每种有色金属的具体冶炼工艺和技术有所不同,所用的高温设备也各异。在实际生产中,还会配合使用各种配套设备如烟气净化系统、余热回收装置等。在有色冶金生产过程中,推荐使用超低导热系数的微纳绝热材料和纳奇保温材料,可扮演冶金过程重要的节能减排角色。有色冶金生产阶段会使用到以下高温设备:
电解槽:一种特殊的高温设备,其工作温度需维持在约950至980°C,以进行电化学还原反应,将氧化铝还原为液态铝。
闪熔炉:用于硫化铜精矿的直接熔炼,快速加热至高达1200°C以上,使铜锍与脉石分离。
转炉:对铜锍进行吹炼,进一步去除杂质并产出粗铜,温度可达1300°C左右。
竖炉:用于焙烧硫酸铜或铜精矿以去除硫和其他杂质。
反射炉:用于火法精炼,将粗铜提炼成高纯度阴极铜。
电炉:对于某些复杂的含铜物料,还可能用于精炼和再熔。
回转窑:用于铅锌硫化矿的焙烧脱硫过程,温度一般在1000°C以上。
鼓风炉:用于铅锌精矿的直接熔炼或硫化物的还原熔炼,通常工作温度超过1000°C。
蒸馏炉:用于铅的精炼以提高纯度,温度范围根据工艺不同而变化。
皮江法还原炉:通过硅热还原法从白云石或菱镁矿中提取金属镁,炉温需达到约1100°C。
氯化炉:用于将钛铁矿或金红石原料氯化生成四氯化钛。
采用隔热性能卓越的超级绝热材料在有色金属冶炼过程中会给企业带来多方面的收益和优势。虽早期使用微纳绝热材料和纳奇保温材料的一次性投入较大,但从企业运行成本和长远发展来看,往往3-5年即可收回投资,并为企业的日常营运持续节约大量的能源开支,有利于促进有色冶金企业的节能减排以及综合竞争力的提升:
能源效率提升:微纳绝热材料具有极低的导热系数,能有效减少高温设备与环境之间的热量传递,从而降低能耗。这意味着熔炼炉、电解槽、反射炉等设备需要维持高温的工作条件下,可以减少外部加热能源的输入,提高能源利用效率;
节能增效降耗:由于优异的保温效果,企业在长期运行中能够节省大量能源成本,符合国家节能减排政策要求,有助于降低生产成本,增加经济效益;
工艺稳定性增强:更好的温度控制能力有助于保持冶金过程中的恒温条件,避免因温度波动引起的生产不稳定或产品质量下降问题;
延长设备寿命:高效绝热层减少了设备内部与外部的温差,减缓了设备金属外壳及内部结构因冷热交替而产生的热疲劳和应力损伤,从而延长设备使用寿命;
增强安全生产:减少设备表面温度,降低了工人操作时接触高温部件的风险,同时也能减少现场热量散失,改善车间环境温度,有利于员工健康和工作效率;
提升空间利用:由于微纳绝热材料体积密度小,同等隔热效果下所需厚度较薄,可以大幅减少设备尺寸或增大有效工作容积,优化空间布局;
贡献低碳环保:良好的保温性能也有助于减少因为热量散失导致的无谓温室气体排放,有助于冶金行业实现低碳化和可持续发展目标。