烟化炉

烟化炉烟化法是把空气和粉煤吹入烟化炉内含锌的铭渣中。使熔渣中的氧化锌还原成锌蒸气挥发出来，在炉内上部空间被吸入的空气再氧化成氧化锌，并以粗氧化锌粉形态被收集，中国云南会泽铅锌矿采用粉矿压团、炼铅鼓风沪还原法产出祖铅、炉渣烟化炉烟化产出含锗氧化锌、用湿法炼锌方法生产金属锌和锗，处理含锌8%-15%、铅3%-5%、锗0.003%-0.0045%的氧化锌矿生产金属锌和锗。设计年生产能力为电锌12000t，粗铅5000t，烟化炉挥发率：铅96%，锌99.21%，锗99.1%，粗氧化锌含锌60%、铅11%-14%、锗0.03%-0.04% 。

在工业生产中，根据工艺流程的需要，很多情况下会生产不连续、不稳定的蒸汽或饱和蒸汽，如钢铁行业的炼钢转炉、炼钢电炉，炼锌的沸腾炉、漩涡炉，以及烟化炉等。这些蒸汽的参数较低，品质较差，采用常规的汽轮机效率很低，且容易发生水蚀；如果采用饱和蒸汽汽轮机结合蓄热式饱和蒸汽稳流系统技术，可以使发电系统正常运行，不受末级叶片水蚀和干度的限制，可充分利用非稳态的余热资源。

以钢铁转炉为例，国内有千余座转炉，如全部采用非稳态余热回收及饱和蒸汽发电技术，总装机容量可达75 万kW 左右。按照推广比例为20%估计，总装机容量约为150MW，总投资7 亿元，年节约标煤40 万吨。

对于铜冶炼行业，我国每年铜产量约为400 万吨左右，且保持持续增长，按照年产10 万吨铜的冶炼厂可配套一个8MW 的余热电站计算，整个市场容量可达320MW 左右，若余热发电推广20%，则容量约为64MW，总投资约3 亿元，年节约标煤17 万吨。

针对现有氧化锌烟尘氟氯脱除存在效率低、能耗高、污染严重等工艺难题，以铅锌冶炼中间产物-烟化炉高铅氧化锌烟尘、锌浸出渣回转窑挥发氧化锌烟尘、锌浮渣、含氯铜渣为研究对象，提出了微波焙烧氧化锌烟尘选择性脱除氟氯新技术，研究结果如下： （1）建立的火焰原子吸收法间接测定氧化锌烟尘中微量氯新方法，测定过程简单快速，具有干扰少、选择性好、加标回收率高、测定结果准确和可靠等优点。 （2）基于谐振腔微扰法原理建立的冶金颗粒物料的高温介电特性测试平台，测量了氧化锌烟尘物料在室温-600℃之间的介电参数；研究了温度、密度等物理参量对氧化锌烟尘介电特性的影响规律，结果表明卤化物的吸波特性优于氧化锌等基体物料，为微波焙烧氧化锌烟尘选择性脱氟氯奠定理论基础。 （3）基于COMSOL多物理场软件，动态仿真温度、微波加热时间、动态物料、不同介电特性、多源馈口等工艺参数对腔体及氧化锌烟尘微波能量吸收效率的影响；提出了基于遗传算法的馈口反射功率优化方法，基于仿真结果开发了微波焙烧高温反应装置。 （4）针对四种物料，研究了焙烧温度、保温时间、空气流量和搅拌速度等工艺对脱氟氯的影响，利用响应曲面法对主要影响因素进行了优化设计，获得了优化工艺参数；系统研究了微波场中氧化锌烟尘氟、氯组元迁移的影响规律，对微波焙烧后的产物进行物相分析和微观结构分析，发现在空气气氛下，强吸波的铅锌卤化物吸收微波被直接加热快速挥发，部分卤化物与O2和H2O发生氧化反应转化为HCl和Cl2气体溢出，进而表明氟氯的脱除主要是由铅锌卤化物的高温挥发、氧化转化挥发等过程组成。 （5）对氧化锌烟尘中氯化的物挥发反应进行了动力学研究，计算得到的指前因子、活化能和机理函数表明550℃-650℃时，在微波焙烧条件下氯化物易发生挥发反应实现其脱除。 通过项目实施，共撰写论文23篇，发表16篇，已被SCI、EI收录10篇；录用待刊4篇（SCI刊源3篇，EI刊源1篇）；投稿3篇，均为SCI刊源。申请专利11项，授权4项，公开7项。组织国内学术会议2次；参加国内外学术交流7次，大会特邀报告4次，主讲报告1次。项目负责人获云南省技术和学术带头人后备人才，云南省政府特殊津贴，获第一届全国有色金属优秀青年科技工作者称号。共培养研究生9名，2名获博士学位，6名获硕士学位。