万吨再生铜综合回收利用项目可行研究报告.docVIP

20万吨再生铜综合回收利用项目 可行性研究报告 4 冶 炼 4.1 概述 本工程是以含铜9%以上的固体废杂铜为原料，经火法精炼和电解精炼最终产出阴极铜。采用NGL炉精炼。主要生产车间有原料处理、火法精炼、电解精炼和电解液净化、贵金属回收。生产能力一期工程为20万吨/年阴极铜。 本项目按一次建成设计。 4.2 冶炼原料﹑燃料及辅助材料 4.2.1杂铜原料 本项目所用原料主要为高品位废杂铜，经分类后打成包块，其物料成分见表4-1。 表4-1 高品位杂铜原料成分 成分 Cu Zn Pb As Sn Ni Fe 其它 % 92 2 1 0.10 1 0.22 1.68 原料物理特性：全部为固体。其中，线状：直径从不到1mm到20mm不等；铜件：各种形状，大小不等。 4.2.燃料 本项目燃料为天然气，成分见表4-。 表4- 天然气成份（mol%） CH4 C2H6 C3H8 CO2 H2S N2+Ne＋H2 96.322 0.406 0.05 2.185 ≤20mg/m3 1 密度：0.76276kg/ m3 低热值：35.3868MJ/m3 高热值：39.256MJ/m3 （3）熔剂及辅助材料 各主要辅助材料的成分详见表4- 表4- 石英石熔剂化学成分（%）及粒度 名称 SiO2 其它 Fe 粒度 石英石 ﹥9 8 ﹤2.0 20mm 4.2.原料﹑燃料及主要辅助材料消耗 原料、燃料及主要辅助材料消耗见表4-。 表4- 原料、燃料及主要辅助材料消耗 序号 项目 单位 数量 备注 1 高品位杂铜 t/a 含铜品位9％ 2 石英石 t/a 3 天然气 Nm3/a 2075.5×104 含还原剂 4 耐火材料 t/a 5 脱模剂 t/a 1200 6 硫酸 t/a 7 盐酸 t/a 4.3 生产规模、产品产量和质量标准 表4-产品产量和质量标准 序号 名称 单位 产量 标准 1 高纯阴极铜 t/a 200000 GB/T467-1997 Cu-CATH-1 2 粗硫酸铜 t/a Cu23% 3 粗硫酸镍 t/a Ni18% 4 黄金(99.99%) ㎏/a 1.212 GB/T4134－2003 5 白银(99.99%) t/a .3741 GB/T4135－2002 4.工艺方案选择铜资源的循环利用在世界各地均受到广泛重视。长期以来，熔炼铜精矿的冶炼厂一直有选择地将再生铜作为冷料加入转炉回收，但这种方法在处理量和杂铜品种方面均受很大限制。为此，许多国家包括中国先后兴建了专门处理再生铜物料（包括残渣）的铜冶炼厂，并积极研究、开发再生铜冶炼工艺，不断改进冶炼设备，使再生铜冶炼技术朝着高效、低耗、无污染和高质量的方向发展。 4.4.1再生铜的火法精炼目前国内高品位废杂铜火法精炼炉型有固定式阳极炉和倾动式精炼炉两种。 倾动式精炼炉是上世纪60年代由德国MAERZ公司开发的，该炉子的主要优点是综合了固定式阳极炉和回转式精炼炉的优点，炉体密闭性能好，操作环境好；炉子寿命长且维修方便，氧化、排渣、还原作业均无需人工操作，机械化自动化程度高。倾动炉为引进设备，引进设备造价较高，项目投资大、建设周期长。故本项目不予采用。 固定式阳极炉是目前国内广泛采用的一种传统处理高品位杂铜的精炼设备。该炉体结构简单，容易操作，原料燃料适应性广，造价低，建设周期短，处理高品位杂铜时环保效果良好，但存在操作劳动强度大，该炉子生产过程中炉门难以密闭，烟气泄漏严重，能耗偏高，不能使用气体还原剂，操作环境较差等缺点因此本工程不予考虑。 NGL炉是中国瑞林公司新开发的一种杂铜火法精炼炉，其氧化、还原功能与回转式阳极炉相同，但在炉体结构上作了较大的创新，使其能适应处理冷料，其机械化、自动化程度可达到倾动炉的水平，而造价大大低于倾动炉。 NG炉上设置了透气砖搅拌系统，其作用是通过炉底的透气砖将氮气喷入熔融铜中，利用惰性氮气具有较好的搅拌效果，对铜液进行清洁搅拌，从而提高冶金反应效率；缩短工艺过程；改善金属熔池的化学和温度的均匀性；降低阳极铜的含氧量；减少铜在炉内的冻结。 NGL炉采用稀氧燃烧技术。稀氧燃烧的基本过程：燃料和氧气分别通过两个单独的喷口高速喷射进入炉膛内，燃料和氧气被炉膛中已有的高温烟气（燃烧产物）迅速稀释，在燃烧区间氧浓度达到2％～10％时燃烧过程即可正常进行。稀氧燃烧与传统的燃烧方式相比有其独特的燃烧效果：1）燃烧反应区呈漫射状分布于炉膛大部分空间，炉膛内热负荷分布均匀，没有过高温度点，形成一个均匀的加热体系；2燃烧产物3分子居多火焰辐射强度高，利于加强传热效果；3）N