传统式铜阳极炉砌筑及阳极火法精炼厂建设中的若干问题

□文/刘树景 朱文峰

传统式铜阳极炉砌筑及阳极火法精炼厂建设中的若干问题

Problems of Traditional Anode Furnace Masonry and Re fi nery Construction in Copper Industry

□文/刘树景 朱文峰

山东金升有色金属集团有限公司

在再生金属行业中，铜物料再生为电铜的主要流程是：

铜物料（挑选、打包）→阳极炉→阳极板→电解精炼→电铜

我国使用传统式阳极炉进行铜的火法精炼，生产铜阳极板的工厂占有相当大的比重。因此，对该种类型的工厂（车间）建设中的问题进行深入的探讨尤为必要。在今年9月南昌举办的中国再生铜产业链发展论坛上，《资源再生》杂志曾邀请山东金生有色金属集团有限公司的刘树景高级工程师来赣讲学，因项目建设正在紧张运行之中而未能成行，本期“俱乐部”栏目分两期刊发他的讲课大纲以供同学讨论。

一、工厂（车间）建设原则

1.生产工艺成熟可靠；2.压缩固定资产投入；3.应用节能技术；4.完善环保设施：对烟气进行治理，使工艺用水闭路循环；5.投产后立即达标，生产成本降为最低。另外，根据工厂的具体情况还应该明确设备配置及工程全部的档次定格。

二、生产规模、产品方案

以100吨传统式阳极炉为例，2台100吨阳极炉日产阳极板200吨，年生产天数300天，年生产阳极板为6万吨。

产品铜阳极板的主品位通常为Cu≥99.2%，阳极板重量分为三个档次：150±千克/块，380±千克/块，流通量最大的阳极板重量为250±千克/块。

三、建设项目的组成（见表1）

另外，还应注重界区内与外的相关项目，比如，前后工序的通道，检厅设施、给水、供电、排水等公共设施。

四、冶炼工艺

1. 原料

①打包铜线 化学成分：Cu90%~98%；物理规格：长500~900mm，宽450±mm，高450±mm；经挑选，无草袋，无塑料皮，无危险品，不夹带其他金属，不散化。②电解返回阳极炉的残阳极；不带酸与阳极泥，水分＜0.2%；③阳极炉自产废品；④含杂较高的“水洗”铜；⑤来路不明的各类铜锭；⑥形状特异的合金铜料。

2. 燃料 天然气；煤气发生炉自产的煤气；重油；粉煤；块煤。块煤阳极炉因效率极为低下，已被淘汰；粉煤阳极炉因环境污染严重，也被淘汰。目前，我国大多数阳极炉使用的原料为天然气、煤气、重油。在阳极炉生产实践中，能源成本均占直接生产成本的70±%。因此，燃料选择的原则是：使生产成本实现最低。

表1 建设项目所需设备

3. 造渣熔剂

石英石 SiO2≥90%；粒度4~8mm；视原料的不同，有时也要使用碱性熔剂。

4. 还原剂

特制的粉煤；天然气；重油；原木。生产实践中，还原末期使用原木还原，可以有效的提高阳极板质量。

5. 工艺流程

加料——熔化——氧化——还原——出铜

即使原料成分比较差，也应强化操作，合理的将单炉作业时间控制在24小时，以便更有条理地组织生产。

五、主要设备的选择原则

1. 阳极炉（以100吨阳极炉为例）

根据生产产量要求选择炉子容量，通常情况成对布置。考虑年生产天数300。

2. 圆盘浇铸机组

两台阳极炉可配单圆盘，也可配双圆盘。配双圆盘的目的不是作为备机使用，而是要双圆盘同时作业，缩短作业时间，炉子可设双出铜口与之配合。

采用定量浇铸可大大提高阳极板物理规格。若建设单位具备如下条件，应坚定不移的采用定量浇铸：生产产量大；阳极板重量较大250~400千克/块；出铜包，溜可方便的进行保温（煤气或天然气等）

某厂铸型机模面标高与其他重要标高之间关系如下：铸型厂房地面标高±0.00米；阳极模上表面标高0.20米；中间包上表面标高0.730米（考虑了定量浇铸）；出铜溜槽最低点标高1.00米；出铜口中心标高1.40米；加料作业平台上表面标高1.60米。

3. 燃料设备的选择（以100吨阳极炉为例）

4. 精炼主厂房吊车，可选2台5吨单梁起重机（地面遥控）

5. 铸型副厂房吊车，可选1台5吨单梁起重机（地面遥控）

表3 两种回水方式的对比表

注：厂房内若选择大吨位，少台数高空驾驶室操作控制是极为不合理的（针对传统式阳极炉）

6. 加料炉门、烟道闸板卷扬机，可选2吨卷扬，提升速度 8米/分。

7. 扒渣炉门、燃火孔水冷活动保护套，可选电动也可以选手动

8. 加料机

①桥式加料机桥式加料机加料效率高。炉口若设置了排烟罩，则无法选择使用桥式加料机。②落地式机械加料机；③叉车式加料机，叉车式加料机可使用5吨叉车改装叉车形式；带旋转铲头；可在集装箱内卸货（便于加料炉口的烟罩安装）

9. 炉体冷却循环水系统

①炉体冷却循环水系统的杂质开路

若炉体冷却循环水必须软化处理，厂区内由于电解需要蒸汽，可将炉体冷却循环水软化至蒸汽锅要求的程度，将带有温度的冷却水循环水送至锅炉系统，铜电解生产车间以蒸汽冷凝水不回收的方式形成炉体冷却水系统的杂质开路。

若炉体冷却循环水不需要软化处理，则每日可将定量的水排入铸型冷却循环系统以形成炉体冷却水系统的杂质开路。

②炉体冷却循环水系统的高位回水与低位回水

低位回水：需将水池建设成为地下水池；高位回水：可将水池建设成为半地下水池。

③防止塑料等杂物堵塞泵口的方法：在泵口吸水的最后一池的水道上设置筛网，筛网设置在水面之上，以便于清洁，最后一池上满网。

10.铸型机冷却循环水系统

最通常的设置：铸型机回水自流至冷却循环水池。特殊情况也可以考虑如下设置：

铸型机回水自流至-小（深）池；液下泵将小（深）池水，以压力输送方式送至冷却水塔；

冷却后的水，流至半地下循环水池。此种设计可将深地下水池改变为半地下水池。大大减少土建投入，运行成本增加不多。

11.氧化用空压机（两炉错开操作时间，共用）BLT-150A Q21m3/mm P0.7m Pa，若采用粉煤还原，可与氧化共用气源。

（未完待续）