阳极炉火法精炼工艺规程

Q/TLYS－JLTY04J003.002—20081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。Q/TLYS－JLTY04J003.002—200825原料质量要求5.1粗铜：Cu：98.5%S：0.35As：0.21Pb：0.06O2：0.48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C2H4C3H8C3H6C4H10C4H8C5%2.1320.5827.3820.627.881.365.5天燃气：表2天燃气主要成份组份C1C2C3iC4nC4N2CO2He%94.70.550.080.010.011.922.710.026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。Q/TLYS－JLTY04J003.002—20083b）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/h6.2.2.3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～－150Pa6.2.2.4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0.6Mpad）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。Q/TLYS－JLTY04J003.002—20084f）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：0.005c）As：0.1d）O2：1200～2000ppme）Pb：300～800ppm8主要技术经济指标工艺控制参数8.1主要技术经济指标Q/TLYS－JLTY04J003.002—20085a）处理粗铜量1753.2tb）阳极板产量1598.04tc）操作周期13.95hd）阳极板单重380Kge）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320～410Kpa8.2.2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350～400Kpa8.2.3保温重油流量450～650l/h燃烧风量6000～10000Nm3/h8.2.4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℃Q/TLYS－JLTY04J003.002—200868.2.9冷却塔进塔水温60℃出塔水温38℃8.2.10油泵出口压力0.9Mpa8.2.11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3Φ4.3×13m440T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－E220×150×86/65mm2）、C350×148×79/65mm3）、L350×222×79/65mm4）、I－A1425×111.4×104.2mm5）、I－A2425×157/111.4×146.9/104.2mm6）、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3L×B×H=2794×4434×8356㎜钢板厚12㎜，T＝1350℃，内衬捣打料3园盘浇铸机1Q＝85t/h28模单园盘,Φ＝16.6m，3.1驱动电机1N=18.5Kw3.2喷淋风机1Q=40000m3/hP=2000PaN=55Kw介质：水蒸汽T＝100℃，3.3提取机2Q＝450Kg转角：240～26503.4水槽2L×W×H=5000×1880×16500㎜水温：70～80℃，3.5液压站1Q=140L/minP=130barN=3×37Kw3.6铜模28L×W×H=1350×1300×2800㎜重约3T4园盘浇铸机1Q＝110t/hM18双园盘Φ＝10m4.1驱动电机4N=4Kw无刷交流伺服电机Q/TLYS－JLTY04J003.002—20087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2Q=48737m3/hP=1877PaN=55Kw介质：水蒸汽T＝100℃，4.3提取机2Q＝500Kg转角：1500，N=5.5Kw4.4水槽2L×W×H=4900×1880×1800㎜N=11Kw水温：70～80℃，4.5液压站1Q=140L/minP=130barN=2×37Kw5排烟风机2Q＝180000m3/hP=3000PaN=250Kw介质：烟气T＝450℃，5.1偶合器2YOTGC5606燃烧风机2Q=21714m3/hP=6600PaN=75Kw介质：空气温度：常温7燃烧风机2Q=10000m3/hP=7000PaN=45Kw介质：空气温度：常温8稀释风机3Q=48299m3/hP=3100PaN=55Kw介质：空气温度：常温9稀释风机2Q=50000m3/hP=40000PaN=90Kw介质：空气温度：常温10冷却塔2Q=300m3/h，进塔水温：60℃，出塔水温：38℃11行车1Q＝8TLk=31.5m12冷水泵2Q=590m3/hH=98mN=220Kw13热水泵2Q=580m3/hH=25mN=75Kw14热水泵2Q=570m3/hH=32mN=90Kw15高温电动蝶阀2D941H-0.5MnDN2000mmPN0.01MPa介质：烟气T＝450℃16电动滑板阀2D9L43H-0.1MnDN2200mmN=10Kw介质：烟气T＝450℃17重油罐1Q=50m318重油机组2Q=3000L/hP=0.8MPaN=2.2Kw介质：重油T＝110℃19轻油罐1Q=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。Q/TLYS－JLTY04J003.002—20088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