有色金属冶炼主要工艺设备及用途

有色金属冶炼主要工艺设备及用途

李鹏鹏

烟台宏田汽车零部件股份有限公司， 山东 烟台 264000

摘要：当今社会和经济高速发展，伴随着城市化的加速，金属制品的需求也随之增长。有色金属的冶炼方式有多种，常见的冶炼方式有火法冶金、湿法冶金、电化学冶金等，它们的冶炼方式主要是根据不同的矿石和金属的性质而定。从有色金属冶炼的主要技术路线出发，对其主要生产设备和应用进行了深入的探讨，以期从根本上提高其生产效率。

关键词：有色金属；冶炼工艺；用途

1.有色金属冶炼的常用工艺

1.1.沉淀池工艺

沉淀池工艺是有色金属冶炼工艺流程里最主要的冶炼方法之一，经过多年的实际生产应用，该法的有效性已经得到了认证。沉淀池工艺的冶炼流程可以简单描述为：用水对冶炼炉渣进行充分冲刷之后，过滤的渣水沿着铺设的管道槽中流出并引入到建造好的沉淀池里进行沉淀，经过一段时间的沉淀，渣水内的固体会在重力的作用下沉至沉淀池底部，达到固液分离的效果。在沉淀过程当中，用来冲洗冶炼炉渣的水不需要每次都更换，可以用之前用过的水循环重复利用，只要后续严格把握金属品质，那么水的循环使用并不会对有色金属的冶炼产生不利影响，反而有利于资源的可持续发展。沉淀池工艺由于应用历史长，且表现出的各个环节都极为稳定完善，使用到的机械少可以避免机械故障影响沉淀效果，所以在技术手段飞快发展的今天依然在沿用。但缺点也较多，比如经济成本较高、工艺步骤复杂、需要较大的占地面积等。

1.2.INBA工艺

INBA工艺的诞生来自PW公司与比利时公司的共同研发，该工艺在冶炼有色金属方面有着极高的性价比，是非常具有使用价值的一种冶炼工艺。INBA工艺是在有色金属的整个冶炼过程中，高温熔炼过后的冶炼残渣沿着管槽进行快速的流动，与沉淀池法工艺不同的是INBA工艺需要使用高压水枪对残渣进行冲洗，这可以使残渣不断出现颗粒化现象，利用高温萃取技术进一步形成颗粒物体，而渣水在与这些颗粒物体的不断混合下，使得冶炼炉中的压力升高，作用力增强，通过对整体过程的严格把控，采取冷却、破碎的方式来使得混合物变得更均匀，保证分布特点的平稳，实现完整性和整体性。在对上部分的水分进行去除时可以使用叶片刮带来对残渣进行过滤与脱水。至于更先进的优化工艺，则是将过滤出来的混合物重新注入水槽，机器进行旋转与静置，以便更有效率地分离水与残渣，也可以用搅拌以及另外的过滤方法来减少沉积。

1.3.名特工艺

名特工艺指的是在全部有色金属的冶炼过程之中，负责脱水方面的操作的设备与器械，在该工艺中，保障设备稳定运行的是过滤器以及螺旋输送机，二者的共同配合也是该工艺的最大特色。名特工艺的流程一般是首先通过管槽来对冶炼炉渣完成绿化工作，并且在加工时对相关区域进行专门把控。混合物质能够在这个绿化的过程里借助水的冲刷作用来为渣水进行粒化和萃取。在经过前面的所有操作后，管槽会将其带入脱水设备与脱水装置之中，进行下一步的脱水操作。名特工艺的优势在于，冶炼工程在进行实际操作时，其工艺要求的占地面积比较小，节省空间；所应用的相关设备结构简单操作便利，可以节省购买设备的资金成本；对施工环境要求不高，可以适应恶劣的施工环境条件。

1.4.DSC控制工艺

DSC控制工艺能够在实际冶炼操作过程中进行精准的温度控制，还能够保障全部操作过程的示例性。在进行冶炼施工时，DSC控制工艺对炉膛中的实时温度情况进行精准监控，使得保障能力水平能够进一步适应。同时在冶炼有色金属时在一定范围内对炉膛温度进行升高能够改善有色金属的冶炼效果，还能够使设备的运转稳定性增加。但是在实践操作的时候，可以通过在进口与出口的位置安装压缩机器的方式来对冶炼物进行相应操作进而实现精准把控炉膛温度的目的。

2.有色金属冶炼的常用设备

2.1.反射炉

有色金属的冶炼保温，炉渣的处理过程都离不开反射炉的设备的使用。反射炉在冶炼有色金属时能够在多种场景环节里发挥独特作用，比如精炼、残渣处理、熔化、焙烧、干燥以及保温等工序都有反射炉的贡献。反射炉根据炉顶的不同可以分成拱式和吊挂两种，建造反射炉时选择优质的耐高温耐火材料进行建造，这样可以保证反射炉的使用安全还能最大限度地延长反射炉的使用时间与使用效果。反射炉设备是锡冶炼过程中的主要冶炼设备，这是由于反射炉能够在锡的冶炼过程之中降低冶炼成本、实现规模化冶炼的作用。锡熔炉要求建造材料具有极高的耐火性，反射炉的炉膛则可以反射火焰的热量进行传热，炉顶又可以利用热气辐射来进行传热。并且随着反射炉的进一步完善与改进，一方面保留了反射炉的优点，另一方面针对耗能巨大与产生含有有害气体二氧化硫的烟气的缺点进行改进，减少反射炉在冶炼过程中产生的环境危害。

2.2.中频炉

中频炉设备主要由电源线圈与耐火材料组成，前者一般包括感应线圈和电源。感应线圈的制造材料是氦，这种材料的耐火性很高，当感应线圈与交流电源进行连接之后，会产生感应涡流，在一定程度中会有交变电场生成。与此同时，中频炉内金属电荷降低成一个闭环，形成感应电动势，炉内金属制品产生相应电荷出现感应电流，充当变压器次级绕阻，加之电荷本身形成的闭环，因此感应电流在电荷中通过的时候，能够建立一个有效中频磁场，引起中频炉内温度的快速升高。工作人员的合理控制能够有效提升冶炼效率。中频炉也配备了相应的保护装置，比如温控仪、水控仪、传感系统、液晶显示屏等。温控仪和水控仪可以有效监控炉内温度与水位情况，并且能够根据具体的冶炼要求来进行参数设置，调整温度和水位。传感系统能够在设备出现突发情况时立即进行自身检测，紧急对设备进行关停处理，保护设备与工作人员。

2.3.电炉

电炉不是某一种冶炼设备，而是包含有多种类型的电炉的总称。常见的电炉一般包括等离子电炉、电弧电炉、电阻炉和感应电炉等。电炉在使用时也不是单一使用的炉子而是要成套来进行冶炼使用。电炉的主要特点是能够根据冶炼过程的实际情况把炉腔抽成真空状态；温度控制方面电炉的加热速度很快且等在短时间内到达很高的温度，温控灵敏，使得在实际生产时可以真正意义上做到机械化、智能化、自动化与去人工化；电炉的自动化操作可以极大程度上保证工作人员的安全，对现场的环境污染更小，实现绿色环保施工等。电炉能够很好地适应日益增长的金属冶炼需求，所以也在被越来越多的冶炼公司接纳应用，具有良好的前景。

2.4.鼓风炉

鼓风炉设备虽然是一种应用范围不大的竖式炉，但是该设备是火法冶金主要的使用设备之一。鼓风炉的优点是设备体积小、产出率高、冶炼成本低、金属回收率高等。鼓风炉根据熔炼过程不同可以分为三个种类，即氧化发挥、还原熔炼以及造锍。铅、铜、锌、钴等多种金属都可以使用鼓风炉设备来进行冶炼。

3.结束语

综上所述，现代冶炼技术的发展，使各种有色金属的冶炼效率和质量都有了很大的提高。由于当今世界对有色金属的需求越来越大，身为冶金企业的管理人员，应该紧跟科技发展的步伐，积极引进先进的工艺和装备；而对于冶金行业的科研工作者和从业者来说，应该不断地向先进的冶炼知识和经验学习，不断地对冶炼技术进行探索，对工艺装备进行优化，从而达到提高有色金属冶炼的质量和效率的目的。

参考文献

[1]孙浩.有色金属冶炼主要工艺设备及用途研究[J].世界有色金属,2020,(04):21-22.

[2]李永.有色金属冶炼主要工艺设备及用途分析[J].世界有色金属,2019,(20):21-22.