(1)冶煉工藝及污染源
火法冶煉是主要的煉銅工藝。現(xiàn)代的火法煉銅是將浮選銅精礦熔煉為銅锍(俗稱冰銅),再經(jīng)吹煉產(chǎn)出粗銅,粗銅經(jīng)火法精煉后澆鑄成陽極板,再經(jīng)電解精煉獲得品位99.9%以上的電解銅。
造锍熔煉的傳統(tǒng)方法有鼓風(fēng)爐熔煉、反射爐熔煉和電爐熔煉,現(xiàn)已被閃速爐熔煉和熔池熔煉兩類強化熔煉所代替。
銅锍吹煉是將含Cu、F、S約90%以上的銅锍經(jīng)吹煉作業(yè)獲得含銅98%~99.5%的粗銅。銅锍吹煉的**工藝是采用ISA吹煉爐、三菱吹煉爐和閃速吹煉爐等。
粗銅的火法精煉是在陽極爐內(nèi)進行的,對于轉(zhuǎn)爐產(chǎn)出的液態(tài)粗銅,采用回轉(zhuǎn)式陽極爐精煉。經(jīng)氧化、還原等作業(yè),進一步脫除粗銅中的Fe、Pb、Zn、As、Sb、Bi等雜質(zhì),并澆鑄成含銅99.2%~99.7%的陽極板。對冷態(tài)粗銅或回收的紫雜銅等,則在固定式反射爐和近年出現(xiàn)的傾動爐中進行熔化和精煉作業(yè)。
銅電解工藝目前大多采用傳統(tǒng)電解法。
銅、鉛冶煉過程中,銀轉(zhuǎn)爐用作還原熔煉爐(貴鉛爐)和氧化精煉爐(分銀爐)進行銀冶煉生產(chǎn)。
銅、鉛冶煉產(chǎn)生的陽極泥所含大部分雜質(zhì)主要以氧化物形式存在。在還原熔煉爐(貴鉛爐)中,通過高溫和還原劑的作用,大部分氧化鉛被還原成金屬。鉛在沉降中大量溶解金、銀等貴金屬,形成貴鉛。
在氧化精煉爐(分銀爐)中,利用金、銀與氧的親和力小的原理,通過氧化作用,使各種雜質(zhì)以氧化物形態(tài)進入煙塵及渣,從而將金、銀初步精煉提純。
(2)除塵工藝
銅冶煉的流態(tài)化焙燒爐、鼓風(fēng)爐、反射爐、電爐、閃速爐、轉(zhuǎn)爐、連續(xù)吹煉爐、爐渣貧化電爐、白銀爐等煙氣中均含SO2,需凈化處理并制造硫酸。以前都用電除塵器凈化,現(xiàn)在袋式除塵器應(yīng)用逐漸增多。
由于煙氣溫度高,需經(jīng)廢熱鍋爐或其他煙氣冷卻裝置降溫。為了防止除塵器漏風(fēng),風(fēng)機有時設(shè)在除塵器之前;而有時則將風(fēng)機置于除塵器之后,以維持除塵器負(fù)壓操作。
吹煉電爐或連續(xù)吹煉爐煙塵中含有鉛、鋅、鉍等金屬氧化物,比電阻較高。
各種冶煉爐煙氣收塵流程如下:
1)密閉鼓風(fēng)爐和連續(xù)吹煉爐煙氣收塵系統(tǒng)如圖13—37所示。
2)反射爐-廢熱鍋爐-除塵器-風(fēng)機-制酸或排空;或反射爐-廢熱鍋爐-風(fēng)機-除塵器-制酸或排空;
3)白銀爐-廢熱鍋爐-旋風(fēng)除塵器-風(fēng)機-除塵器-制酸;

密閉鼓風(fēng)爐和連續(xù)吹煉爐收塵系統(tǒng)
圖13—37密閉鼓風(fēng)爐和連續(xù)吹煉爐收塵系統(tǒng)
4)閃速爐-廢熱鍋爐-沉降室-除塵器-風(fēng)機-制酸;
5)轉(zhuǎn)爐-廢熱鍋爐-沉降室-除塵器-風(fēng)機-制酸;
6)貧化電爐-廢熱鍋爐-除塵器-風(fēng)機-制酸;
7)流態(tài)化焙燒爐-廢熱鍋爐-旋風(fēng)除塵器-除塵器-風(fēng)機-制酸;
8)礦熱電爐-除塵器-風(fēng)機-制酸。
(3)工程實例
【常源機械實例】煉銅反射爐收塵。
重慶某銅業(yè)公司采用反射爐冶煉陽極銅,作業(yè)分為加料熔化、氧化、還原和澆鑄4個階段。其煙氣成分見表13—59n.
表13—59煙氣成分
名稱 CO2 O2 SO2 H2O N2
體積比(%) 12.5 4.5 0.025 8.0 75
煙塵成分:氧化期ZnO占60%,其余為PbO、SnO、Cn等。
出爐煙氣溫度為1300℃,先經(jīng)余熱鍋爐回收熱能,并降溫至350℃,再由機力冷卻器將溫度降至200℃,與爐門排出的二次煙氣(溫度約80℃)混合后進入袋式除塵器凈化。
機力冷卻器熱交換面積為300m2采用4臺冷卻用軸流風(fēng)機,可分別啟動或停機,以控制降溫幅度。
采用的長袋低壓脈沖袋式除塵器共有4個倉室。各倉室進、出口皆設(shè)閥門,可實現(xiàn)離線噴吹及離線檢修?;叶繁诎逶O(shè)有蒸氣盤管,保溫層厚度為100mm,并裝有空氣炮,防止灰斗卸灰不暢。
收塵系統(tǒng)如圖13—38所示。袋式除塵器主要規(guī)格和設(shè)計參數(shù)見表13—60。
煉銅反射爐收塵系統(tǒng)
圖13—38煉銅反射爐收塵系統(tǒng)
表13—60煉銅反射爐袋式除塵器主要規(guī)格和參數(shù)
名稱 參數(shù)
處理煙氣量/(m3/h) 85250
入口溫度/℃ ≤150
濾袋材質(zhì) PPS+PTFE
濾袋規(guī)格(直徑×長度)/mm φ130×6020
濾袋數(shù)量/條 672
過濾面積/m。 1650
過濾風(fēng)速/(m/min) 全過濾 0.86
一個倉室離線 1.15
出口含塵濃度/(mg/m。)(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)) ≤20
設(shè)備阻力/Pa ≤1800
設(shè)備漏風(fēng)率(%) ≤2
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