雙爐粗銅連續吹煉工藝技術(shù)

成果簡(jiǎn)介：

1.將銅锍吹煉所必須經(jīng)過(guò)的造渣期和造銅期，由PS轉爐吹煉工藝中的在一個(gè)吹煉空間、分先后間斷進(jìn)行，改變?yōu)榉种玫絻蓚€(gè)吹煉空間、分前后連續進(jìn)行，對應開(kāi)發(fā)造渣爐和造銅爐及連接溜槽，從而實(shí)現銅锍吹煉生產(chǎn)過(guò)程的連續，解決PS轉爐吹煉等工藝存在的一系列問(wèn)題。

2.2016年8月入選國家工信部頒布的有色金屬工業(yè)發(fā)展規劃(2016-2020)中銅冶煉重點(diǎn)推廣技術(shù);

2016年12月入選國家發(fā)改委頒布的《國家重點(diǎn)節能低碳技術(shù)推廣目錄》。適用于淘汰PS轉爐吹煉工藝的節能環(huán)保技術(shù)改造工程。

應用案例：

研發(fā)背景

自20世紀初PS轉爐吹煉一直是礦銅冶煉的主導工藝，雖然具有工藝成熟可靠、操作簡(jiǎn)單、氧氣消耗小、可處理大量殘極和雜銅等優(yōu)勢，但存在很多劣勢，如周期性作業(yè)、設備臺數多、熔體冰銅需行車(chē)和銅包輸送、煙氣量大濃度低且不穩定、逸散煙氣收集困難處理費用高、爐期短耐火材料消耗高等;近幾十年除了設備大型化和富氧空氣的應用以外，PS吹煉工藝幾乎沒(méi)有技術(shù)上的變化，隨著(zhù)銅冶煉行業(yè)的可持續發(fā)展必須符合綠色環(huán)保、高效節能、資源綜合利用等產(chǎn)業(yè)政策的要求，PS轉爐吹煉工藝的諸多缺點(diǎn)日益突出。目前，國際上比較先進(jìn)的閃速吹煉工藝和三菱法吹煉工藝，均較好地解決了環(huán)保問(wèn)題，但因造渣和造銅過(guò)程在一個(gè)吹煉空間內同步進(jìn)行，存在富氧空氣對吹煉渣中的鐵過(guò)度氧化,造成渣中Fe3O4含量過(guò)高,進(jìn)而導致吹煉渣含銅高、粗銅含硫和雜質(zhì)含量偏高等問(wèn)題。為解決上述吹煉工藝存在的問(wèn)題，赤峰云銅首創(chuàng )性自主研發(fā)成功雙爐粗銅連續吹煉工藝技術(shù)并成功實(shí)現工業(yè)化應用。

作用原理

將冰銅吹煉成粗銅的生產(chǎn)過(guò)程由兩臺爐窯連續完成，造渣爐把冰銅吹煉成含銅75～80%的白冰銅(相當于PS轉爐吹煉的造渣期)，造銅爐把白冰銅吹煉成粗銅(相當于PS轉爐吹煉的造銅期)。技術(shù)原理如下：

(1)冰銅吹煉成粗銅過(guò)程連續，解決了PS轉爐吹煉間斷進(jìn)料、分期作業(yè)、煙氣逸散環(huán)保差、漏風(fēng)率高、作業(yè)率低等問(wèn)題;

(2)熔融態(tài)冰銅通過(guò)溜槽轉運，充分利用液態(tài)冰銅顯熱且解決了PS轉爐操作需采用行車(chē)吊運冶金包、斷續進(jìn)料的作業(yè)程序，同時(shí)也省去了閃速吹煉工藝必須將液態(tài)冰銅水淬、磨細、烘干等復雜流程;

(3)連續作業(yè)、爐膛溫度穩定、從而爐體耐火材料腐蝕輕、爐壽長(cháng)，消除了PS轉爐間斷作業(yè)、耐火材料熱震損傷大、爐壽短的缺陷;

(4)煙氣連續、溫度穩定從而可設置中壓余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽，煙氣余熱回收效果好、綜合能耗低;

(5)微負壓運行，無(wú)煙氣逸散環(huán)保好;溜槽及渣包等熔體排放點(diǎn)設煙氣收集，逸散煙氣100%收集處理，順利實(shí)現清潔生產(chǎn)。

市場(chǎng)分析

⑴在節能減排方面的市場(chǎng)潛力

①節能：赤峰云銅的生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用雙爐連續吹煉工藝技術(shù)，可使粗銅綜合能耗降低30kgce/t,全國400萬(wàn)噸產(chǎn)能，年可節約標煤12萬(wàn)噸。

②減排：赤峰云銅采用雙爐頂側吹連續吹煉技術(shù)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)踐證明，該技術(shù)不但可以徹底解決銅冶煉吹煉生產(chǎn)過(guò)程中含硫煙氣的無(wú)組織排放問(wèn)題，而且由于該工藝技術(shù)使吹煉煙氣量減少了50%多，從而不但使煙氣處理系統為冶煉生產(chǎn)騰出了近30%的空間，而且還大大減少了環(huán)境集煙氣量從而能使其匯入制酸系統，進(jìn)而使得除進(jìn)入冶煉廢渣以外的幾乎所有的硫都得到了回收利用，使銅冶煉的總硫回收利用率由原來(lái)的97%提高到98.3%，硫的總捕集率達到99.8%。以10萬(wàn)噸生產(chǎn)規模為例，原料中的硫銅比按1.3計算，全年總硫量約為13萬(wàn)噸，采用該連續吹煉工藝，因環(huán)集煙氣量減少和硫的回收率提高，硫的總捕集率可提高0.2%以上，每年可以減排SO2噸約560噸;如果國內所有使用PS轉爐的銅冶煉企業(yè)約400萬(wàn)噸的產(chǎn)能都采用該技術(shù)，每年可以減排SO2 近22400噸。

⑵在經(jīng)濟方面的市場(chǎng)潛力

①節省投資：如采用該連續吹煉技術(shù)對老工藝進(jìn)行技術(shù)改造淘汰轉爐，不但可以產(chǎn)生很大的環(huán)保效果，而且在不需要增加太多投資的情況下，就可以把產(chǎn)能提高20%。目前采用PS轉爐吹煉工藝的產(chǎn)能按400萬(wàn)噸計，可增產(chǎn)80萬(wàn)噸;按常規投資水平，每1萬(wàn)噸銅粗銅產(chǎn)能約需投資1.2億元，根據赤峰云銅的情況，采用連續吹煉技術(shù)進(jìn)行改造，只投資6000萬(wàn)元，就增加產(chǎn)能20000噸，1萬(wàn)噸產(chǎn)能只需投資3000萬(wàn)元，合計每1萬(wàn)噸產(chǎn)能比常規投資節省9000萬(wàn)元，增產(chǎn)80萬(wàn)噸，可為社會(huì )節省投資72億元。

②降本增效：以10萬(wàn)噸生產(chǎn)規模計算，采用該技術(shù)替代PS吹煉工藝，僅計算降低變動(dòng)成本增加的效益，每年增效3588萬(wàn)元，全國400萬(wàn)噸產(chǎn)能，年可節約成本14.35億元。再算增產(chǎn)效益，全國增產(chǎn)80萬(wàn)噸，按赤峰云銅的成本水平測算，噸銅增產(chǎn)效益約為2500元，80萬(wàn)噸的增產(chǎn)效益約為20億元。