵、

锅炉给水泵等。余热锅炉房+4.90m 层设有磷酸盐加药装置、取样冷 却器、化验室等,+9.80m 层设有除氧器及除氧水箱。 余热锅炉房+36.00m 层设有汽包; 余热锅炉水平段布置在+24.50m 层。 还原炉余热锅炉房±0.00 层设有定期排污扩容器、热水循环泵、 锅炉给水泵等。余热锅炉房+9.00m 层设有磷酸盐加药装置、取样冷 却器、化验室等,+12.50m 层设有除氧器及除氧水箱。 余热锅炉房+33.50m 层设有汽包; 余热锅炉水平段布置在+22.00m 层。 烟化炉余热锅炉间±0.00 层设有定期排污扩容器、热水循环泵、 锅炉给水泵等。余热锅炉间+4.50m 层设有磷酸盐加药装置、取样冷 却器、化验室等,+9.20m 层设有除氧器及除氧水箱。 烟化炉余热锅炉钢架+21.60 层设有汽包; 烟化炉余热锅炉水平段布置在+9.20 层。

6.4.2.3 主要辅助设备选型 (1)底吹炉余热锅炉房 热水循环泵 除氧器 给水泵 Q=360m3/h Q=20m3/h Q=15m3/h H=54m V=10m3 H=600m 1套 2台 1台 2台

单元组合加药装置 Q=60L/h (2)还原炉余热锅炉房 热水循环泵 除氧器 给水泵 Q=360m3/h Q=15m3/h Q=12.5m3/h

H=54m V=10m3 H=600m 1套

2台 1台 2台

单元组合加药装置 Q=60L/h (3)烟化炉余热锅炉房 热水循环泵 除氧器 Q=575m3/h Q=30m3/h

H=54m V=15m3

2台 1台

给水泵

Q=25m3/h

H=600m 1套

2台

单元组合加药装置 Q=60L/h 6.4.3 氧气站 6.4.3.1 概述

底 吹 炉 氧 气 消 耗 量 为 4115.4m3/h , 还 原 炉 氧 气 消 耗 量 为 1647.9m3/h,氧气纯度≥95%,氧气使用压力为 1.4MPa;底吹炉氮 气消耗量约为 900m3/h,还原炉氮气消耗量约为 1440m3/h,氮气纯 度≥95%,氮气气使用压力为 1.4MPa。根据工艺用气量,新建一套深 冷空分装置,规模为氧气 6500m3/h,氮气 3000m3/h。 6.4.3.2 工艺流程简述 本装置为分子筛净化空气,空气增压,带增压高、低温透平膨胀 机,低温膨胀空气进下塔的内压缩流程。 原料空气在吸入过滤器中去除灰尘及机械杂质后,进入空气透平压 缩机中加压。

被空压机压缩后的高温高压空气首先进入空气冷却塔中,被分别 来自循环水系统的冷却水及冷冻水冷却。冷却后的空气进入两台交替 使用的分子筛吸附器中。通过分子筛


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