辅料制备系统、造块系统、粗炼系统设备冷却排出的热水自流至粗炼冷却水循环系统,用热水泵扬至冷却塔冷却,冷水自流至冷水池,用冷水泵加压供原料制备系统、辅料制备系统、造块系统、粗炼系统设备冷却用水。
(2)生产给水系统
生产新鲜给水量:3027t/d,主要供给混合添加水、还原炉冲渣水、烟气脱硫等其他补充水。
(3)生活给水及其他给水系统
生活水量:30t/d,供给综合楼等生活用水,其他给水量100t/d,供给道路、地面和车辆清洗用水。
(4)回水系统
厂区回水量为1800t/d,回水排至厂区回水管道,回水自流排至还原炉水淬渣池,回用于还原炉水淬渣的补充水,不外排。
(5)消防给水系统
一次消防水量:600t/次,供给全厂消防用水。
2.3.2.2排水系统
本工程排水采用雨污分流制,厂区设生产排水系统和生活排水系统。 (1)生产排水系统
生产系统排污水,排至厂区回水管道。全厂回水自流排至还原炉水淬渣循环水热水池,回用于还原炉冲渣水的补充水,不外排。
(2)生活排水系统
生活排水量24t/d,生活污水自流进生活污水处理站,经地埋式生活污水处理设施生化处理,并消毒,达到《铁合金工业污染物排放标准》(GB28666-2012)中表2规定的排放限值后,排入厂区回水管道,作为回水进入还原炉水淬渣池。
2.3.3供、配电
本项目按年产镍铬合金50万t设计,年耗电2.0×108 kW·h。本工程在厂区西北侧设置有一座总降压变电所,作为项目厂内各设施供电电源。
2.3.4制氧站
项目氧气、氮气、氩气依托宁德盈德气体有限公司提供,氮气供气量为20000m3/h,氧气供气量为300m3/h,氩气供气量为1000m3/h。制氧站另行评价,不在本评价范围。
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2.4生产工艺原理及工艺流程
2.4.1生产工艺原理
本项目拟采用造块机—还原炉工艺,工艺主要分为以下几个工序: (1)造块机造块
矿料及辅料在低于主要组分熔点的温度下的热处理,目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。
(2)还原炉熔炼(粗炼)
该过程用于还原金属镍、铬和部分铁,将渣和镍铬合金分开,生产粗制镍铬合金。造块机出来的物料经过称量以后,被装入到还原炉中。在还原冶炼条件下,铁、镍和铬从氧化物熔体转入金属相,部分镍、铬氧化物与矿石中SiO2成渣,生成2(Fe,Ni,Cr)O·SiO2型复合铁镍硅酸盐。在750℃时被碳还原,在900~1100℃时,镍铬熔于铁促进还原反应。
2.4.2生产工艺流程及产污环节
本项目生产工艺流程主要由红土矿堆存、造块、粗炼等工序组成,还包括相应的原料系统、辅料制备系统、造块系统、粗炼系统,工艺流程分别介绍如下:
(因涉及建设方商业机密,具体工艺流程图部分内容不予公开)
(1)原料系统
原料干燥系统主要由红土镍矿堆存、皮带输送组成。
在厂区红土矿堆场设2个受料斗,造块系统配套1个受料斗,还原系统配套1个受料斗。铲车将红土矿分别加入造块系统和还原系统受料斗,红土矿由受料斗下短皮带运输机运出,经定量给料机计量后,通过皮带运输机分别定量加入造块系统和还原系统。
(2)辅料制备系统 ①煤粉制备系统
设煤粉制备设施1套,内设20t/h立式煤磨机1台。储存于燃煤棚的无烟煤由皮带输送机送至煤粉制备车间,再由定量给料机加入立式煤磨机内。进行磨制后,产出的煤粉随烟气送入防爆脉冲袋式收尘器,收下的煤粉进入煤粉仓,由仓式泵通过压缩空气送往还原炉,烟气由风机排空。
②燃料制备系统
设燃料破碎设施1套,每套破碎车间设1个燃料高架仓,由仓下给料闸门将无烟煤
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给到皮带机,然后送至1台Φ750×700对辊破碎机,将无烟煤破碎至12~0mm;再由皮带机将无烟煤送至1台Φ9000×700四辊破碎机将无烟煤破摔至3~0mm;3~0mm合格无烟煤由皮带机送至造块配料系统。
③石灰窑系统
设石灰窑1座,石灰窑窑体呈准矩形,窑体设置上下两层烧嘴梁,将石灰石煅烧形成石灰,用皮带运至粗炼系统,用于脱出镍铬合金中的杂质如:硫、碳、磷等。
(3)造块系统 ①造块配料系统
设造块配料车间1座,每座包括1套配料系统,每套配料系统配备7个料仓,包括铁矿2个仓,燃料2个仓,生石灰1个仓,除尘灰1个仓,制块返矿1个仓,每个仓下配有1台定量给料机。几种原辅材料根据生产的需要依比例进行配料,配好的混合料用皮带运输机运送到混合系统。
②混合系统
设2套配料混合系统,每套系统各设一个一次混合机和二次混合机。从造块配料系统运来的混合料,由皮带机给入一次混合机,混合机规格Φ3.2×12m,混合时间为3min。一次混合后物料经皮带机送入二次混合机,混合机规格Φ3.6×15m,混合时间为4min。一次、二次混合机采用齿轮传动,设水分自动控制、喷水装置。经二次混合后物料经皮带机送入造块机进行造块。
③造块车间
设1套造块机系统,从成品中分出的10~20mm人造块矿或从干矿筛分车间筛出10~20mm的,进入铺底料仓,在造块机布料之前,均匀的分布在造块机台车上作为铺底料,铺底料厚度20~40mm。经一、二次混合的物料由皮带机给到造块车间B=1200mm 的梭式皮带机上,梭式皮带机将物料布到混合料仓。混合料由混合料仓下设的圆辊给料机和多辊布料器将料均匀布到已铺好铺底料的造块机台车上。混合料经点火抽风造块,形成造块饼。造块饼经Φ1800×3230单辊破碎机破碎到0~180mm,然后送到170m2鼓风环形冷却机上进行冷却。
④鼓风环冷系统
造块后块料进入鼓风环冷系统进行冷却,冷却机采用170m2鼓风环式冷却机,料层厚度1400mm,高中温段废气用于造块机保温段热风造块,系统配用风机,确保冷却后的人造块矿温度在120℃以下。卸灰采用双层卸灰阀方式,卸料采用板式给料机,板式
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给料机采用交流变频调速技术。
⑤成品筛分系统
人造块矿冷却至120℃以下,由环冷机卸到板式给机上,人造块矿再由皮带机给到2台串联的185×600、185×520振动筛上,分出四种产品:0~5mm、5~10mm、10~20mm、10~150mm。5~10mm、20~150mm作为成品人造块矿由皮带机给到竖式还原炉料仓,0~5mm作为冷返矿由皮带机送到造块配料系统的配料槽进行配料;10~20mm作为铺底料给到铺底料仓。
⑥废气处理系统
造块废气拟采用“电除尘+脱硫工艺”,处理后废气经烟囱排放至大气中。 A.除尘系统
造块废气经过风箱支管、降尘管、电除尘器后,进入脱硫系统,除尘效率大于99%。 B.脱硫系统
造块废气经除尘后进入脱硫系统,造块烟气脱硫采用石灰石-石膏湿法工艺,该脱硫方法利用石灰石作吸收剂,石灰石粉直接从石灰石加工厂购买。石灰石粉与水混合搅拌制成石灰石浆液。浆液经浆液泵送入吸收塔内,与烟气接触混合,烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应,生成的石膏浆液经石膏旋流器内浓缩,进入离心机脱水后得到最终反应产物-含水量约10%的固体石膏,石膏可采用汽车定时外卖建材厂。脱硫的效率达85%,脱硫后SO2排放浓度≤85mg/m3。脱硫后的烟气温度在70-80℃,经烟囱排放至大气中。
(4)粗炼系统 ①粗炼配料系统
设粗炼配料车间1座,1个630m3还原炉,设置1套配料系统,配料系统包括造块矿仓8个,杂矿仓2个,焦炭仓4个,粉焦仓1个,每个仓下配有1台定量给料机。
②还原熔炼系统
设容积为630m3还原炉1个。炉体为框架自立式结构,炉底、炉缸采用半石墨质烧成微孔炭块——复合棕刚玉陶瓷杯结构,竖式还原炉铁口、风口、渣口区域采用复合棕刚玉组合砖,炉腹、炉腰和炉身中下部采用烧成铝炭砖砌筑,炉身中部采用高铝砖砌筑,炉身上部采用致密粘土砖砌筑。炉顶封盖内壁采用焊接锚固件和喷涂一层耐热耐磨的不定形耐火材料。
还原炉采用高温还原熔炼造块矿在还原炉内熔化后分成渣和金属两相,造块矿中残
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留的碳将镍和部分铁还原成金属,形成镍含量2%、铬含量4%的粗制镍铬合金。熔炼过程产生大量的煤气,煤气经烟道输送至煤气管道。
还原炉设两个出镍口,熔融金属通过出镍口浇筑后,运入成品仓库。金属出镍口和出渣口采用泥炮和挡渣器堵上。每座还原炉设两个出渣口,炉渣通过其中一个出渣口半连续地排出,放渣温度约为1380℃(过热50℃)。炉渣通过溜槽流入水淬渣系统。
炉渣采用传统水淬系统,渣经过高压水喷射,液态渣变成颗粒,冲入水淬池中,粒渣由捞渣机捞出后就地滤水堆存,再由汽车外售给福建海达再生资源开发有限公司作为建材再利用。水淬渣的水经过澄清、冷却后,用水泵加压后回用。
(5)烟尘收集系统
厂内经布袋收尘器、电收尘器收集的除尘灰渣,由气力输送到杂料受料仓,作为造块配料系统矿料。
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