半岛体育网页版_底吹连续炼铜三步与四步炼铜工艺评述及发展方向探讨

编者按：蒋继穆，男，出生于1939年，教授级高级工程师，中国恩菲工程技术有限公司高级顾问专家，全国工程勘查设计大师，享用政府特殊津贴专家。作为有色金属冶金领域专家，蒋继穆曾主持人设计多个国内外有色冶金领域重点工程，为行业技术变革、产业升级做出了最重要贡献。

他作为中国自律冶金技术氧气底刮起炼铜、精铅技术的主要发明人，全面参予了技术的创意研发及推广应用。当前，氧气底刮起技术早已沦为国内外铜、铅冶金领域的主流技术，针对冶金行业的发展变革，蒋继穆撰文从现有技术的研发应用于等方面展开了全面阐述，对技术的优势、严重不足展开了深入分析，为未来技术的探寻方向说明了道路。

期望此文可以为行业技术创新获取思路提示和理念反对，助力国内冶金行业凝力求强劲、自主创新、协同研制成功、勇攀高峰，加快前进有色强国构建从跟跑到并跑到排在的显然改变。工艺解释 2009年，中国恩菲工程技术有限公司、河南豫光金铅集团与山东东营方圆集团联合向国家科技部申报氧气底刮起倒数炼铜清洁生产工艺关键技术及装备研究，准许并被列入国家863研发课题。

2012年，中国恩菲联合已完成研发、结题并利用该成果，在河南豫光及山东方圆分别设计竣工年产电铜10万吨和20万吨的两家底刮起倒数炼铜产业化样板工厂。中国恩菲设计时考虑到吹炼炉炉寿短于熔炼炉，解决问题炉寿平均的措施有两种：在豫只另设一台底刮起吹炼炉，熔炼炉设置了铜锍加热、碎裂、储运回到吹炼的设施作为吹炼炉检修、熔炼炉之后生产的可用装置；在东营熔炼炉后设置了两台底刮起吹炼炉，一用一备，品字形配备，不另设冻铜锍生产量等可用装置。

两厂炼铜工艺皆为冶炼吹炼火法提炼电解提炼四步炼铜。即熔炼炉产高品位铜锍送来底刮起吹炼炉吹成粗铜，再行将粗铜送来阳极炉火法提炼后铸铁成阳极，阳极电解提炼为阴极铜。其中东营方圆利用两台底刮起吹炼炉同时工作，交错作业，吹炼炉将铜锍吹成粗铜后之后在吹炼炉中已完成不应在阳极炉中展开的水解、还原成提炼工序，必要生产阳极铜，中止了阳极炉，将传统的四步炼铜法修改为：冶炼吹炼特提炼电解提炼三步炼铜（方圆远比电解将其称作两步炼铜）。

豫光底刮起倒数炼铜样板工程于2014年、东营方圆于2015年陆续建成投产。两家皆为世界首次使用底刮起倒数炼铜工艺，科产业化研发，没现成操作者经验可可供糅合，陆续花上了三个月与六个月的思索时间超过设计生产能力。经过近两年的生产实践，两种工艺皆构建产业化运营，并累积了操作者经验，可可供新建工厂自由选择。工艺较为 由于豫光与方圆两厂生产规模差距一倍，必要使用两厂的单位产品成本、单位产品投资不作较为，并不科学。

再者，方圆冶炼厂在设计之初，为可信起见，腾出了阳极炉，但没加设冻铜锍产、储、货等装置，吹炼炉检修，如果没阳极炉，不能全系统投产，似乎不合理，新建厂无法早已拷贝。（目前，方圆采行两台吹炼炉轮流检修，检修时有助于减产，用原设计的一台阳极精炼炉过度，保持系统生产。

） 综合看，两种工艺的优缺点定性分析如下： （一）三段（方圆称之为两段法）优点 1. 流程较短，省却阳极炉工序，省两台阳极炉及设施的烟气收尘系统。省却这部分投资。2. 省却阳极炉操作者工人，提升了劳动生产率，减少了工资总额。

3. 省却一道粗铜溜槽和该道溜槽清扫工作并少一道溜槽烟罩及其冷却装置，增加环保烟气量。4. 较少了一道粗铜废气，减少了熔炼炉的配备高度，不利于熔炼炉安全性排渣，减少了冶炼厂房高度及其建设投资。5. 吹炼炉放铜铸铁期，可用作替换氧枪，会因替换氧枪而引发烟气波动，影响制酸。事物是辩证的，不利无以有弊。

（二）三段炼铜法必须之后探究之处 1. 吹炼炉由一个炉子倒数作业改回由两个炉子停歇作业。方圆目前的两个吹炼炉同时作业，其中由一个炉子倒数吹炼12小时，剩下12小时用作粗铜水解、鸡渣还原成、铸铁阳极板。两个炉子循环往复交错作业。由于各作业阶段温度有差异，吹炼与提炼拆分后对炉衬热震低于单一倒数吹炼炉，故其炉寿较短。

根据两厂信息，吹炼第一炉期寿命，豫光为18个月，方圆为6个月。据专家预测，单一吹炼炉炉寿可达2年，吹炼、提炼拆分炉寿平均1年。三步炼铜耐火材料单耗低于四步炼铜。

2. 吹炼提炼拆分必须炉体能储存日产铜量的2/3以上的操作者容积（16%残极循环、腾出20%以上再行吹炼启动液，再加半天的铸铁量）。这样吹炼炉设计得充足大。比较提炼与铸铁这12小时的操作者而言，是大马拉小车，这有两个有利点：一是炉子容量大，腾出再启动的阳极铜量就大，这部分阳极铜在炉内重复水解与还原成，适当多乏氧气与还原剂。

二是炉子大，铸铁期保温用气量也适当减少。英国研发炼钢吹炼时，原本没阳极炉，从实践中体会到特个小阳极炉储存粗铜符合铸铁占到时必须，可以大幅度提高炼钢的生产能力，而后又在阳极炉更进一步脱杂调质提升阳极铜质量，构成了今日广为应用于的四步炼铜工艺。三步法是四步法工艺的消息传递。

3. 四步炼铜连吹炉的铜、锍、渣层厚度基本相同，掌控喷枪压力与流量的平稳，比较简单易行。而三步法中铜、锍、渣三层熔体高度由大于交错至仅次于，铸铁已完成后，熔体变至大于，周而复始，总在变动中。操纵喷枪流量、压力平稳比较简单些，其中由水解并转还原成，喷枪有换气操作者，在时间的把控上必须有经验的操作员。新建企业投产、顺产、达产时间比较宽些。

由于吹炼炉体容量过于大，用作提炼，提炼渣无法扒除整洁，往往导致阳极板中带上渣，对电解导致不良影响。鸡渣后，深度还原成可消除阳极带上渣，但导致阳极含杂较高（被水解进渣的杂质又被还原成），不会减少阳极泥产量及其处置费用。4. 三步炼铜工艺为减少吹炼负荷，采行尽可能提升铜锍品位的措施。

方圆进吹炼炉的铜锍不含铜掌控在75%~78%。因而冶炼渣不含铜比较提升，渣精矿量减少。虽说不减少冶炼的燃料费，但减小了冶炼渣的储、运、选及渣精矿的储、运成本。

再者高品位铜锍部分金属化，其排送溜槽粘合后清扫艰难，溜槽须要砖墙及时冷却保温才讫。以上是定性描述保有或中止铜冶金过程的阳极炉提炼工序各自的优缺点，没定量。

在某年产电铜40万吨的工厂可研设计中，对使用豫光双底刮起炉四步倒数炼铜工艺与使用方圆三底刮起炉三步倒数炼铜工艺，展开技术经济定量分析，较为结果是：中止阳极炉的方圆三步炼铜方案，固定资产投资较四步法可减少大约4000万元，即吨铜投资可减少100元。但吨铜成本高大约40元~50元。除前述因素外，找到两台连刮起炉交错作业时，锅炉循环泵电耗较一台连吹炉的电耗大。

较为结果有两种意见，一部分人指出中止阳极炉的三步炼铜工艺，优点显著，是发展方向，随操作者经验的积累与耐火材质的改良，吹炼炉炉寿会更进一步缩短，生产成本将不会更进一步减少。建议搭配方圆方案，中止阳极炉提炼工序。另一部分人指出技术为经济服务。

豫光方案保有阳极炉的四步炼铜工艺吨铜成本更加较低、更加经济。在环保合格的条件下，经济的就是先进设备的，不应使用四步炼铜工艺。目前，两种工艺皆有工业实践中，从设计角度，缩放2~4倍，对于享有60多年设计经验的底刮起技术研发单位中国恩菲而言，都有十足把握，且不不存在工程风险，业主可在综合考虑到投资、成本、建设环境、实行条件、人力确保等因素后，对工艺展开综合自由选择。

如果四步炼铜工艺所产铜锍送来粒化，吹炼使用冷态倒数吹炼的模式，则四步炼铜工艺的冶炼主厂房高度可以减少，吹炼氧美浓提升烟气处置系统可以大幅度增大，四步炼铜工艺的投资也可更进一步增加。发展方向探究 无论双底刮起还是三底刮起（四步或三步）倒数炼铜，皆解决了炼钢吹炼导致的SO2的低空污染，较传统炼铜工艺在环保领域行进了一大步。

但底刮起吹炼有其固有缺点，并非最经济的吹炼方案。因为底刮起喷枪的送风压力必须6000kPa，如果必要吹炼冷铜锍，送风氧美浓一般较低，送风量大，动力消耗低于其他吹炼工艺，即吹炼成本较高。

只有在配上处置大量高品位冻铜料的条件下，送风氧美浓提升，才能反映底刮起吹炼的优越性。如一个年产10万吨矿铜的底刮起吹炼炉可以配上处置10万t/a的高品位废杂铜，并同时处置20万t/a电铜的残极，这种人组十分经济合理，能充分发挥底刮起吹炼的优越性。毫无疑问，目前所有矿铜的冶炼工艺，在同等规模的条件下，还没比底刮起冶炼工艺能耗更加较低、加工费用更加较低的。吹炼则要区别对待。

如果有大量冻铜料消耗富氧吹炼带给多余的热量，如前所述搭配底刮起吹炼是合理的。若无冷铜料，则搭配近年研发的多枪顶吹吹炼更为经济，因为其送来风压只有120kPa~200kPa，炉寿平均4年，单台吹炼炉的吹炼能力已约年产电铜30万吨，缩放到40万吨或更加多一点，从工程角度和反应机理都没问题。

现阶段建厂，作者指出环保、可信、最经济的炼铜工艺是底刮起冶炼、多枪顶吹吹炼、返炼钢提炼、平行流（流场）电解、冶炼渣选矿。更进一步修改铜冶金工艺，中国恩菲的研发动态集中于在火法贫化和综合重复使用方面。

冶炼渣目前最经济的处置方案是渣缓冷后选矿。该方案占地面积大、劳动生产率较低、投资偏高，有点拖泥带水，环保状况不理想。中国恩菲冶金首席专家李东波于是以率领团队展开CR炉的研发工作，初试结果令人伤心，未来将会走进一条结尾、环保、综合重复使用、高效的新的渣处置方案。

随着中国恩菲负压水冷技术的研发顺利，在底刮起炉内特一道水冷隔墙，一端炼低品位铜锍，另一端必要吹成粗铜。这样较为理想的炼铜工艺修改为底刮起炉冶炼成粗铜、粗铜返炼钢提炼、铸锭后送来电解车间，冶炼渣送来CR炉综合重复使用处置。

本文来源：半岛体育网页版-www.djysxw.cn