Модернизация системы газоочистки печи Калдо драгметального цеха БМЗ

ООО «Химтехнология», г.Екатеринбург. Югай Феликс Сергеевич, Главный технолог, к.т.н., Бакиров Альфит Рафитович, зам.Главного технолога, к.т.н.,Фоменков Кирилл Викторович,руководитель проекта, Ситдикова Юлия Рафильевна, инженер-технолог, Рудакова Мария Владимировна, инженер-технолог

ТОО «Корпорация Казахмыс»,Управление комплексной переработки техногенного сырья, г.Балхаш. Оспанов Ержан Арыстанбекович, Шахалов Александр Александрович, Касымханов Бауыржан Аманбекович.

Драгметальный цех Балхашского медеплавильного завода (далее ДМЦ БМЗ) построен по проекту шведской фирмы Болиден и запущен в 1997г. Готовая продукция – золото в слитках (99,99% Аu) и серебро в гранулах и слитках (99,99%Ag). В качестве попутной продукции выпускается селен черновой, теллурид меди и платино-палладиевый концентрат. Исходным сырьем производства является анодный шлам электролиза меди. Основной технологический аппарат – роторнонаклонная плавильная печь Калдо, в которой последовательно проводятся процессы плавления, восстановления и конвертирования с получением золото-серебрянного сплава Доре.

В технологической схеме ДМЦ отделение очистки газа предназначено для очистки от пыли и возгонов технологического газа, поступающего от плавления медеэлектролитных шламов и оборотных материалов в печи Калдо. В ходе мокрой очистки газа происходит улавливание селена из газовой фазы в промывной циркуляционный раствор, который в дальнейшем направляется в секцию выделения чернового селена.

Технологические газы после охлаждения до температуры ~600°С в водоохлаждаемом газоходе проходят систему мокрой очистки. Полученную пульпу отфильтровывают и получают шлам Вентури, который является оборотным продуктом для печи Калдо. Фильтрат содержит селен, который восстанавливается до металлического порошкового селена при помощи диоксида серы и потом реализуется потребителю.

В процессе плавки печь Калдо меняет свое положение относительно неподвижного напыльника основной системы газоочистки и часть не уловленных газов поступает в систему аспирации, для чего печь оборудована глухим укрытием, аспирационные газы из которого поступают в систему очистки рукавного фильтра. Пыль рукавного фильтра используется в качестве возвратного материала в печи Калдо.

Существующая система мокрой газоочистки технологических газов

Технологические газы выходят из печи Калдо и попадают в систему Вентури, состоящую из охладительной башни (охладительная колонка), горизонтальной трубы Вентури и циклонного сепаратора поз.3010 (см.рис.1). Перед охладительной башней газы имеют температуру до 600⁰С. В башне газы охлаждаются до 60…70⁰С за счет испарения циркуляционного промывного раствора, а также частично извлекается пыль. После охладительной башни направление движения газа меняется с вертикального на горизонтальное. Газы проходят через высоконапорную горизонтально установленную трубу Вентури и попадают в циклонный сепаратор, где происходит разделение фаз газ-жидкость. Очищенные в системе Вентури газы дымососом (поз.3011) направляются в мокрый электрофильтр EDITUBE 19-40E (поз.3016) и далее через брызгоуловитель (поз.3013) дымососом (поз.3017) в дымовую трубу.

Существующий дымосос поз.3011 обеспечивал давление 26кПа, установленная мощность двигателя – 90 кВт, объемный расход не более 6300…6500нм³/ч. Система Вентури в нормальном режиме работы создавала гидравлическое сопротивление в пределах 20,5кПа. В процессе эксплуатации часто включали запасной дымосос для увеличения объема отсасываемых газов.

К моменту модернизации скруббер Вентури и смежное оборудование имели ряд недостатков, что вызывало технологические простои, а также потери извлекаемых драгметаллов:

• низкие расходы жидкости на орошение в охладительной башне (2,6м³/ч) и трубе Вентури (5,7м³/ч);
• быстрое зарастание элементов системы газоочистки пылью из-за недостатка орошения, что приводило к росту гидравлического сопротивления по газовому тракту;
• без периодической механической очистки невозможно было провести одну плавку в печи Калдо;
• возрастание гидравлического сопротивления по газовому тракту приводило к перераспределению потоков, преобладающим становился аспирационный отсос с осаждением пыли в рукавном фильтре, что приводило к существенным потерям пыли технологических газов при невозможности полностью переработать пыль рукавных фильтров;
• установленные дымососы не обеспечивали необходимый объем отсасываемых от печи технологических газов, что выражалось в отсутствии разрежения в месте отбора технологических газов у печи Калдо.

Модернизация системы мокрой очистки технологических газов

Модернизация системы мокрой очистки технологических газов заключалась в замене существующей системы Вентури на два последовательно установленных скруббера Вентури с 2-х ярусным орошением, которые разработаны и испытаны на промышленных объектах фирмой ООО «Химтехнология». На рис.1 показана схема существующей и модернизированной установки очистки. Орошение скрубберов Вентури осуществлялось от двух существующих емкостей объемом 20 м³ каждая. После каждой плавки система автоматически переключала насосы на другую емкость, а наработанная в предыдущей емкости среда скачивалась в технологию для извлечения селена.

При проведении цикла плавки в печи Калдо концентрация уловленной пыли в орошающей жидкости растет, также параллельно с повышением концентрации растет и кислотность раствора. Для удержания кислотности раствора на постоянном уровне в емкость периодически вводился 25% водный раствор NaOH.

Для отсоса технологических газов модернизированная система очистки была оборудована вентиляторами ВР 132-71, исп.1 с напором ~10 кПа и мощностью электродвигателя 37 кВт.

По предварительным данным полученным в результате проведения ПНР модернизация системы газоочистки ДМЦ позволила:

• увеличить в два раза объем эвакуируемых от печи технологических газов - вместо 7730 рм³/ч в системе мокрой очистки технологических газов обрабатывается до 15000 рм³/ч;
• увеличить в 6 раз количество орошения на аппараты системы газоочистки, по 12,5 м³/ч на каждый ярус орошения в скруббере Вентури;
• уменьшить отложения на стенках аппарата при контакте с горячими газами (600 ⁰С) в первом по ходу газа скруббере Вентури путем организации пленочного орошения конфузора;
• проводить полный цикл плавки в печи Калдо без промежуточных чисток от отложений;
• перераспределить потоки отсасываемых от печи Калдо газов и снизить до планового вынос пыли с аспирационным потоком, а следовательно снизить и потери продукта с ним.

Скруббер Вентури с 2-х ярусным орошением по эффективности не уступает аппаратам сухой очистки газов (рукавные фильтры, электрофильтры), поэтому установка в настоящее время эксплуатируется без включенного в схему мокрого электрофильтра (поз.3016).

В результате модернизации системы мокрой очистки газов ДМЦ БМЗ достигнуты основные цели, которые ставились руководством завода:

• цикл плавки в печи Калдо проводится без чистки оборудования от отложений;
• снижено гидравлическое сопротивление системы по газовому тракту в 3…4 раза, с 20,5 кПа до 5…7 кПа;
• проведено перераспределение потоков в пользу технологических газов со снижением пылеуноса в аспирационную систему, на порядок снижен объем пыли выносимой на рукавный фильтр.

Рис.1 Схема существующей и модернизированной ГОУ ДМЦ БМЗ