Описание на основните производствени процеси, капацитет на инсталациите

2.3. Описание на основните производствени процеси, капацитет на инсталациите

Сега действащата в ОЦК АД инсталация за получаване на олово от сулфидни концентрати включва технологични операции, описани накратко по-долу:

Суровините и материалите които се използват за производството на олово по т. нар. ”рудничен цикъл”се класифицират като оловни концентрати и други олово-съдържащи суровини, флюси и оборотен агломерат. Прилага се схема на двустадийно шихтоване:

- Първично шихтоване и хомогенизиране на оловни концентрати и оборотни прахове се извършва в “Склад концентрати” с използване на бункери и лентови транспортьори.

- Вторичната шихта се изготвя в “Шихтово отделение”, където към първичната шихта се добавят флюси (варова пепелина, пясък, окалина) и оборотна шлака.

Готовата шихта постъпва в смесителен барабан за овлажняване и хомогенизиране и се подава към шахтова пещ за топене.

Агломериращо пържене (Участък Агломерация)

Оловната шихта постъпва за окислително пържене на лентова агломерационна машина с 18 m² ефективна площ и специфична производителност до 13 t/m² за 24 часа. Възприет е едностадиен режим на агломерация чрез ”просмукване отгоре надолу ” на въздух през слоя шихта. Процесът е автогенен, с незначителен разход на въглеродно гориво за подгряване на горния слой на шихтата до температурата на запалване на сулфидите. Получаваните технологични газове преминават през система от прахо-уловителни съоръжения (ръкавни филтри в цех “Прахоулавяне”). Уловените прахове се връщат в оборот в стадия на шихтоване.

След охлаждане, полученият оловен агломерат се троши и пресява, като т. нар. годен агломерат (фракцията +40 mm) се подава към шахтовата пещ, а ситнежът, след допълнително натрошаване до размери -14 +4 mm, се връща в стадия на шихтоване. Добивът на годен агломерат е около 35-37 %.

Редукционно топене в шахтова пещ (Участък ”Топилен”)

Топенето на агломерата, се извършва в шахтова пещ със сечение в областта на фурмите 1350 х 3800 mm. Пещта е с 34 фурми за вдухване на въздух, разположени в един ред. Шахтата на пещта е изцяло кесонирана и е в режим на изпарително охлаждане. Зареждането на материалите в горната част на пещта е двустранно. Като топливо се използва кокс (фракция +30 mm) при относителен разход 12-14 % от масата на шахтата.

Получаваните течни продукти са сурово (черно) олово и отпадъчна шлака – оловото се отлива на блокове (с маса около 4,5 тона) и постъпва в цех Рафинация, а шлаката се гранулира в улей с поток вода под налягане и отива на временно депо. Технологичните газове от шахтова пещ се охлаждат във въздушни хладници тип ”Кулер” и постъпват на прахоулавяне в ръкавни филтри тип ”Бетпулс” на участък ”Прахоулавяне” (виж по-нататък т. 6.1.1, фиг. 6.1.1-1). Уловеният прах се връща в оборот в цикъла на шихтоване.
Рафинация на суровото олово

Суровото олово съдържа редица примеси на цветни и благородни метали (мед, арсен, антимон, бисмут, сребро и др.), за отстраняването на които се прилага поредица от последователни операции – обезмедяване, омекотяване (Харис-процес), обезсребряване, обезбисмутяване.

Рафинационните процеси се извършват като периодични операции, за които се използват 8 рафинационнни котли стандартна конструкция и подгряване с течно гориво (нискосернисто котелно гориво). Крайният продукт на рафинационния цикъл е рафинирано олово на блок – разлива се на кръгла автоматична разливочна машина при температура 480-500 ⁰С. Масата на блоковете е от 30 до 50 kg.

Като междинни продукти от отделните стадии на рафинация, които подлежат на преработка до крайни продукти, се получават:

- Медни шликери – преработват се до меден щейн и шпейза, годни за продажба на медодобивен завод;

- Сребърна пяна – преработва се до т. нар. метал “Доре” за получаване на сребро;

- Бисмутни дроси – отиват за производство на бисмутно олово, от което след допълнителна преработка се получава метален бисмут.

Рафинационният процес в условията на ОЦК АД, като технология и оборудване, съответства на изискванията за НДНТ (BREF Code NFM, т. 5.1.3, фиг. 5.3). Съгласно ИП, рафинацията на суровото олово като технология ще остане непроменена и в съответствие с условията на КР № 124/2006 г. (Условие № 2, т.2). Сега действащото производство се осигурява от 8 броя рафинационни котли с капацитет съответно – 2 броя по 260 тона, 1 брой от 170 тона, 4 броя по 150 тона и 1 малък котел със 70 тона вместимост. Разположението на котлите с вентилационната система към тях е показана със ситуационния план в Графично приложение № 3. Наличното оборудване не може да осигури увеличеното производство съгласно ИП от 60 000 тона рафинирано олово годишно. Като най-приемлив вариант за апаратурно осигуряване на капацитета на ИП е поетапна подмяна на малките котли (6 броя с обща вместивост 840 тона) с големи котли с вместимост 260 или 300 тона, с което ще се постигне допълнително увеличение на работните обеми с не по-малко от 700 тона и ще се удовлетвори максималния проектен обем на продукция от 60 000 тона олово на блок. Ще се наложи и монтирането на още една разливна машина.

Непроменена и в съответствие с условията на КР № 124/2006 г. (Условие № 2, т. 2) остава и възприетата технология и оборудване за преработка на акумулаторен скрап – механично трошене, сепарация в тежка суспензия, десулфатизация на оловната паста, топене в късобарабанна пещ.
Сега действащото оловно производство на ОЦК АД е морално остаряла като технология и физически амортизирана като оборудване, което води до проблеми главно поради ниската степен на утилизиране на сярата от сулфидните суровини, респективно високите емисии на серен диоксид в агломерационните и пещни газове. Проблем са и повишените прахови емисии във вентилационните газови потоци от агломерациония участък. Това налага модернизация на производството с въвеждане на принципно нова технология от групата на автогенните топилни процеси.

2.3.2. Ausmelt-инсталация за топене на оловна шихта, редукция и фюминг на шлаката – описание и характеристики на основните технологични звена

Ausmelt-технологията се основава на използване на т. нар. “фурма (тръба) с горно потапяне” – TSL-процес (Top Submerged Lance). Технологията първо се прилага в Австралия от 1970 г. от екип на д-р Флойд от Commonwealth Scientific and Industrial research Organisation (CSIRO) и е позната като Sirosmelt-процес за редукция на оловни шлаки. Конкретно при оловното производство, Ausmelt-технологията се развива от 1981 г. с практическо приложение в три основни направления:

• 
  Топене на шихти от оловни концентрати и други оловни суровини;
  

• 
  Редукция на оловната шлака за доизвличане на оловото;
  

• 
  Извличане на цинк (обезцинковане или фюминг-процес) от оловни шлаки и други цинксъдържащи полупродукти и отпадъци.
  

В основата на Ausmelt-технологите е пещният агрегат, комплектован с котел-утилизатор (КУ) и съоръжение за сухо прахоулавяне – най-често сух електрофилтър (СЕФ). Ausmelt-пещта (виж по-долу фигури 2.3-1) представлява цилиндричен стоманен кожух, облицован с огнеупорни тухли, който оформя работното пространство на пещта с размери от порядъка на D = 3,5 - 4 m и Н ~ 8 m, при дълбочина на течната вана 1,6 до

2 m. В долната част на пещта, където се разполага зоната на течната стопилка – олово и шлака, са монтирани водоохлаждаеми медни кесони. Там са разположени и отвори за изпускане на течните продукти – сурово олово и шлака. Металният кожух се охлажда външно с течаща вода. Организиран е общ затворен цикъл на охлаждащата вода с междинно въздушно охлаждане.

В пещното пространство, през отвор в свода на пещта, аксиално се въведежда т. нар. вертикална потопяема фурма, през която се вдухва обогатен на кислород въздух и гориво (въглищен прах или природен газ). Горивото изгаря на изход от фурмата в обема на течната стопилка, при което се подгрява течната вана, а получаваните газове при горенето довеждат до интензивно разбъркване на ваната и постигане на високи скорости на взаимодействие между компонентите на шихтата и газовата фаза. Фурмата с горно потапяне (Top Submerged Lance) е най същественият, патентно защитен елемент на агрегата. Тя се монтира на специално подемно устройство, което осигурява фиксирането й в работно състояние, както и вертикалното й движение за вкарване или изваждане от пещта. Установката се комплектова от 4 броя фурми – една в работно състояние и три в резерв.

При високите температури и интензивното разбъркване на ваната процесите са бързи, така че необходимото време за престой на материалите в пещта е много кратко. Това от своя страна води до относително малък работен обем на пещта и съществени предимства по отношение на експлоатационни разходи. Технологичният режим на пещта се управлява посредством вариране с количеството подавани материали, подаваното гориво, степента на обогатяване и дебита на въздушно-кислородната смес.

Топилният участък на оловния завод на ОЦК АД е физически амортизиран и морално остарял, така че неговото по-нататъшно функциониране и развитие налага модернизация при неизбежно увеличаване на производственния му капацит (спрямо разрешения в КР № 124/2006 г.), с което да се осигурява достатъчен ресурс за обслужване на банковите кредити за инвестиране на обекта (виж по-нататък т. 2.3.5).

въздух и