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《NGL爐精煉廢雜銅工藝及其應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、廢雜銅火法精煉有別于液態(tài)熔融粗銅的火法精煉，其精煉工藝和裝備有很大差異。目前國內(nèi)大多數(shù)廢雜銅精煉廠都是采用固定式反射爐精煉，存在氧和還原劑利用率低、自動化程度不高、工人勞動強度大、操作環(huán)境惡劣、環(huán)境污染嚴重等諸多問題。國外大都采用傾動爐技術處理廢雜銅，具有環(huán)保、安全、自動化程度高等優(yōu)點，但是傾動爐沒有熔體微攪動裝置，傳熱傳質(zhì)能力較差，結(jié)構復雜。針對現(xiàn)有廢雜銅處理技術的不足，中國瑞林工程技術有限公司研發(fā)了“NGL”爐廢雜銅火法精煉工藝和裝備，現(xiàn)已在國內(nèi)幾個大型廢雜銅處理工廠應用。一、廢雜銅火法精煉的特點由于廢雜銅來源廣，成分復
2、雜，形狀各異，所以其火法精煉工藝和裝備有如下特點：（一）加料、熔化時間長加入爐內(nèi)的廢雜銅均為固體冷料，有塊狀、粉屑狀和絲狀料打成的包塊，加料速度慢，熔化時間長。在廢雜銅火法精煉中，加料和熔化時間占作業(yè)周期的一半以上，消耗的燃料占總量的80%以上，所以廢雜銅火法精煉時加料速度和熔化速率對生產(chǎn)效率和能耗影響很大。（二）成分復雜，精煉難度大廢雜銅中除了含有Pb、Zn、As、Sb、Bi、Ni、Fe等金屬元素，還經(jīng)常含有鹵族元素如F、Cl、Br和有機物等。進入火法精煉工序的廢雜銅一般雜質(zhì)含量在4%～20%，而液態(tài)熔融粗銅含雜質(zhì)一般在0
3、.5%～2%，所以廢雜銅的精煉需要根據(jù)不同的除雜要求反復氧化和造渣，有時還要造堿性渣等，所以精煉難度高，時間長。（三）渣量大，排渣次數(shù)多廢雜銅精煉造渣率一般在5%～10%，入爐物料品位低時造渣率更高。爐渣含銅高達20%～35%，渣量大、黏度大，所以廢雜銅精煉爐在結(jié)構上要考慮方便出渣作業(yè)。（四）揮發(fā)物多，煙氣處理系統(tǒng)要求高廢雜銅精煉過程中有大量可揮發(fā)物進入煙氣，如Pb、Zn和未燃盡的有機物等，有時煙氣含塵高達100g/m3，生產(chǎn)中控制不當會嚴重粘結(jié)爐子出口、煙道和余熱回收系統(tǒng)，給煙氣處理帶來很大的麻煩。二、NGL爐工藝及設備介
4、紹NGL爐是結(jié)合傾動爐和回轉(zhuǎn)式陽極爐的優(yōu)點而開發(fā)的。側(cè)面有大的加料門和渣門，另一側(cè)有氧化還原口和透氣磚，爐體可在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動。目前設計的NGL爐能力為100～270t，圖1為250t能力的NGL爐主、俯視圖及操作爐位圖。圖1?NGL爐示意圖NGL爐工藝處理廢雜銅步驟為：用加料設備將廢雜銅從側(cè)面的爐門裝入到爐內(nèi)，采用燃料燃燒加熱熔化物料，既可使用氣體燃料，也可使用粉煤等固體燃料，可采用普通空氣助燃，也可采用富氧或純氧助燃。當物料熔化了五分之一左右，開始從爐底的的透氣磚供人氮氣，物料熔化后將爐體傾轉(zhuǎn)一定角度，使氧化還原口埋入銅
5、液，將氧化風送入銅液中進行氧化作業(yè)，出渣時將爐體轉(zhuǎn)到出渣位倒渣。將爐體轉(zhuǎn)回到氧化作業(yè)位置，采用天然氣或液化石油氣作為還原劑，經(jīng)氧化還原口送入爐內(nèi)銅液中進行還原作業(yè)，還原完成后將爐體傾轉(zhuǎn)進行澆鑄。除裝料外，一直持續(xù)穩(wěn)定的經(jīng)透氣磚向爐內(nèi)鼓入氮氣對熔體進行微攪拌。為進一步了解NGL爐的熔化速率和尋求氧化風口的最佳位置，對NGL爐的精煉過程進行了計算機仿真，參考仿真結(jié)果對爐體結(jié)構、燃燒器的設置、氧化風口和透氣磚的位置進行了調(diào)整。三、NGL爐工藝的優(yōu)點（一）加料、扒渣方便?？稍跔t體側(cè)面靠近平臺處設置加料門和渣門，爐料可用加料車方便快速
6、的加入。爐渣門靠近渣線設置，既可倒渣，也可方便的扒渣；（二）熱效率高。爐體緊湊、密閉，氧化、還原管道固定在爐體上，作業(yè)時不需要打開爐門操作，熱量外泄少，漏入的冷空氣少。在爐體上布置了多塊透氣磚，通入氮氣攪拌，加速了傳熱傳質(zhì)，縮短操作時間，節(jié)省燃料消耗；（三）安全性高。由于爐體可以轉(zhuǎn)動且氧化還原管道固定在爐體上，避免了人工持管操作可能發(fā)生的安全事故，減小了工人的勞動強度；遇到故障時爐子可迅速轉(zhuǎn)到安全位置，避免“跑銅”事故的發(fā)生，操作安全；（四）環(huán)保條件好。爐體密閉性能好，氧化、還原時不需要打開爐門操作，減少了煙氣外逸；借助爐體
7、轉(zhuǎn)動可以控制氧化還原管的埋入深度，加上透氣磚的氮氣攪拌作用可提高還原劑的利用率，減少黑煙生成；在爐后設置有完善的煙氣處理系統(tǒng)，煙氣通過煙罩導入雙體結(jié)構的二次燃燒室，燒盡可燃物后進余熱鍋爐回收余熱，再進入布袋收塵達標后排放；（五）自動化程度高。整個系統(tǒng)采用了DCS控制，工藝參數(shù)均通過儀表自動檢測和調(diào)節(jié)，對一些需要精確控制和與安全有關的作業(yè)實現(xiàn)了電氣連鎖。四、NGL、爐工藝的主要技術經(jīng)濟指標爐料平均含銅90%；NGL爐能力250t（投料量270t／爐）；NGL爐作業(yè)周期24h(其中：加料及熔化14h、氧化4h、還原2h、澆鑄4h
8、)；精煉渣率5%;精煉渣含銅35%；爐子最大出口煙氣量（熔化期）：空氣助燃時25000m3／h，純氧助燃時5000m3／h；每噸陽極天然氣單耗：空氣助燃時110m3，純氧助燃時60m3；每噸陽極還原劑（天然氣）單耗8m3；澆鑄機能力80t/h；每噸陽極（雜銅－陽極銅）綜合能耗50kgce(
