年產(chǎn) 20 萬噸鐵合金球團(tuán)項(xiàng)目的工藝流程及主要設(shè)備清單、原材料
年產(chǎn) 20 萬噸鐵合金球團(tuán)項(xiàng)目的工藝流程及主要設(shè)備清單、原材料
根據(jù)《中華人民共和國(guó)環(huán)境影響評(píng)價(jià)法》及國(guó)務(wù)院第 682 號(hào)令《國(guó)務(wù)院關(guān)于修改<建設(shè)項(xiàng) 目環(huán)境保護(hù)管條例>的決定》，該建設(shè)項(xiàng)目必須進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)。根據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)分類管理名錄》（部令第 1 號(hào)，自 2018 年 4 月 28 日起施行）的類別劃分，該項(xiàng)目屬于“二 十、黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)”中“煉鐵、球團(tuán)、燒結(jié)”，需編制“環(huán)境影響報(bào)告書”。
一、主要設(shè)備清單
①采礦系統(tǒng)和選礦系統(tǒng)主要生產(chǎn)設(shè)施：
②置生產(chǎn)線設(shè)備及相關(guān)設(shè)備共計(jì) 41 臺(tái)套：
二、主要原輔材料
三、工藝流程
1）礦石開采工藝
①豎井開拓
由于工程礦區(qū)礦體埋藏較深，上部有 300 多米的覆蓋巖層，分布較集中，不適合露天開采。 結(jié)合礦體賦存條件，確定為豎井分區(qū)開拓方案。
采區(qū)分別布置一條主井、副井和一條回風(fēng)井。主井布置在井田東部側(cè)翼，負(fù)責(zé)礦區(qū)礦石提 升任務(wù)；副井為鼠籠提升豎井，負(fù)責(zé)承擔(dān)坑口廢石、人員、材料和設(shè)備提升任務(wù)；礦體下盤東 西兩翼各布置一條風(fēng)井，作為礦區(qū)井下通風(fēng)出、入風(fēng)口，1 號(hào)風(fēng)井和 2 號(hào)風(fēng)井均為Ф4m 圓形井。
②采礦生產(chǎn)工藝
在礦體厚大的主體部分選擇無底柱崩落法；對(duì)于比較薄的礦體及賦存條件不規(guī)則的邊界礦 體和分枝礦體，則采用工藝簡(jiǎn)單、損失貧化小的淺孔留礦法進(jìn)行回采。
A.礦塊布置：由于礦體屬極礦體，沿傾向劃分盤區(qū)。礦塊呈垂直走向布置傾向，每 60m 劃分一個(gè)盤區(qū)，走向每 50m（5 條進(jìn)路）布置一個(gè)礦塊。
B.采準(zhǔn)切割：階段運(yùn)輸平巷、天井、溜井、斜坡道布在礦體側(cè)翼下盤脈外及礦脈內(nèi)，每個(gè) 礦塊設(shè)有一個(gè)溜井，溜井間距為 50m，二個(gè)礦塊共用一個(gè)廢石溜井。為形成切割槽，在回采進(jìn) 路的頂端，需開拓切割平巷和切割天井，切割平巷規(guī)格為 3.5×4.5m，回采進(jìn)路間距為 15m， 當(dāng)?shù)V房沿走向布置時(shí)，在礦房中間取切割槽，切割天井也在礦房中央。
C.回采：礦段回采順序遵循由上至下，由兩端向中央，由上盤到下盤的原則。對(duì)于單個(gè)礦 房，回采順序是沿礦房長(zhǎng)度，從礦房中央向兩側(cè)后退式回采。在一個(gè)礦塊內(nèi)，一個(gè)分段進(jìn)行采 準(zhǔn)，一個(gè)分段進(jìn)行鑿巖，一個(gè)分段進(jìn)行崩礦，上分段超前下分段距離為 20m。
D.鑿巖：采用 CYTJ10.2A 型鑿巖臺(tái)車，鑿上向垂直扇形炮孔，孔徑為 100mm，扇性炮孔 最小抵抗線為 1.5m，崩礦步距為 2.5m，每次爆兩排炮孔。
E.爆破：采用銨油炸藥，ZYC1000 型裝藥車，火雷管、導(dǎo)爆管一次起爆。
F.出礦：采用 JDCY-4 型鏟運(yùn)機(jī)出礦，年效率 20-25 萬噸/臺(tái)。
G.采空區(qū)處理：無底柱分段崩落法尾巖覆蓋下放礦，視頂板圍巖的穩(wěn)定情況，采用自然崩 落法。處理采空區(qū)有兩種辦法：a.采用中深孔，深孔、藥室爆破，崩落上盤圍巖來填充采空區(qū)： b.利用坑內(nèi)掘進(jìn)廢石，直接充填采空區(qū)。
2）選礦生產(chǎn)工藝
原礦石采用三段一閉路流程破碎。原礦最大塊度 750mm，破碎最終產(chǎn)品料度小于 15mm。 粗碎、中細(xì)碎均布置在選礦廠內(nèi)。選礦采用階段性磨礦磁浮聯(lián)選流程，第一段磨礦碎度（-200 目含量）占 65%，第二段磨礦細(xì)度，（-200 目含量）占 95%。經(jīng)球磨機(jī)出來的礦漿進(jìn)入階段 磁選機(jī)磁選。鐵精礦 Fe 品位為 65%，F(xiàn)e 回收率為 79%，磁選尾礦為最終尾礦。
磁選得到的尾礦以固液比 4~6 用管道輸送至尾礦庫(kù)。尾礦水在尾礦庫(kù)內(nèi)經(jīng)稀釋、沉降分離等凈化后流入尾礦水回收系統(tǒng)，返回選礦工藝循環(huán)使用。選礦工藝流程見圖。
3）球團(tuán)生產(chǎn)工藝流程
豎爐球團(tuán)的主要生產(chǎn)工序包括原料貯運(yùn)、配料、混料烘干、造球、生球篩分、豎爐焙燒以及冷卻卸料等。工藝流程圖見圖。
（1）原料準(zhǔn)備
本項(xiàng) 目的原料是來自葫蘆島八家礦業(yè)股份有限公司鉛鋅尾礦浮選后產(chǎn)出的富錳礦粉，輔料 為石灰石、白云石和膨潤(rùn)土。原料經(jīng)由裝載機(jī)運(yùn)輸進(jìn)廠后，直接送至球團(tuán)生產(chǎn)車間內(nèi)卸料，再 由自卸翻斗車運(yùn)送至封閉料倉(cāng)內(nèi)，配料區(qū)設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)配料倉(cāng)。輔料由運(yùn)輸車直接卸至對(duì)應(yīng)料倉(cāng) 內(nèi)。系統(tǒng)配料時(shí)，原輔料與二次資源（除塵灰等）從卸料口卸料，料倉(cāng)下設(shè)電子皮帶秤完成輔 料的稱量和配料。料倉(cāng)上方設(shè)置集氣罩（集氣效率為 90%），上料及放料粉塵經(jīng)集氣罩收集后， 引至布袋除塵器處理，后經(jīng) 15m 高排氣筒排放。稱量后的原輔料通過變頻調(diào)速的圓盤給料機(jī) 和輸送皮帶送入烘干室。
（2）混料烘干
原輔料由圓盤給料機(jī)和輸送皮帶送入φ1800×16000 的圓筒烘干機(jī)進(jìn)行混勻、烘干，項(xiàng)目采 用逆向烘干，用自產(chǎn)發(fā)生爐煤氣作為燃料。烘干機(jī)的工作原理是借助圓筒旋轉(zhuǎn)，在揚(yáng)料板的作 用下使物料拋落混合，同時(shí)來自烘干爐燃燒煤氣產(chǎn)生的熱煙氣與物料進(jìn)行氣固逆向熱交換來烘 干混合料。依據(jù)水分儀對(duì)烘干后混合料水分的檢測(cè)結(jié)果，來判斷和控制烘干效果，從而完成對(duì) 混合料的混勻、烘干和提高料溫的任務(wù)。
烘干工序產(chǎn)生的煙氣主要為煙塵、SO2、NO2，經(jīng)收集后與豎爐煙氣一起進(jìn)入布袋除塵器+ 雙堿法脫硫設(shè)施處理，后經(jīng) 25m 高排氣筒排放。
（3）造球
烘干后的原料經(jīng)皮帶送入造球機(jī)室的混合料倉(cāng)內(nèi)，通過圓盤造球機(jī)造球。運(yùn)行時(shí)，由給料 機(jī)皮帶均勻向造球機(jī)布料，同時(shí)進(jìn)行噴霧降塵，傾斜布置的圓盤造球機(jī)由機(jī)械傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)，混合 的原料加噴淋水后在圓盤內(nèi)滾動(dòng)成球，通過粒度刮刀控制造球的粒度。
（4）生球篩分
造好的生球落入輸送皮帶上，送入大球滾篩進(jìn)行篩分，篩分在密封廊道內(nèi)完成。篩下粉料 直接返回到造球系統(tǒng)重新利用，合格的生球通過皮帶送入豎爐布料。
（5）豎爐焙燒
本工程建設(shè) 2 座 16m2豎爐，一用一備。土建結(jié)構(gòu)分四層。第四層為布料平臺(tái)，設(shè)豎爐布 料機(jī)一臺(tái)，皮帶機(jī)上料。第三層為燃燒室平臺(tái)，煤氣、助燃空氣管道布置于三層、四層平臺(tái)之間。第二層為卸料機(jī)平臺(tái)，第一層和第二層之間設(shè)有電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)。
生球在豎爐內(nèi)依次經(jīng)過布料、烘干、預(yù)熱、焙燒、均熱和冷卻后出料，布料采用直線往復(fù) 式布料。生球自烘干床向下蠕動(dòng)過程中，烘干床與上升熱氣流進(jìn)行熱交換，生球水分逐漸被烘 干，烘干后下降進(jìn)入預(yù)熱焙燒帶。煤氣通過直流噴嘴進(jìn)入豎爐兩邊燃燒室，與助燃風(fēng)機(jī)混合充 分燃燒，焙燒溫度控制在 1150~1250℃。在豎爐下部，冷卻風(fēng)由冷風(fēng)口鼓入爐內(nèi)參與冷卻，焙 燒成的球團(tuán)礦自上而下通過冷卻帶后溫度降至約 500℃，經(jīng)齒輥出料機(jī)后到達(dá)爐底出料口。豎 爐產(chǎn)生的焙燒煙氣經(jīng)過 2 級(jí)布袋除塵器處理后，再進(jìn)入脫硫塔去除 SO2。經(jīng)處理后的廢氣通過 25m 高的排氣筒排放，排氣筒內(nèi)徑為 1.8m。
（6）成品系統(tǒng)
冷卻后的成品球團(tuán)由豎爐下部卸料口連續(xù)排出，進(jìn)入豎爐下部的地坑。卸料口上方設(shè)置集 氣罩（集氣效率為 90%），出料粉塵經(jīng)集氣罩收集后，引至布袋除塵器處理，后經(jīng) 15m 高排 氣筒排放。由于鼓入豎爐內(nèi)的冷卻風(fēng)量受爐內(nèi)風(fēng)量平衡的限制，球團(tuán)礦在爐內(nèi)不能達(dá)到完全冷 卻的程度，排出的球團(tuán)礦溫度均較高，因此，需先在成品槽內(nèi)自然冷卻約冷卻 4h 后由裝載機(jī) 運(yùn)至成品區(qū)存放，最終由槽車運(yùn)出廠外。
4）煤氣生產(chǎn)工藝流程
本項(xiàng) 目擬建 1 座兩段式煤氣發(fā)生爐，直徑φ3.2m，由料倉(cāng)、加煤機(jī)構(gòu)、干餾段、氣化段、 出渣結(jié)構(gòu)、汽包等六大部分組成。
雙段式煤氣發(fā)生爐以煙煤為燃料，經(jīng)封閉式皮帶輸送給加煤機(jī)，由加煤機(jī)加入爐內(nèi)，由空 氣和水蒸氣的混合劑作為汽化劑從底部進(jìn)入爐內(nèi)煤層，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成上段煤氣和下段煤 氣。加煤機(jī)構(gòu)在加煤過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的煤粉塵，但輸送皮帶就投料口均設(shè)置彩鋼板進(jìn)行封 閉，且煤塵粒徑較大，短時(shí)間內(nèi)即可沉降。
煤氣發(fā)生爐內(nèi)上、下段煤氣經(jīng)過除塵、除焦等工藝處理后混合，通過煤氣管道輸送至豎爐。
本 項(xiàng)目采用熱煤氣直燃燒，不經(jīng)過水洗冷卻，因此無含酚廢水產(chǎn)生。
兩段式煤氣爐產(chǎn)出的煤氣具有高熱值、輸出穩(wěn)定等特點(diǎn)。具體工作原理如下：
①頂煤氣的制氣原理
入爐的煙煤被氣化段產(chǎn)生的熱煤氣加熱，首先失去內(nèi)外水分（90~150℃），繼而逐漸被干 餾（150~550℃）脫出揮發(fā)分，揮發(fā)分成份為焦油、烷烴類氣體、酚及 H2、CO2、CO、H2O 混 合物，其中焦油、輕焦油隨頂煤氣進(jìn)入后續(xù)凈化被脫除，而烷烴類及 H2、CO2、CO 類作為干 餾煤氣和氣化段產(chǎn)生的部分發(fā)生爐煤氣混合成為頂煤氣。因?yàn)楦绅s氣具有較高熱值，因而屬于 混合氣的頂煤氣熱值一般可達(dá)到 7110~7350 kJ/m3。
②底煤氣的制氣原理
原料煤在干餾段被底部煤氣干餾后，形成半焦進(jìn)入氣化段。半焦的揮發(fā)分一般為 3~5%。 半焦因脫去煤中的活性組份，氣化活性比煙煤有所降低，其氣化強(qiáng)度一般可達(dá) 270~320kg/m3·h， 兩段式氣化爐氣化火層的溫度一般為 1000~1300℃之間。半焦與蒸汽、空氣混合氣發(fā)生以下反應(yīng)：
C+O2=CO2+408840 千焦/千摩爾
C+1/2O2=CO+123217 千焦/千摩爾
CO2+C=2CO-162405 千焦/千摩爾
C+H2O=CO+H2-118821 千焦/千摩爾
底部煤氣為完全氣化煤氣，幾乎不含焦油，但含少量灰塵。
③煤氣除塵除焦油
上段煤氣熱值鉸高，溫度較低，并含有少量的焦油，這種焦油為低溫干餾產(chǎn)物，其流動(dòng)性 較好，可采用電捕焦油器去除焦油。按電場(chǎng)理論，正離子吸附于帶負(fù)電的電暈極，負(fù)離子吸附 于帶正電的沉淀極；所有被電離的正負(fù)離子均充滿電暈極與沉淀極之間的整個(gè)空間。當(dāng)含焦油 霧滴等雜質(zhì)的煤氣通過該電場(chǎng)時(shí)，吸附了負(fù)離子和電子的雜質(zhì)在電場(chǎng)庫(kù)倫力的作用下，移動(dòng)到 沉淀極后釋放出所帶電荷，并吸附于沉淀極上，從而達(dá)到捕捉焦油凈化氣體的目的。其工作溫 度為 90~150℃之間，煤氣中的焦油霧滴及煙粉塵被極化，匯集到極管管壁，自流至焦油罐。 下段煤氣經(jīng)過落灰斗，除去大顆粒的灰塵后，進(jìn)入旋風(fēng)除塵器離心除塵。上、下段煤氣混合經(jīng) 過加壓后通過煤氣輸送管道送入球團(tuán)豎爐。
