第３６卷第４期 ２０１２年８月 中国钼业 Ｖｏ１．３６ Ｎｏ．４ Ａｕｇｕｓｔ ２０１２ ＣＨＩＮＡ Ｍ０ＬＹＢＤＥＮＵＭ ＩＮＤＵＳＴＲＹ 钼铁冶炼生产工艺优化和改进 崔国伟，鸟红绪 （金堆城钼业集团有限公司，陕西华县７１４１０１） 摘要：对钼铁冶炼生产工艺现状和存在问题进行分析和研究，系统进行了试验、优化和工艺改进，提高了钼铁冶 炼金属回收率。 关键词：钼铁冶炼；工艺；优化；改进；回收率 中图分类号：ＴＦ８４１．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—２６０２（２０１２）０４—００１６—０６ ＴＨＥ ＰＲｏＣＥＳＳ ｏＰＴＩＭＩＺＡＴＩｏＮ ＡＮＤ盯 ＰＲｏＶＥＭＥＮＴ ｏＮ ＦＥＲＲｏ—ＭｏＬＹＢＤＥＮＵＭ ＰＲｏＤＵＣＴＩｏＮ ＣＵＩ Ｇｕｏ—ｗｅｉ．ＷＵ ｈｏｎｇ—ＸＨ （Ｊｉｎｄｕｉｃｈｅｎｇ Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｈｕａｘｉａｎ ７１４１０１，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｔｅｓｔｓ，ｏｐｔｉｍａｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｆｅｒｒｏ—ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｗｅｒｅ ａ— ｃｈｉｅｖｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔａｔｕｓ ｏｎ ｆｅＦｒｏ——ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｓｍｅｈｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｔａｌ ｒｅ．． ｃｏｖｅｒｙ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｅｒｒｏ—ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｓｍｅｌｔｉｎｇ；ｐｒｏｃｅｓｓ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ；ｒｅｃｏｖｅｒｙ ０ 前言 １９８８年１０月金钼集团钼炉料产品部首次采用 硅铝热还原法冶炼钼铁获得成功。２Ｏ多年来钼炉 料产品部对钼铁系统经过多次技术改造，钼铁产量、 质量及其工艺装备水平发生了较大的飞跃。为了进 一铁鳞 硅铁 萤石氧化钼硝石铝粒钢屑 步提高钼铁冶炼金属回收率，对钼铁冶炼生产现 状和问题进行了分析研究和优化改进，效果良好。 １钼铁冶炼工艺及现状 １．１ 工艺流程 １．２研究原理 图１ 钼铁冶炼工艺流程图 硅铝热还原法熔炼钼铁生产，是一项传统的钼 铁合金冶炼技术，属于炉外法（一般用来生产高熔 平衡的任何工艺环节因素，都可导致熔炼不合格，影 响钼铁冶炼金属回收率。 １．３钼铁冶炼工艺现状及存在问题 １．３．１ 原辅料 点、难还原、含碳量极低的合金或纯金属）的一种。 冶炼用的物料有：氧化物——工业氧化钼、还原 剂——硅铁和铝粒、熔剂——萤石、补热剂——硝石 以及铁合金品位调节物——钢屑。根据原辅料品质 钼铁冶炼反应非常迅速，冶炼渣凝固速度很快， 一旦点火反应，冶炼所需热量和反应产物全部依赖 分析，进行冶金配料计算，将冶炼原辅料等进行检斤 配比和混料，装入熔炼炉后点火冶炼。钼铁冶炼反 装填的炉料提供，不需外界再供热和补添物料。这 就要求物料的品质必须满足熔炼需要。钼铁冶炼原 辅料工艺现状及存在问题见表１。 应依靠物料自热进行，破坏反应氧化还原平衡和热 收稿日期：２０１２—０２—１５；修改稿返回日期：２０１２一Ｏ３—１５ 作者简介：崔国伟（１９７４一），男，有色冶金工程师，从事钼冶炼技术 工作。 第３６卷第４期 崔国伟等：钼铁冶炼生产工艺优化和改进 ・１７・ 表１ 钼铁冶炼原辅料工艺现状及存在问题 原辅料 原工艺状况 存在问题 粒度０～１０ ｍｍ，每批粒度较大，反应速度慢，钼品位 氧化钼１５ ｔ，每袋１ ｔ，按批进误差大，冶金配料热值控制不准 行元素分析 确，钼铁产品质量不稳定 １．３．２配料和混料 冶炼炉料要加工成合适粒度，然后要进行烘干， 按配料比进行配料。炉料的准确称量是保证冶炼正 常进行的先决条件。称好的炉料放入混料机内混 料，混合均匀的炉料放入料罐内。配料工作是一件 非常仔细、不容许有丝毫差错的工作，尽可能使用精 度高的电子自控装置。配料时应严格控制粉尘和防 火，因炉料易燃和粉尘易爆，要求有严格的除尘和防 火措施。 配料、混料工艺现状及存在问题：检斤配料使用 移动式机械秤，对制备好的集中堆放和大批量现场 存放的辅料，人工进行称量。操作劳动强度很大，现 场作业环境恶劣；受检斤方式影响，配料误差大；现 场存放大量的硅铁、铝粒和铁鳞等物料，不利于安全 防火控制。 混料采用刮板卧式混料机，由于ｌ０多年运行， 故障频繁，混料机刮板因钢屑等块状物存在，经常卡 死，无法正常运转。混料机工作经常“直肠子”运 行，每罐炉料需多次加入反复混合。混料均匀程度 低，直接影响冶炼反应效果。 １．３．３冶炼型砂 原型砂的特点：耐火度较低，１ ５００℃左右；湿 河沙类型，混有细粒沙土；钼铁熔炼过程中大量结壳 粘结，厚度达２０ ｍｍ以上，总量每炉平均７５０ ｋｇ；水 淬铁锭时淬透度差，影响破碎精整产成品率。 １．３．４冶炼砂基 冶炼砂基是用型砂铺垫起来，用于容纳合金的 一圆筒形或箱体形砂池。在砂基中做成半球形的凹 坑——砂窝，准备好的熔炉放在砂基上，等炉料装入 后点火熔炼。 砂基的特点：一是要透气性好，二是要坚固 耐用。 原砂基断面图见图２。 放渣口 横断面视图 图２原砂基断面图 原砂基用粗粒砂垫基，细粒砂制作熔炼砂窝，长 期使用出现了基础致密化，熔炼时透气性降低，崩窝 现象频出，铁锭经６ ｈ冷却还达不到完全凝固，给后 续生产带来影响。 １．３．５熔炼炉 原使用的钼铁熔炼炉有２种规格：￣１５００× １８００、￣２２００×２０００。钼铁冶炼生产过程中存在以 下问题：炉料装入后，料面距炉简上端不足４００ ｍｍ； 反应过程中严重喷溅，统计熔炼反应损失平均每炉 达２０ ｋｇ；由于物料集中，反应冲高２～３ ｍ，烟气大 量外溢，收尘和现场环境极差，直接影响着钼金属回 收率。 １．３．６钼铁中间品回炉 钼铁冶炼产生的含钼中间品，包括渣铁、重力水 选铁、冶炼除尘灰、冶炼烟道灰、烟罩渣、炉筒粘渣６ 种。因硅铝热还原法冶炼钼铁是氧化还原放热反应 过程，过多的无氧或低氧物料供氧不足，并且中间品 中的惰性物质和杂质会破坏钼铁冶炼反应和渣型。 原钼铁中问品回炉，配料过程混入烟尘灰（除 尘灰和部分细颗粒渣铁），熔炼过程采用铁桶分装 渣铁（渣铁、烟道灰、重力水选铁、烟罩渣、炉筒粘 渣），放置于炉筒边沿，熔炼反应中间推入熔池的方 ・ｌ８・ 中 国钼业 ２０１２年８月 法进行。易造成反应长时间难以结束，铁锭局部不熔 化，且放置收尘罩时经常碰翻料桶，操作极不安全。 １．３．７冶炼水淬池 钼铁冶炼水淬池是钼铁熔炼后续工序，是将完 全凝固的钼铁锭夹起后，放置于合金盘上，吊入一方 形池内加入冷水激淬，使合金脆性增大，利于破碎。 淬铁质量的好坏，与进水强度和排水速度关系密切， 操作过程决定了钼铁淬透度、是否锈铁和破碎精整 成品铁量。 原水淬池为箱式砼结构，容积大，深度浅，水淬 时进水缓慢，排水不迅速。经常造成铁锭难以淬透 或出现锈铁现象，破碎难度增大，成品铁产量波动很 大，严重影响钼铁生产效率。原水淬池结构见图３。 图３原水淬池结构图 ２工艺优化研究和改进 ２．１原辅料 通过生产对比试验，对原辅料粒度、品质和工艺 控制进行试验研究，确定原辅料最佳工艺条件并实 施改进。钼铁冶炼原辅料优化改进及效果见表２。 ２．２ 配料、混料 对配料、混料工艺过程中的检斤秤和混料机进 行优化改进，并增加配料除尘系统，实现精准配料和 保证混料均匀性。 使用“Ｖ”型混料机，物料在混料机内呈立体多 角度混合，运转１５圈即可充分混匀，混好物料通过 卸料阀放人电动平台车上的料罐，进入熔炼工序装 炉冶炼。 配料、混料优化改进及效果见表３。 ２．３冶炼型砂 对比研究冶炼用型砂性能，选用石英砂类型砂， 满足了钼铁熔炼要求。使用效果为：耐火度高达 １ ７００℃左右；石英砂经水洗和筛分，洁净度高，粒 度均匀；细粒级４０～７Ｏ目，粗粒级２０—４Ｏ目；熔炼 钼铁过程中粘带量少，厚度１０ ｍｍ左右，每炉平均 ４１０ ｋｇ；水淬过程中，砂壳熔融呈玻璃体状容易脱 壳，淬铁透度高，破碎精整率提高。 表２钼铁冶炼原辅料优化改进及效果 原辅料 工艺优化及改进 效果 备料单批重量缩小，品质误差降 氧化钼粒度０～４ ｍｍ，每批６ ｔ低，配料计算精确度提高，满足 反应控制要求 表３配料、混料优化改进及效果 ２．４冶炼砂基 冶炼砂基优化改进为：粒度２—５ ｍｍ铺底砂改 为３Ｏ～５０ ｍｍ毛石；砂窝基础１～３ ｍｍ铺砂改为２Ｏ ～４０目粗石英砂，４０～７０目细粒石英砂做熔炼砂 窝；去掉放渣溜口，用耐火砼打结平整。优化改进后 的效果：砂基透气性好，铁锭凝固时间缩短至３～ ４ ｈ，有利于连续生产；无崩窝现象；起炉筒时无溜口 跑铁现象；钼铁冶炼损失减小。优化改进后的冶炼 砂基见图４。 ２．５熔炼炉 新型熔炼炉，在充分分析和研究冶金炉长径比 及物料填充率后，设计选取ｑｂ２５００×２２００型冶炼 第３６卷第４期 崔国伟等：钼铁冶炼生产工艺优化和改进 ・１９・ 辫 ／ ＶＶＶ、 １Ｉ ，ＶＶ＇ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ 图４优化改进后的冶炼砂基 炉。使用效果为：炉料装入料面距炉筒上端 １ ４００ ｍｍ；反应过程中极少量喷溅；冶炼反应物损 失平均每炉１～２ ｋｇ；反应烟气冲高１．５ ｍ以下，烟 气全部进入收尘罩，收尘效率提高，现场环境得以 改善。 ２．６钼铁中间品回炉试验研究与优化改进 冶炼除尘灰和部分细粒度渣铁可以通过配混料 使用，其余含钼中间品：块状渣铁、重力水选铁、冶炼 烟道灰、烟罩渣和炉筒粘渣，必须在冶炼反应前加入 炉内，充分利用熔炼热熔化这部分冷料。 ２．６．１ 冶炼除尘灰回炉试验 粉状除尘灰与冶炼原辅料氧化钼、硅铁、铝粒、 铁鳞、萤石、硝石、钢屑同时加入混料机完全混合，形 成满足钼铁熔炼要求、具有稳定热值的冶炼物料。 冶炼除尘灰回炉试验进行了加入顺序和加入量两项 试验。冶炼除尘灰加入工艺试验见表４。 表４冶炼除尘灰加入工艺试验 试验分析：对比试验后分析，冶炼除尘烟灰在配 料过程中，于氧化钼和铁鳞之间加入混料机加以消 化使用，不影响原料性能和生产作业，效果明显 改善。 ２００９年以前，钼铁冶炼产量小，冶炼除尘灰产 生量积压不明显。２００９年２月开始，月产量逐渐加 大，加上冶炼除尘器改造完成后，冶炼除尘烟灰量越 来越多，日产烟尘量达２．１ ｔ。大量回炉冶炼烟尘灰 试验研究必须进行。冶炼除尘灰加入量试验 见表５。 表５ 冶炼除尘灰加入量试验 试验分析：按每吨氧化钼配料时加人烟尘灰，至 ７５ ｋｇ时物料体积增大明显，接近混料机最大容积， 细粒物料增多导致粘结仓壁现象出现，物料人料罐 时放料困难。因此，选取每吨氧化钼配入６０～７０ ｋｇ 除尘烟灰，既满足生产工艺需要，又能足量消化除尘 灰（６０×３×１２＝２ １６０ ｋｇ）。 ２．６．２渣铁加入工艺试验 试验１：顶部加入工艺见图５。 顶部加入工艺，是将含钼中间品集中加入装完 炉的物料顶部，利用反应熔化热熔化后，钼金属颗粒 随钼铁沉降进入钼铁熔池。 图５顶部加入工艺图 试验分析：顶部加人工艺，可充分利用冶炼反应 热，对冶炼反应喷溅有所减轻；但是，冶炼点火物在 物料顶部平铺时，受到含钼中间品阻隔，影响冶炼引 火过程，甚至引起局部反应滞后，对整个熔炼过程和 冶炼效果产生一定影响。 试验２：顶部推人工艺见图６。 顶部推人工艺，是将含钼中间品装入铁桶中，放 置于冶炼炉上端，待剧烈反应时人工推入熔炼合金 内，利用熔化热熔解沉降。 试验分析：顶部推人工艺，对熔炼反应要求较 高，当反应时间超过２０ ｍｉｎ时，则不能推人含钼中 间品，工艺操作受阻；并且人工操作时，易引起熔体 激溅伤人。 试验３：底部堆人工艺见图７。 底部堆人工艺，是将含钼中间品直接加入熔炼 炉底，放置于砂窝表面，利用冶炼反应熔体热熔化加 入物。 ・２０・ 中 国钼业 ２０１２年８月 图６顶部推入工艺图 图７底部堆入工艺图 试验分析：底部堆人工艺，解决了顶部推入引起 的安全隐患和操作难题。但是，通过连续试验发现， 当含钼中间品粒度细密时，容易产生熔化受阻，不能 完全熔入钼铁熔体；同时，堆入操作易引起砂窝表面 不平整，铁锭形状复杂，精整产生渣铁量增大。 试验４：分层布料工艺见图８。 分层布料工艺，是将冶炼炉料和含钼中间品按 先后顺序，分层分批逐步加入料层，利用反应热熔化 回炉物料。 图８分层布料工艺 试验分析：分层布料工艺，将两类物料分层加 入，既解决了点火不顺畅、熔体激溅问题，又解决了 铁锭底部不平整和熔化不完全问题，投入生产应用 后，起到了消化库存钼中间品和优化冶炼反应过程 的良好作用。 ２．７冶炼水淬池 水淬池优化改进见图９。 图９水淬池优化改进图 优化改进及效果：缩小水淬池容积，加设循环水 泵进水，进水迅速；提高出水口高度，减少积砂堵塞 影响，排水顺畅；铁锭淬透度良好，易于操作控制；破 碎、精整成品率提高至９３．５％以上。 ２．８ 优化改进后的钼金属回收率 钼铁生产中造成钼损失的主要途径是烟气带走 损失和炉渣损失。烟气中的钼主要是以氧化钼粉尘 的形式存在；炉渣中的钼主要是以金属颗粒的形式 存在。物料运输、配混料、装炉和钼升华是引起钼损 失的另一途径。进行钼金属分布研究，分析钼金属 走向，优化工艺控制，可以提高钼金属回收率和生产 效率。 优化改进后的钼铁冶炼钼金属平衡分布见 图１０。 图１０优化改进后的钼铁冶炼钼金属平衡分布图 进行工业生产应用，采用检测分析、采样分析和 跟踪检重方法，研究汇总形成钼金属分布平衡图，结 果显示钼金属回收率可达到９８．６４８％。 ３ 结论 （１）通过生产对比试验，优化了原辅料品质：氧 化钼粒度０～４ ｍｍ，６ ｔ组批进行元素分析；铁鳞品 位６５％以上，杂质符合标准；选用７５硅铁、活性铝 大于９８％铝粒和氟化钙大于８０％萤石粉。 第３６卷第４期 崔国伟等：钼铁冶炼生产工艺优化和改进 ・２１・ （２）通过对比分析，确定出机械电子秤检斤配 （５）钼铁冶炼回收率提高至９８．６４８％。 参考文献 ［１］赵乃成，张启轩．铁合金生产实用技术手册［Ｍ］．北 京：冶金工业出版社，１９９８． 料，使用Ｖ型混料机混料，辅料硅铁雷蒙磨制备、小 袋定量包装，铁鳞实现振动筛筛分、流化床干燥、小 袋定量包装。 （３）选用石英砂做冶炼型砂，冶炼砂基粗石和 粒砂制作，改进熔炼炉为ｑ￣２５００×２２００型，水淬池 实施快速进出水改进。 （４）通过对比试验，确定除尘灰于氧化钼和铁 鳞之间加入混料机，每吨氧化钼加入除尘灰量控制 在６Ｏ～７０ 之间，回炉渣铁分层布料加入熔炼炉。 ＋”＋一＋“＋”＋“＋ ［２］ 铁合金设计参考资料编写组．铁合金设计参考资料 ［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，１９８０． ［３］李洪桂．稀有金属冶金学［Ｍ］．北京：冶金工业出版 社，１９９０． ［４］ 黄兴无．有色冶金原理［Ｍ］．北京：冶金工业出版 社，１９９３． ””＋“＋”＋”＋“＋”＋”＋“＋”＋ 钼及稀土矿开采、冶炼项目用地禁令放宽 国土资源部、国家发展改革委日前联合印发 《关于发布实施（限制用地项目目录（２０１２年本）） 建钼金属资源量小于２０万ｔ、开采规模小于１００万 ｔ／ａ的钼矿项目以及稀土开采、选矿、冶炼、分离项 和（禁止用地项目目录（２０１２年本））的通知》（以下 简称《限制目录》和《禁止目录》），明确限定住宅项 目容积率不得低于１．０。两目录自发布之日起实 目（在确保产能总量不增加的前提下，有利于布局 优化和兼并重组的项目除外）。 据有关人士介绍，由于发改委此前印发的《产 业结构调整指导目录（２０１１年本）》提高了农林业、 煤炭、石化化工、钢铁、有色金属、黄金等产业的准入 门槛，此次发布的新版限制、禁止目录也随之提高了 用地门槛。 （信息来源：安秦科２０１２—０６—２０） 施，此前发布的２００６年本和２００６年本增补本目录 同时废止。 而《禁止目录》的有色金属类中，由原来的一律 禁止钼及稀土矿开采、冶炼项目，改为禁止新建、扩 有色协会：今年６月份我国钼精矿产量同比增长２９．８％ 据中国有色金属工业协会的最新统计数据显 （金属量，下同），同比增长１８．６％。其中，河南省产 示，今年６月份我国钼精矿产量为１３ ２１９ ｔ钼，环比 增长６．８％，同比增长２９．８％。其中，河南省产量为 ４ ５４７ ｔ钼，陕西省产量为２ ０７９ ｔ钼，内蒙古产量为 ２ ０５７ ｔ钼，辽宁省产量为ｌ ５３２ ｔ钼，河北省产量为 １ １３１ ｔ钼，以上５个地区产量占全国产量的 ８５．８％。 ２０１２年上半年我国钼精矿产量为６３ ３０５ ｔ钼 “量为２５ ６２９ ｔ钼，同比增长２．２％；陕西省产量为 １１ １０９ ｔ钼，同比增长３３．８％；内蒙古产量为８ ８５０ ｔ 钼，同比增长２４．８％；辽宁省产量为４ ７２８ ｔ钼，同比 增长１．４倍；河北省产量为４ ７８４ ｔ钼，同比增长 １８．４％，以上５个地区产量占全国产量的８７．０％。 （信息来源：安秦科２０１２—０７—２３） ＋”—卜”＋”＋一—＿卜”＋“＋”＋“—・卜“＋”＋”——卜”——卜”＋ “＋ ＋一＋ — ”＋“＋”—－ “ 投稿欢迎订阅欢迎刊登广