يؤثر حجم جسيمات مُركّز الرصاص بشكل كبير على فرن صهر الرصاص الدوار، وينعكس ذلك بشكل رئيسي في كفاءة التفاعل، واستهلاك الطاقة، وحالة التدفق في الفرن، وصيانة المعدات. آلية العمل المحددة هي كما يلي:

1. التأثير على معدل التفاعل

1. تأثير مساحة السطح النوعية: كلما كان حجم جزيئات تركيز الرصاص أصغر، كلما كانت مساحة السطح النوعية أكبر، وكلما زادت مساحة التلامس مع الأكسجين، زادت سرعة تفاعل الأكسدة. وقد أظهرت الدراسات أن المواد الجزيئية الدقيقة تتأكسد بشكل أكثر اكتمالاً في ظل نفس ظروف التحميص.

2. حجم الجسيمات وانتقائية التفاعل: في تجربة التحميص الديناميكي، كلما كان حجم جسيم مقدمة سترات الرصاص أكبر، كلما زادت درجة أكسدة مسحوق الرصاص بعد التحميص. وقد يكون هذا مرتبطًا بحقيقة أن الجسيمات الدقيقة يسهل تكتلها، مما يؤدي إلى تعزيز قابلية الاختزال المحلية. لذلك، يجب تحسين نطاق حجم الجسيمات لتتناسب مع ظروف العملية.

2. التأثير على التدفق والتوزيع في الفرن

1. نفاذية الهواء ومنطقة عمود المواد الميتة: إذا كان حجم الجسيمات كبيرًا جدًا أو غير موزع بشكل متساوٍ، فسيتم تقليل فجوة المواد، وسيتم حظر قناة تدفق الهواء، وستقل نفاذية الهواء في الفرن، وستتشكل منطقة عمود المواد الميتة بسهولة، مما يقلل من كفاءة الصهر.

2. توحيد المواد: يضمن نطاق حجم الجسيمات المناسب (10-40 مم) تدفقًا موحدًا للمواد ويتجنب ارتفاع درجة الحرارة المحلية أو التفاعل غير الكافي. إذا كان الفرق في حجم الجسيمات كبيرًا جدًا، فستملأ قطع صغيرة من المواد الفجوات بين القطع الكبيرة، مما يؤدي إلى تدهور نفاذية الهواء.

3. التأثير على استهلاك الطاقة

1. كفاءة التفاعل والصهر الثانوي: قد يؤدي حجم الجسيمات الكبير جدًا إلى تفاعل اختزال غير مكتمل وزيادة استهلاك الطاقة في الصهر الثانوي. يتطلب كبريتيد الرصاص غير المؤكسد بشكل كافٍ تقليلًا إضافيًا للفحم، مما يؤدي إلى زيادة استهلاك الفحم.

2. عملية الرطوبة والتحبيب: تمتص الجسيمات الدقيقة الرطوبة بسهولة، ويؤدي تبخر الرطوبة بعد دخول الفرن إلى زيادة استهلاك الطاقة. يمكن لعملية التحبيب تحسين حجم الجسيمات ومحتوى الرطوبة وتقليل استهلاك الطاقة.

4. التأثير على تشغيل العملية وصيانة المعدات

1. خطر تآكل بطانة الفرن: قد يؤدي التحكم غير السليم في حجم الجسيمات إلى تسرب الرصاص السائل إلى مفاصل الطوب في الجزء السفلي من الفرن، مما يؤدي إلى تفاقم تآكل بطانة الفرن.

2. تأثير إزالة الرصاص والحماية البيئية: قد يؤدي مسحوق الرصاص ذو الحبيبات الدقيقة إلى زيادة نسبة الرصاص المنبعث مع غازات المداخن. إن تحسين حجم الجسيمات يمكن أن يؤدي إلى تحسين معدل استرداد الرصاص وتقليل حمولة معالجة غازات المداخن.

خامسًا: اقتراحات التحسين الشاملة

التحكم في حجم جزيئات تركيز الرصاص إلى 10-40 مم، وتجنب دخول الجزيئات كبيرة الحجم (>100 مم) إلى فرن صهر الرصاص، وغربلة المسحوق الناعم (<5 مم). يتم استخدام عملية التحبيب لتحسين تجانس المادة، كما يضمن التغذية المتدرجة في الفرن توزيعًا معقولًا لحجم الجسيمات. يتم تحقيق التحسين الديناميكي عن طريق ضبط حجم الجسيمات ومعلمات العملية من خلال ملاحظات بيانات المراقبة في الوقت الفعلي. باختصار، من الضروري الجمع بين خصائص المواد الخام وظروف العملية، وتحسين استراتيجية التحكم في حجم الجسيمات بشكل شامل، وتحسين كفاءة صهر فرن صهر الرصاص الدوار.