・ １Ｏ ・ 有色金属（冶炼部分）（ｈｔｔｐ：／／ｙｓｙ１．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ） ２０１５年第９期 ｄｏｉ：１０．３９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－７５４５．２０１５．０９．００３ 铜陵有色“双闪’’铜冶炼工艺生产实践 孙来胜，柴满林，孟凡伟 （铜陵有色金属股份有限公司金冠铜业分公司，安徽铜陵２４４０００） 摘要：介绍了金冠铜业闪速熔炼和闪速吹炼（双闪）铜冶炼的工艺技术、主要设备、生产实践及存在问题 与对策。 关键词：铜；闪速熔炼；闪速吹炼；生产实践 中图分类号：ＴＦ８１１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７－７５４５（２０１５）０９－００１０－０５ Ｐｌａｎｔ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ“Ｄｏｕｂｌｅ—Ｆｌａｓｈ’’Ｃｏｐｐｅｒ Ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｉｎ Ｔｏｎｇｌｉｎｇ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ ＳＵＮ Ｌａｉ—ｓｈｅｎｇ，ＣＨＡＩ Ｍａｎ—ｌｉｎ，ＭＥＮＧ Ｆａｎ—ｗｅｉ （Ｊｉｎｇｕａｎ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔｏｎｇｌｉｎｇ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｔｏｎｇｌｉｎｇ ２４４１００，Ａｎｈｕｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｍａｉｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｐｌａｎｔ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ａｎｄ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ “Ｄｏｕｂｌｅ—Ｆｌａｓｈ”ｃｏｐｐｅｒ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｉｎ Ｊｉｎｇｕａｎ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｐｐｅｒ；ｆｌａｓｈ ｓｍｅｌｔｉｎｇ；ｆｌａｓｈ ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ；ｐｌａｎｔ ｐｒａｃｔｉｃｅ 铜陵有色金属集团股份有限公司（简称铜陵有 色）“双闪”铜冶炼工艺充分吸收了Ｋｅｎｎｅｃｏｔｔ和祥 过水运至金园码头，由胶带运输至精矿库内；国产矿 通过汽车运至精矿库。各种铜精矿根据生产要求带 入配料厂房配料仓内，与吹炼渣、石英砂、渣精矿按 一光闪速吹炼技术方案设计与生产操作等方面的经 验，结合铜陵有色在闪速熔炼技术上多年的生产经 验，在工艺配置、设备选型方面进行了诸多技术创 新。项目设计规模为年产４Ｏ万ｔ阴极铜。主要包 括：蒸汽干燥、闪速熔炼、闪速吹炼、回转式阳极炉精 炼、永久不锈钢阴极法电解、动力波洗涤两转两吸制 定比例配比后，经蒸汽干燥、浓相输送至炉顶干 干矿与人炉烟尘通过失重计量后，经风动溜槽 矿仓。 混合由精矿喷嘴加入闪速熔炼炉，熔炼产出含铜 ７Ｏ 的冰铜、炉渣与含尘高温ＳＯ。烟气。冰铜粒化 后进入粒化池，由捞冰铜机捞取后，用胶带输送机送 酸、熔炼渣选矿处理等工艺流程［１－３３。“双闪”项目 ２０１０年３月开工建设，２０１２年１Ｏ月建成，２０１２年１２ 至穹顶式冰铜仓，由堆料机进行配料贮存，并进一步 脱水；熔炼渣由渣包车送渣缓冷场进行缓冷，经破 月１８日闪速熔炼投料试生产，２０１３年１月１８日闪速 吹炼炉投料试生产，１月２１日产出第一炉阳极铜，２ 月６日电解通电生产，２月１４日产出首批阴极铜。 碎、球磨和浮选，产出渣精矿和尾矿［１］。渣精矿返回 闪速熔炼炉，尾矿外售。 １ 工艺特点及主要设备 １．１工艺流程 冰铜仓内贮存的冰铜送至冰铜磨，研磨后的冰 铜粒度８Ｏ 小于７４｜ｌｍ，水分小于０．３ ，通过负压 气流输送至炉顶的冰铜仓，冰铜和生石灰进入风动 溜槽进行混合，由冰铜喷嘴加入反应塔。粗铜通过 铜精矿来源为进口矿和国产矿，进口铜精矿通 收稿日期：２０１５—０４—０９ 作者简介：孙来胜（１９７３一），男，安徽人，高级工程师 ２０１５年第９期 有色金属（冶炼部分）（ｈｔｔｐ：／／ｙｓｙ１．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ） ・ １１ ・ 溜槽排入阳极炉。吹炼渣水淬后，通过捞渣机进行 收集，由汽车转运至精矿库，返回闪速熔炼炉处 理 ］。 入余热锅炉冷却除尘，再经沉尘室进入电收尘进 一步除尘后混合进入制酸系统。产出烟尘由烟尘 输送系统分别输送到闪速熔炼与闪速吹炼炉顶烟 尘仓。阳极炉烟气通过空气冷却器进行冷却。氧 化期烟气送硫酸车间，还原期烟气经布袋收尘后 直接排空。 粗铜在２台阳极炉中精炼后通过双圆盘浇铸机 浇铸成阳极板。电解残极用竖炉熔化，由同一台圆 盘浇铸机浇铸成阳极板［引。阳极板送至电解车间进 行电解精炼，产出阴极铜。 闪速熔炼炉与吹炼炉产出的含尘ＳＯ：烟气进 １．２主要设备及参数 主要设备规格型号及技术指标见表１。 表１ 主要设备规格、型号及技术指标 Ｔａｂｌｅ １ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｍａｉｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ２ 生产实践 闪速熔炼炉投产初期遇到的主要问题是冰铜水 淬系统中的捞冰铜机故障率高、烟尘系统刮板机故 修复排放口，增加余热锅炉换热管束等。闪速吹炼 炉的投料量在检修结束后，最高提升至８５ ｔ／ｈ。试 生产期间，炉内反应状况良好，各项工艺指标均控制 在正常范围。 障等。试生产期间，冰铜品位和渣含铜基本稳定在 ～阳极炉２０１３年１月１１日点火烘炉，１月１８日 进吹炼炉粗铜进行生产，存在问题主要表现在氧化 还原时间长、倒渣困难、前期圆盘故障率较高等。 经过为期一年的试生产，铜陵有色“双闪”铜冶 炼工艺试生产过程非常顺利，远远好于预期效果，闪 速熔炼炉和闪速吹炼炉运行稳定，各项工艺参数指 ６８ 和２．３ 以内。初期ＦＳＦ投料量控制在１０ｏ １４０ ｔ／ｈ，熔炼炉运行平稳，试生产后期投料量最 ～大提升至２６５ ｔ／ｈ。由此可看出，闪速熔炼炉试生产 是顺利的。 闪速吹炼炉初始投料量为３５ ｔ／ｈ，试生产过程 总体顺利。２０１３年３月３日，由于相关原因，造成 标正常，详细结果见表２与图１～２。 粗铜排放口“跑铜”。之后进行了为期１５天的检修： ・１２・ 有色金属（冶炼部分）（ｈｔｔｐ：／／ｙｓｙ１．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ） ２０１５年第９期 、暖扣燃 。０Ｉｓ、 冰、 如期 冰 国 疃 霎 月份 月份 Ｕ 图２ 闪速吹炼炉开炉初期渣含铜和 图１ 闪速熔炼炉开炉初期冰铜品位和 渣成分控制 Ｆｉｇ．１ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｏｆ ｍａｔｔｅ ｇｒａｄｅ ａｎｄ ｓｌａｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌａｓｈ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ＣａＯ／Ｆｅ控制 Ｆｉｇ．２ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｉｎ ｓｌａｇ ａｎｄ ＣａＯ／Ｆｅ ｏｆ ｆｌａｓｈ ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ３ 试生产期间存在主要问题及对策 ３．１冰铜排放及水淬系统 水淬池内的水通过管道排至浓密池，在浓密池 加碱调节池内ｐＨ，浓密池底流通过渣浆泵送至捞 冰铜机斗。浓密机的循环水溢流进热水池，经冷却 塔进冷水池，采用加压泵送至冰铜水淬粒化头。 闪速熔炼炉设置了６个冰铜排放口，每２根溜 槽汇合成１根进入冰铜水淬系统。冰铜水淬及运输 系统设置３套粒化、脱水及运输装置。单台捞冰铜 机能力１５０ ｔ／ｈ，高温冰铜熔体在水淬池内粒化成粒 该系统存在的主要问题及对策如下。 １）捞冰铜机故障 捞冰铜机是自主研发的产品，在试生产初期存 在的主要问题有：（１）捞冰铜机的斗子结构强度、斗 子与链条的连接强度不足。捞冰铜机运行过程中， 大块冰铜造成斗子变形与脱落，脱落的斗子掉入水 淬池，埋入细冰铜当中，进而造成其他斗子的损伤与 度小于５ ｍｍ的固体冰铜颗粒，冰铜和水的混合物 由捞冰铜机捞出，含水降至４ ～６ ，湿冰铜由胶 带运输机送至冰铜穹顶堆场，由堆料机进行配料堆 放，并进一步脱水。 ２０１５年第９期 有色金属（冶炼部分）（ｈｔｔｐ：／／ｙｓｙ１．ｂｇｒｉｍｍ．ｏｎ） ・ １３ ・ 脱落，恶性循环；（２）粒化池内壁的防爆衬板脱落，掉 入水淬池，对捞冰铜机的正常工作带来危险；（３）冰 铜头部溜槽出口下方冰铜结瘤严重，清理后形成大 块进入水淬池。 采取的措施：（１）对捞冰铜机的斗子进行结构加 强，同时改进斗子与链条的连接方式；（２）通过摸索 先后使用机械推杆、高压蒸汽喷吹及加大冰铜溜槽 头部角度等手段，解决冰铜头部溜槽出口下方冰铜 结瘤严重问题；（３）通过清理水淬池，降低捞冰铜作 业高度，消除冰铜在水淬池当中堆积与凝结成大块 的问题；（４）清理出衬板，在检修期间对池壁的防爆 衬板进行加固。 ２）细冰铜颗粒大量进人浓密池 捞冰铜机的斗子滤孔大，再加上浓密机底流对 斗子内冰铜的冲击，使得冰铜捞取效果差。造成冰 铜颗粒在池内堆积，捞冰铜工作位置高度被上移；大 量细冰铜颗粒，溢流进入浓密池，加大了浓密机的负 荷。生产中，一方面造成了浓密机底流管道堵塞，引 发浓密机耙子压住不能运行，ＦＳＦ被迫停炉；另一 方面，加大了对底流泵与管道的磨损。 采取的措施：（１）在斗子内衬钢丝网；（２）将浓密 机底流引入水淬池，不进人捞冰铜的斗子；（３）在水 淬池的溢流口增设闸板，提升溢流高度；‘（４）通过控 铜放炮，减少细颗粒冰铜的产生。 ３）水淬循环水水质恶化 为了防止水淬循环水酸性的升高对设备与管道 造成腐蚀，不断向浓密机内加入固体碱，循环水当中 盐分不断浓缩，并析出；另外，冰铜当中铜、砷等离子 不断进入水淬循环水，浓度持续提升。化验数据显 示，铜离子浓度最高达到７．７９ ｍｇ／Ｌ，砷离子浓度最 高达到３０。０１ ｍｇ／Ｌ。 采取的措施：每天定量抽取２００～３００ ｒｎ。循环 水送硫酸污水处理，并由动力中心补充生产回用水。 ３．２烟尘系统 闪速熔炼与闪速吹炼烟尘系统包含：余热锅炉、 沉尘室、电收尘与烟尘输送系统。熔炼烟尘主要由 Ａ、Ｃ烟尘组成：Ａ烟尘指ＦＳＦ电收尘和沉尘室收集 的烟尘；Ｃ烟尘是指ＦＳＦＷＨＢ收集的烟尘。闪速 吹炼烟尘主要由Ｂ、Ｄ烟尘组成：Ｂ烟尘指ＦＳＦ电收 尘、沉尘室与ＦＣＦＷＨＢ对流部收集的烟尘；Ｄ烟尘 是指ＦＣＦＷＨＢ辐射部收集的烟尘。存在的主要问 题及采取的措施如下。 １）烟尘发生率高 烟尘发生率过高，一方面造成烟尘系统负荷加 大，严重时造成锅炉、烟气管道及电收尘入口等烟气 通道粘接堵塞，直接影响生产；另一方面，烟尘平衡 难度加大，出现烟尘系统设备故障时，烟尘被迫开路 返回精矿库，给ＦＳＦ配料带来困难。在烟尘开路操 作过程中，烟尘飞扬，造成环境污染。 （１）ＦＳＦ烟尘发生率高。主要原因是精矿喷嘴 操作参数的控制、原料中铅、锌含量及返回精矿库烟 尘拌料效果。 采取的措施：一是通过实践摸索不同装入量条 件下精矿喷嘴的操作参数，根据料量变化及时调整； 二是根据人炉铜精矿的铅、锌含量，调整配比，控制 入炉混合矿铅、锌含量。三是加强返库烟尘拌料效 果的控制，做到混合均匀。试生产后期，ＦＳＦ烟尘 率得到有效控制。 （２）ＦＣＦ烟尘发生率高。主要原因，一是分布 风量偏大、工艺风速偏高；二是冰铜失重给料量波动 大；三是冰铜喷嘴反应状况差。 采取的措施：一是降低分布风量与工艺风速；二 是对冰铜失重系统给料波动进行技术攻关；三是定 期对分布器进行清理。 ２）烟尘刮板机故障率高 （１）余热锅炉辐射部刮板机被活动格栅、烟尘大 块和异物止住后，造成刮板链条断齿严重，断齿进入 下方烟尘破碎机造成破碎机故障。 措施：一是除去活动格栅，使用导轨固定格栅； 二是更换改进型刮板链条；三是增设大块清理孑Ｌ。 （２）Ｃ烟尘集合刮板存在设计与制造等问题。 设计方面有：水平段与上坡段的组合结构；对流 部刮板的烟尘通过下料管进入Ｃ烟尘集合刮板中 部的上箱体，此部分刮板链条负荷过大。 设备质量方面：刮板链结构设计强度差造成断 链；制造质量不合格造成断齿；刮板头部电机安装固 定强度不足。 措施：对Ｃ烟尘集合刮板进行整体改造，将刮 板机拉直；上段增设隔板，利用上链均匀刮灰到下箱 体，减小对流部烟尘进入区域负荷；改进刮板链结构 形式。 （３）烟道、沉尘室烟尘大块坠落造成沉尘室刮 板、电收尘刮板机压住。 原因：一是烟气流量调节阀位置烟尘结块严重； 二是沉尘室上部烟尘粘结严重，造成“Ｈ”型脱落；三 是电收尘入口存在水平过渡段，烟尘堆积，在清理过 程中，烟尘造成电收尘灰斗与刮板机压死。 措施：移除烟气流量调节阀；对沉尘室支撑方式 ・ １４ ・ 有色金属（冶炼部分）（ｈｔｔｐ：／［ｙｓｙ１．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ） ２０１５年第９期 由原设计内部焊接支撑改为对穿拉杆张紧支撑；电 收尘入口结构改造，削除水平段；加大沉尘室刮板电 机功率和链条强度。 ３）烟尘输送系统的故障 ＦＳＦ投料初期，烟尘正压输送存在操作参数设 定错误，造成Ａ、Ｃ烟尘输送存在“稀相”输送现象， 造成管道与弯头部位磨损严重；烟尘当中结块（尤其 Ｂ烟尘结块严重）、异物等造成烟尘泵入口与出口堵 塞，且圆顶阀的密封磨损严重；炉顶烟尘目标仓配套 布袋收尘器与风机能力过小，烟尘输送过程中，出现 正压泄漏造成环境污染。 措施：对事故烟尘输送设备进行技术改造和参 数调整，增加烟尘泵称重装置和参数调整，解决“稀 相”输送问题；在喷吹压缩空气管道增设压力调节装 置和安装节流孔板，减小输送管道的磨损；大修期间 更换输送管道；在刮板机出料口下方及烟尘泵给料 仓内设置格筛，防止烟尘块或异物进入烟尘输送泵； 做好烟尘系统的密封，减少结块的产生。通过改造 加大炉顶烟尘仓布袋收尘器及配套排风机的能力； 通过对各烟尘输送系统的控制程序进行修改，增加 之间的联锁控制，避免同时向烟尘目标仓输送。 ３．３溜槽存在的问题 ３．３．１冰铜溜槽 主要问题：１）溜槽保温效果差；２）两条冰铜溜槽 汇合部位粘接或冲涮过快，同时影响两个冰铜口的 作业；３）冰铜带渣。 采取的措施：１）使用盖板砖与保温硅酸铝板进 行溜槽的保温，提高溜槽保温效果；加强冰铜温度控 制；增加冰铜排放口径；改进保温烧嘴；２）对冰铜溜 槽位置进行调整：减小汇合部位（汇合位置使用铜水 套溜槽）；３）加强炉况管理，降低炉底结，通过调节烧 嘴和渣口排放管理，消除侧墙粘接。 ３．３．２粗铜溜槽 主要问题：１）溜槽保温烧嘴数量偏少，对整条溜 槽的保温效果差；２）溜槽盖板封闭不严，漏风漏火处 较多；３）粗铜口排放流量小，粗铜易在溜槽内形成粘 接；４）溜槽清理不彻底，残留小块多，粗铜排放时淤 塞了溜槽；５）ＳｉＣ内衬质量存在问题，烧烤过程中多 次炸裂；６）末端铸钢溜槽偏短，阳极炉受料口易形成 粘结。 采取的措施：１）重新布置阳极炉进料溜槽，减少 铜口排放过程中的相互影响；２）增加烧嘴、改进保温 与密封方式；３）对末端铸钢溜槽进行改进，消除溜槽 出口下沿“挂胡须”现象；４）加强炉况控制与粗铜排 放温度的控制；５）加强溜槽使用与维护管理，避免溜 槽质量与检修进度影响到粗铜排放。 ４ 结束语 铜陵有色“双闪”试生产过程仅用时不到６个 月，创下同类工厂的最好水平。经过２年的生产，目 前，闪速熔炼炉投料量稳定在２６５ ｔ／ｈ，闪速吹炼炉 投料量稳定在８５ ｔ／ｈ。 参考文献 ［１］周俊，孙来胜，孟凡伟，等．铜陵新建闪速熔炼一闪速吹 炼项目概述［Ｊ］．有色金属（冶炼部分），２０１３（２）：５－９． ［２］孟凡伟，王守全．金冠铜业闪速熔炼工艺试生产实践 口］．中国有色冶金，２０１５，４４（２）：１６—１８． Ｅ３］周松林．祥光“双闪”铜冶炼工艺及生产实践［Ｊ］．有色 金属（冶炼部分），２００９（２）：１１－１５． Ｅ４］周俊．闪速吹炼技术评述ＥＪ］．有色金属工程，２０１１，１ （３）：３０—３６． Ｅ５］吴继烈．冰铜闪速吹炼工艺评述［Ｊ］．有色金属（冶炼部 分），２０１４（６）：３４—３９．
