1、前言

固体物料气力输送技术是指利用气流的能量，在密闭管道内沿气流方向输送颗粒状物料，其具有密闭，安全、物料与环境清洁、易实现自动化连续操作等优点，被广泛应用于化工、发电、制药、食品、建筑，冶金等行业”。

2011年全球精炼铅产量为1037.2万吨，我国为464.8万吨，占世界的44.8%，是世界上最大的铅生产国，然而，我国粗铅冶炼技术和装备水平普遍较低，传统的铅精矿烧结一鼓风炉还原工艺在铅矿冶炼中仍占主导地位，但却存在能耗大和污染严重等缺陷，不能满足日趋严格的生态，环保法规和节能降耗的要求，已逐渐被直接炼铅新工艺所取代。QSL法即氧气底吹熔池熔炼法是直接炼铅法之一，它与传统炼铅工艺相比省去了烧结工序，故而具有流程短、炉子操作方便、热利用率高、烟气中SO，浓度高、铅回收率高等优势，特别是在其工艺中引入粉煤气力输送技术，对于实现高度自动化、改善铅冶炼厂工人的工作环境，提高原料的利用率等具有重要的意义。

2、粉煤气力输送机

粉煤气力配送机主要是为QSL炉提供加热和还原用粉煤。粉煤经计量后由压缩空气输送到粉煤喷枪，并以高速射入QSL炉还原段液态氧化炉渣中，使渣中的氧化铅和硅酸铅等还原成金属铅而进入粗铅渣中：C+O₂=CO₂；C+CO₂=CO；PbO+C=Pb+CO；PbO+CO=Pb+CO₂

2.1系统工艺流程

粉煤气力输送系统主要由三部分组成：贮煤仓、给料罐和分配器。贮煤仓的作用是储存并向给料罐提供粉煤，外部粉煤通过管道，用氮气输送到贮煤仓中，一般可贮24h用煤量：给料罐的作用是采用氮气使粉煤流态化，同时向分配器提供粉煤，其工作在工作压力和常压两个状态；分配器的作用是采用压缩空气作为载体向QSL炉定量输送粉煤，其可以精确控制每对喷枪的给煤量，从而对QSL炉的还原程度和温度进行有效控制。

2.2配料系统装配及设计要点

粉煤气力输送机装配

(1)贮煤仓：贮煤仓上部设采用脉冲反吹振打的布袋收尘器以过滤输送气体、下部设星形给料器控制下料速度；仓壁上设流态化装置以提高粉煤的流动性；下部支点设称重传感器以测量煤仓的料位，该料位作为控制参数反映在仪表中，贮煤仓与给料罐之间用管道连接，通过钟罩阀来控制向给料罐给煤，管路上设波纹管以缓冲连接力量，使贮煤仓称重准确，管路上设检修闸阀以便检修时使用。

(2)给料罐：给料罐是介于贮煤仓与分配器之间的设备，其上部设布袋收尘器，用于减压时过滤气体；底部中心布置机械搅拌装置和气体搅拌装置，当向分配器下料时，搅拌装置启动，使粉煤能顺利进入到分配器；底部设机械式料位传感器，以确保工作的可靠性：当给料罐到低料位时，发出加料请求，泄压阀开启减压，压力达到常压时，开启进料阀，从贮煤仓进料；达到高料位时，发出停料请求，关闭泄压阀，进料阀关闭，升压到工作压力。给料罐与分配器之间采用管道连接，通过钟罩阀来控制向分配器下料，为了不影响分配器的称重计量，在给料罐与分配器之间设两个钟罩阀，钟罩阀之间管道在正常工作时保持常压，并设两段波纹管以隔离连接力的影响。

(3)分配器：分配器设两个机械料位传感器，低料位时，停止称重计量，发出加料请求，输送管增压到工作压力，然后开启钟罩阀，开始进料，到高料位时，关闭钟罩阀，下料管减压到常压，恢复计量：底部设分格轮和搅拌装置，搅拌装置伴随分格轮同步旋转，以保证粉煤能够均匀分配到喷枪中；分配器罐体支撑上设称重传感器，以获知减重的信息，从而得知瞬时的给料量，对比这个量，可调整分格轮的转速来调整加煤量。

2.3技术操作条件

(1)粉煤粒度及含水率：粉煤粒度对铅的还原有重要的影响。

可以看出，随着粉煤粒度增大，终渣含铅量下降。这是由于在QSL法炼铅工艺中，铅相在粉煤表面析出会形成一层液膜覆盖反应表面，易隔断渣相与粉煤的接触，如粉煤半径较大，则液膜较易破裂而露出粉煤表面，增大反应速率，从而降低终渣中铅含量。但是如粒度太大，粉煤流动性差，对管道的磨损率也增大，因此需找到一个粉煤的临界半径，这样既可以保证其传输效率，又可以确保粉煤和渣相有足够的反应界面而使还原反应连续进行。

含水率是影响物料流动特性的重要参数，对粉体的摩擦特性，流动性，分散性能和压制性能起着重要的作用。当煤粉中水分较高时，煤粉颗粒之间存在的自由水主要以黏附液.楔形液和毛细管上升液等方式存在，水表面张力的收缩将引起对2个颗粒之间的牵引力，形成液桥，造成颗粒的团聚，出现造粒现象；同时引起摩擦系数和粘度的增大。已有相关研究表明，随着煤粉含水率的增大，煤粉的质量流量逐渐降低，且当煤粉含水率增加到6%时，输送非常困难，经常出现堵管现象。一般来说，为保证粉煤还原效率及输送机通畅，采用的粉煤粒度须小于0.05mm，含水量小于1%。

(2)输送压力：粉煤气力输送机的阀门及组建均采用气动驱动，处于安全考虑，全部采用氮气，最高驱动压力为1.1Mpa。粉煤和氧气流量对实现QSL炉还原段的工艺技术操作条件十分重要。控制系统可根据给煤量和粉煤输送载体量，分别给出每个喷嘴的粉煤流量，并自动调整每个喷嘴的氧气流量。粉煤输送载体压力应保持稳定，约为0.35-0.5MPa。氮，氧气的压力为0.6~1.0MPa，当氧气压力降至最低值(约0.6MPa)，氧气通道将自动切换成氮气，防止氧气通道中灌入熔体。

3、结语

近年来我国精铅产量稳步增长，已成为全球铅生产、消费中心，提高我国铅冶炼的装备水平和工艺设计水平对改善我国铅冶炼工业整体落后面貌，改善工作及大气环境，提高工业自动化及企业综合经济效益等均起着非常重要的作用。在QSL一步炼铅工艺中，应选择合理的粉煤输送及控制系统，以提高工作的安全和可靠性，起到降低能耗、减少污染的作用；选取合理的技术操作条件，提高粉煤的传输效率及还原作用，达到减少粉煤对管道和喷枪的磨损，降低液态渣中铅含量的目的。