阳极炉火法精炼工艺规程.docx
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阳极炉火法精炼工艺规程
阳极炉火法精炼工艺规程
阳极炉火法精炼工艺规程
1范围
本标准规定了阳极炉火法精炼的工艺流程、原料质量要求、岗位操作规程、产品质量要求、主要技术经济指标和主要设备。
本标准适用于以粗铜为原料,通过氧化、还原、浇铸生产阳极板的工艺操作过程。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。
凡不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
YST006—1990铜冶炼厂工业设计规范(试行)
3工艺流程
阳极炉火法精炼工艺流程见图1。
4基本原理
火法精炼主要包括两个过程:
氧化和还原。
氧化是利用杂质对氧的亲和力大于铜对氧的亲和力,且杂质氧化物不溶于液态金属铜的原理,通过鼓入N2搅拌,利用粗铜自身含氧将杂质除去。
还原采用混合气(N2+LPG、N2+天燃气),通过氮气增加铜液的搅拌强度,利用LPG或天燃气裂解产生的氢气和一氧化碳将氧化亚铜还原为铜。
主要化学反应为:
氧化:
Cu2O(液)+Me(液)=MeO(液)+2Cu(液)
还原:
Cu2O(液)+H2(气)=2Cu(液)+H2O(气)
Cu2O(液)+CO(气)=2Cu(液)+CO2(气)
透气砖技术:
通过在阳极炉炉底增设透气砖装置,氮气从炉体底部鼓入,以增强熔体搅动,进一步改善动力学条件,主要目点及效果:
a)缩短作业时间,提高产品质量,延长风口寿命。
b)降低重油及液化石油汽(LPG)消耗。
c)利于排渣操作,提高炉口寿命。
d)改善环保,进一步降低黑烟排放。
5原料质量要求
5.1粗铜:
Cu:
98.5%
S:
0.35
As:
0.21
Pb:
0.06
O2:
0.48
夹渣率:
0.4%
5.2重油:
符合Q/TLYS-JLTY03J004-2008重油
5.3硫酸钡:
BaSO4≥98.0%
5.4液化气:
表1液化气主要成份
组份
C2H4
C3H8
C3H6
C4H10
C4H8
C5
%
2.13
20.58
27.38
20.6
27.88
1.36
5.5天燃气:
表2天燃气主要成份
组份
C1
C2
C3
iC4
nC4
N2
CO2
He
%
94.7
0.55
0.08
0.01
0.01
1.92
2.71
0.02
6岗位操作规程
6.1详细岗位操作规程见《SOP》
6.2阳极炉火法精炼关键控制点
6.2.1透气砖参数控制
a)氮气压力:
总管0.6Mpa,分支不小于0.35Mpa,通常在0.40Mpa。
b)事故用压缩空气压力:
0.6Mpa。
c)流量:
根据铜火法精炼不同作业阶段以及各砖所处位置,设定不同的鼓入氮气流量,一般控制在20L/min~150L/min。
d)温度:
砖内温度不超过1050℃,砖表温度不超过350℃,否则说明砖消耗过多,必需更换。
6.2.2铜水温度控制。
氧化终点铜液温度:
1180℃~1200℃,还原终点铜液温度:
1220℃~1240℃。
6.2.2.1燃烧系统保持完好,保证燃烧效果
a)保证重油枪畅通,熄火及堵塞时及时用蒸汽吹扫,吹扫后仍堵塞时,则要及时更换油枪。
b)保证入炉前油压大于0.5Mpa,过滤器及时清理、疏通。
c)燃烧器冷铜及结垢及时清理。
d)雾化风随油量及时调整,保证良好的雾化效果。
6.2.2.2油量及燃烧风量随作业周期及时调整,避免铜温过高或过低
油量风量:
保温:
400l/h~650l/h5000Nm3/h~9000Nm3/h
氧化:
500l/h~700l/h6000Nm3/h~11000Nm3/h
还原:
0l/h~650l/h4000Nm3/h~8000Nm3/h
6.2.2.3炉内负压随作业周期及时调整,防止冷空气从炉口进入炉内过多,浪费能源,铜温控制困难
负压:
保温:
-20Pa~-50Pa氧化:
-50Pa还原:
-50Pa~-150Pa
6.2.2.4精炼渣控制好,精炼渣覆盖在铜水表面,传热性能差,热量不易传到铜水中,导致铜水温度过低
a)减少粗铜带渣,要求转炉粗铜终点判断准确,压好渣。
b)阳极炉及时排渣,严禁带渣还原作业。
6.2.3氧化、还原终点判断标准
a)氧化终点:
氧化样品表面平整,且略向下凹,呈砖红色。
b)还原终点:
还原样品表面平整,皱纹细而均匀,中心有油光色时。
6.2.4铜模模温、变形、开裂及模况控制
6.2.4.1模温控制,模温:
120℃~200℃。
a)模温检测装置保持完好。
b)喷淋水装置完好,喷嘴堵塞及时疏通,损坏及时修复,以保证喷淋效果。
c)喷淋水入口水压大于0.6Mpa
d)喷淋水开启严格按操作规程执行,即第一圈至第三圈浇铸时,只开顶部少量冷却水,之后调节底部和侧面水量,确保阳极板及模温在正常情况下。
e)保证喷涂效果,要求喷涂均匀,喷涂液按规定配比:
100L(H20):
25kg(Bas04):
1L(水玻璃)。
6.2.4.2铜模变形、开裂及模况控制
a)保证铸模质量,模面平整。
b)选择合适的铜模厚度,一般控制在280mm左右。
c)铜模背面增加“驼背”,增强铜模抗变形能力。
d)铜模表面增加加强筋,有效缓解热应力过度集中,导致铜模开裂。
e)模面细小裂纹,及是用大锤打平。
f)尽量减少粘模及顶杆灌死。
g)出铜前铜模及时调平,坏模及时更换。
6.2.5阳极板质量(物理规格)控制
a)控制好铜水温度。
b)保证浇铸设备完好,定时校验。
c)保证浇铸包、中间包砌筑质量及铜水装载量。
d)包嘴冷铜及时清理,不要在浇铸包正在浇铸时清理包嘴冷铜。
e)浇铸时浇铸包不得过量程。
f)及时开启冷却水,控制好冷却水量,控制阳极板离开铜模时温度约700℃,防止预顶起、顶起时,阳极板变形。
g)保证喷涂效果,防止粘模。
h)板面捣打料及时清理。
i)铜模及时调平、坏模及时更换。
j)铜模顶杆及时捶打或更换,防止漏铜及顶杆灌铜。
7产品质量要求
7.1阳极板
7.1.1物理规格
a)阳极板重量不得超出或低于计划重量10Kg。
b)阳极板上任意一处的厚度不得超出或低于计划厚度5mm。
c)两耳长度方向的端头,相距在1300±10mm之内。
d)不得有高出阳极板表面10mm的飞边、毛刺和鼓包等。
e)阳极板板面弯曲不大于10mm。
f)阳极板表面歪斜不大于6mm。
g)阳极板表面不得有明显的耐火料和夹渣。
h)密集气孔的区域面积不大于阳极板单面面积的2%。
7.1.2化学成份
a)Cu:
99.5%
b)S:
0.005
c)As:
0.1
d)O2:
1200~2000ppm
e)Pb:
300~800ppm
8主要技术经济指标工艺控制参数
8.1主要技术经济指标
a)处理粗铜量1753.2t
b)阳极板产量1598.04t
c)操作周期13.95h
d)阳极板单重380Kg
e)重油单耗16.0Kg/t-阳极
f)还原液化气单耗2.8Kg/t-阳极
g)还原天然气单耗5.0Nm3/t-阳极
h)阳极板合格率98%
8.2主要工艺控制参数
8.2.1氧化
空气压力320~410Kpa
空气流量≮600Nm3/h
重油流量500~700l/h
燃烧风量6000~11000Nm3/h
氮气流量≮600Nm3/h
氮气压力320~410Kpa
8.2.2还原
液化气压力320~410Kpa
液化气流量250~400Nm3/h
重油流量0~450l/h
燃烧风量4000~8000Nm3/h
氮气流量250~400Nm3/h
天燃气流量500~700Nm3/h
天燃气压力350~400Kpa
8.2.3保温
重油流量450~650l/h
燃烧风量6000~10000Nm3/h
8.2.4阳极炉烟气出口温度1350~1450℃
8.2.5排烟风机入口温度300~350℃
8.2.6阳极炉炉口水套冷却水流量80~100t/h
进口水温度25~35℃
出口水温度35~45℃
8.2.7氧化终点铜液温度1180~1200℃
8.2.8还原终点铜液温度1220~1240℃
8.2.9冷却塔进塔水温60℃
出塔水温38℃
8.2.10油泵出口压力0.9Mpa
8.2.11模温120~200℃,
9主要设备
表3主要设备
序号
设备名称
数量
规格型号及主要参数
备注
1
阳极炉
3
Φ4.3×13m440T钢壳厚50㎜,主电机:
90Kw,事故电机:
13Kw直流电机;快倾:
0.59r/min.慢倾:
0.026~0.052r/min,回转式内砌砖。
耐火砖:
半再结合镁铬砖
1)、I-E220×150×86/65mm
2)、C350×148×79/65mm
3)、L350×222×79/65mm
4)、I-A1425×111.4×104.2mm
5)、I-A2425×157/111.4×146.9/104.2mm
6)、I-D弧形砖
7)、I-C取样孔砖,异形砖
8)、I-B烧嘴孔砖,异形砖
9)、I-1、I-2、I-3氧化还原风口砖,异形砖
10)、D-1、D-2出铜口砖,异形砖
11)、I-M、I-N炉口砖,异形砖
2
燃烧室
3
L×B×H=2794×4434×8356㎜钢板厚12㎜,T=1350℃,内衬捣打料
3
园盘浇铸机
1
Q=85t/h28模单园盘,Φ=16.6m,
3.1
驱动电机
1
N=18.5Kw
3.2
喷淋风机
1
Q=40000m3/hP=2000PaN=55Kw介质:
水蒸汽T=100℃,
3.3
提取机
2
Q=450Kg转角:
240~2650
3.4
水槽
2
L×W×H=5000×1880×16500㎜水温:
70~80℃,
3.5
液压站
1
Q=140L/minP=130barN=3×37Kw
3.6
铜模
28
L×W×H=1350×1300×2800㎜重约3T
4
园盘浇铸机
1
Q=110t/hM18双园盘Φ=10m
4.1
驱动电机
4
N=4Kw无刷交流伺服电机
表3(续)
序号
设备名称
数量
规格型号及主要参数
备注
4.2
喷淋风机
2
Q=48737m3/hP=1877PaN=55Kw介质:
水蒸汽T=100℃,
4.3
提取机
2
Q=500Kg转角:
1500,N=5.5Kw
4.4
水槽
2
L×W×H=4900×1880×1800㎜N=11Kw水温:
70~80℃,
4.5
液压站
1
Q=140L/minP=130barN=2×37Kw
5
排烟风机
2
Q=180000m3/hP=3000PaN=250Kw介质:
烟气T=450℃,
5.1
偶合器
2
YOTGC560
6
燃烧风机
2
Q=21714m3/hP=6600PaN=75Kw介质:
空气温度:
常温
7
燃烧风机
2
Q=10000m3/hP=7000PaN=45Kw介质:
空气温度:
常温
8
稀释风机
3
Q=48299m3/hP=3100PaN=55Kw介质:
空气温度:
常温
9
稀释风机
2
Q=50000m3/hP=40000PaN=90Kw介质:
空气温度:
常温
10
冷却塔
2
Q=300m3/h,进塔水温:
60℃,出塔水温:
38℃
11
行车
1
Q=8TLk=31.5m
12
冷水泵
2
Q=590m3/hH=98mN=220Kw
13
热水泵
2
Q=580m3/hH=25mN=75Kw
14
热水泵
2
Q=570m3/hH=32mN=90Kw
15
高温电动蝶阀
2
D941H-0.5MnDN2000mmPN0.01MPa介质:
烟气T=450℃
16
电动滑板阀
2
D9L43H-0.1MnDN2200mmN=10Kw介质:
烟气T=450℃
17
重油罐
1
Q=50m3
18
重油机组
2
Q=3000L/hP=0.8MPaN=2.2Kw介质:
重油T=110℃
19
轻油罐
1
Q=7m3
本标准归口部门:
安环基础部
本标准起草人:
马云清
本标准审核人:
周俊、王习庆、蔡福如、梁洪流、刘树峰、盛放、江武
本标准批准人:
宋修明
本标准2008年9月30日实施。
粗铜
轻油罐
重油罐油机组油主行车
空气燃烧风机燃烧风烧嘴稀释风机空气
动力中心雾化风阳极炉燃烧室排烟风机烟囱
氧化空气
液化气站液化汽精炼铜精炼渣
制氧氮气中间包主行车返转炉
天燃气浇铸包喷涂硫酸钡
冷水池冷水泵冷水园盘浇铸机提取机阳极板
叉车送电解
热水池热水泵冷却塔热水热水
图1阳极炉火法精炼工艺流程图
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- 阳极 炉火 精炼 工艺 规程