淺析有色多金屬冶煉廠總平面布置

李 丹

（長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410011）

有色金屬資源一般是多金屬共生資源，早期的有色金屬冶煉廠大多為單一的鉛、鋅等單一或少數(shù)產(chǎn)品的冶煉廠，隨著資源綜合利用及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已及對(duì)含重金屬危廢渣排放的管控加強(qiáng)，目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)有色金屬冶煉廠已經(jīng)逐步向多金屬綜合生產(chǎn)轉(zhuǎn)型[1]。

以湖南某冶煉廠為例，該廠處理含鉛、鋅、鎵、鍺、銦、銅、錫、鍗等多種重金屬物料，冶煉工序、物料內(nèi)部運(yùn)輸線路復(fù)雜，其主要的生產(chǎn)系統(tǒng)有。

鉛系統(tǒng)：主要由原料庫(kù)及配料車(chē)間、鉛熔煉車(chē)間、初步火法精煉及銅浮渣處理車(chē)間、鉛電解車(chē)間、電鉛產(chǎn)品庫(kù)等主要生產(chǎn)設(shè)施及粉煤制備車(chē)間、煙化爐風(fēng)機(jī)房、循環(huán)水系統(tǒng)、制酸及尾氣脫硫系統(tǒng)、硫酸污水處理站、10kv配電室等輔助生產(chǎn)設(shè)施組成，本系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)輸量為：85800t/a。

鋅系統(tǒng)：主要由回轉(zhuǎn)窯脫砷脫氟氯、浸出、凈化、鋅電積、鋅熔鑄、電鋅產(chǎn)品庫(kù)等主要生產(chǎn)設(shè)施及鋅粉制造、鋅陰極片制造、鋅系統(tǒng)循環(huán)水泵房等輔助生產(chǎn)設(shè)施組成，本系統(tǒng)的內(nèi)部運(yùn)輸量為56800t/a。

綜合回收系統(tǒng)：由貴金屬回收；錫、銻回收；銅回收；銅回收；渣鼓風(fēng)爐揮發(fā)窯處理部分組成，本系統(tǒng)的內(nèi)部運(yùn)輸量為19800t/a。

各部分組成如下。

貴金屬回收：主要由鉛陽(yáng)極泥庫(kù)及配料、貴金屬熔煉、貴金屬精煉車(chē)間、真空精煉及金銀電解、鍗回收、銻回收、富銦鍺渣富養(yǎng)浸出、萃取、銦鎵鍺精煉、貴金屬冶煉循環(huán)水泵房、貴金屬熔煉脫硫車(chē)間、高銦煙塵浸出等組成。

錫、銻回收：主要由銻冶煉、銻鑄錠及銻成品庫(kù)、系熔煉車(chē)間、錫精煉車(chē)間及循環(huán)水泵房的組成。

銅回收：銅陽(yáng)極泥預(yù)處理、銅電積、冰銅處理組成。

渣鼓風(fēng)爐揮發(fā)窯處理：主要由主廠房及氧氣站組成。

主要工藝流程如下。

鉛系統(tǒng)原料包含鉛、硫、氰化物廢料以及自產(chǎn)返粉、鉛泥等，主要采用富氧側(cè)吹氧化及富氧側(cè)吹還原冶煉工藝，主要產(chǎn)品鉛鉍合金、冰銅，鉛鉍合金經(jīng)脫銅、鍗后送往鉛電解車(chē)間產(chǎn)生電解鉛，冰銅送往銅回收系統(tǒng)經(jīng)電解后產(chǎn)生電解銅，鍗渣送往綜合回收系統(tǒng)的鍗回收車(chē)間，電解銅、電解鉛產(chǎn)生的陽(yáng)極泥送往貴金屬回收部分，冶煉產(chǎn)生的煙氣經(jīng)收塵后送往制酸車(chē)間生產(chǎn)硫酸。煙塵送往綜合回收系統(tǒng)砷回收部分。

鋅系統(tǒng)原料主要是含鋅物料經(jīng)回轉(zhuǎn)窯焙燒產(chǎn)生次氧化鋅，再經(jīng)回轉(zhuǎn)窯脫氟、氯后采用濕法冶煉工藝產(chǎn)生電解鋅，產(chǎn)生的錫鉛泥進(jìn)入綜合回收系統(tǒng)貴金屬回收部分回收銦鎵、鍺及錫、銻系統(tǒng)回收錫、銻，產(chǎn)生的粗鉛需送往鉛系統(tǒng)的電鉛車(chē)間，銅渣送往銅回收部分。

含砷物料、鉛系統(tǒng)煙塵經(jīng)砷回收部分產(chǎn)生金屬砷，產(chǎn)生的銅渣送往綜合回收系統(tǒng)的銅回收部分，鉛渣送往鉛系統(tǒng)。

經(jīng)過(guò)梳理工藝路線我們對(duì)全廠的物流走向及運(yùn)輸量進(jìn)行分析后得出圖1。

圖1 主要工藝流程圖

一般來(lái)說(shuō)工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)的主要工作是在保證生產(chǎn)、滿足工藝和運(yùn)輸要求的前提下，結(jié)合場(chǎng)地的自然條件，合理地確定擬建的建筑物、構(gòu)筑物、交通運(yùn)輸線路、工程管線、綠化美化等設(shè)施的平面位置，使各設(shè)施成為統(tǒng)一的有機(jī)整體，使企業(yè)的人流、物流和設(shè)備在空間上妥切組合，在時(shí)間上恰當(dāng)連接，在費(fèi)用上節(jié)省經(jīng)濟(jì)[1]。從生產(chǎn)的規(guī)?？?、從物料的運(yùn)輸量看，類(lèi)似的冶煉廠，鉛、鋅冶煉系統(tǒng)是主要生產(chǎn)系統(tǒng)，在總圖布置中居于首要地位，在總平面設(shè)計(jì)中以鉛、鋅冶煉系統(tǒng)這條主線進(jìn)行布置，其它均為其服務(wù)。

但是本工程，從對(duì)于工藝流程的簡(jiǎn)述及物料走向的分析可以看出，該廠不僅能夠簡(jiǎn)單的認(rèn)為由鉛系統(tǒng)、鋅系統(tǒng)、綜合回收系統(tǒng)三大部分組成，而是三大系統(tǒng)之間存在著錯(cuò)綜復(fù)雜的物料流向，物流量與其運(yùn)距、運(yùn)輸方法同樣決定了總平面布置的原則，在諸多需求中怎樣才能抓住工藝流程的主線，做出合理的總平面布置是工作的重點(diǎn)，其它需要退而次之。

通過(guò)對(duì)工藝的分析，大多數(shù)的物料運(yùn)輸流向均指向綜合回收系統(tǒng)，同時(shí)該系統(tǒng)子項(xiàng)多、工藝復(fù)雜，因此按常規(guī)的鉛、鋅冶煉廠進(jìn)行總平面布置是不合適的，在總平面設(shè)計(jì)中應(yīng)該將綜合回系統(tǒng)作為總平面布置的中心工作，將鉛系統(tǒng)、鋅系統(tǒng)均圍繞其布置，這樣將各系統(tǒng)之間復(fù)雜的物流走向均得到簡(jiǎn)化，具體工作如下。

圖2 金屬冶煉廠的總體布置及總平面布置

本工程建設(shè)場(chǎng)地呈矩形，西南-東北方向長(zhǎng)約1209.40m，西北-東南方向?qū)捈s427.38m，用地面積49.02hm2（735.3畝），在設(shè)計(jì)中我們梳理了全廠主要的物料流向，在總體布置上，設(shè)計(jì)將綜合回收系統(tǒng)作為主要組成部分進(jìn)行分析，布置在全廠的中心地帶，根據(jù)原料的來(lái)向及數(shù)量、當(dāng)?shù)氐闹鲗?dǎo)風(fēng)向等氣象條件，將鉛系統(tǒng)布置在其西側(cè)，鋅系統(tǒng)布置在其東側(cè)，這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是在鉛；鋅；綜合回收三大系統(tǒng)的總體布置做到了全廠各功能分區(qū)明確，運(yùn)輸路線短捷、交叉干擾較小，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理方便。

在總平面布置上，將綜合回收系統(tǒng)的鉛陽(yáng)極泥庫(kù)及配料車(chē)間靠近鉛系統(tǒng)布置，以方便原料的輸送，按工藝流程貴金屬熔煉、金銀電解、碲回收等均靠近其布置。銦鎵鍺回收部分、銅陽(yáng)極泥處理部分由西往東布置，以方便鋅系統(tǒng)的錫鉛泥及銅浮渣的運(yùn)入。將銻回收、錫回收部分布置在綜合回收?qǐng)龅匚鞅眰?cè)，以方便銦鎵鍺回收后的物料進(jìn)入該部分進(jìn)行錫回收，貴金屬熔煉脫硫車(chē)間靠近銻冶煉收塵與貴金屬熔煉收塵布置，以方便煙氣的輸送。各系統(tǒng)的輔助生產(chǎn)設(shè)施均靠近其服務(wù)對(duì)象布置，全廠氧氣站布置在全年主導(dǎo)風(fēng)向最小風(fēng)頻下風(fēng)向。為滿足工藝布置要求、合理利用場(chǎng)地高差，將渣鼓風(fēng)爐揮發(fā)窯處理主廠房布置在綜合回收?qǐng)龅啬蟼?cè)。

在物料的運(yùn)輸方式上、鉛系統(tǒng)產(chǎn)生的鉛陽(yáng)極泥、鋅系統(tǒng)產(chǎn)生的錫鉛泥采用管道泵送，全廠火法生產(chǎn)部分產(chǎn)生的煙塵采用氣力輸送，濕發(fā)生產(chǎn)部分物料主要采用管道泵送。

總結(jié)在有色冶金多金屬冶煉廠的總體布置及總平面布置中首先要著重分析各生產(chǎn)系統(tǒng)之間的物料走向而不能單純考慮大系統(tǒng)，以全廠的物料走向?yàn)榭偩€做好全總體布置及各系統(tǒng)的總平面布置，才能保證以最優(yōu)的物流線路確定了合理的總圖布置。