貴冶銅陽極泥處理擴建設計與生產(chǎn)實踐

鄧成虎

(江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424)

貴冶銅陽極泥處理擴建設計與生產(chǎn)實踐

鄧成虎

(江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424)

本文介紹了江銅集團貴溪冶煉廠(以下簡稱貴冶)30萬t銅冶煉工程配套項目銅陽極泥處理改擴建子項的設計及工程投產(chǎn)后的生產(chǎn)實踐和主要技術指標情況。生產(chǎn)實踐表明，經(jīng)過優(yōu)化改進的工藝在生產(chǎn)上取得了十分良好的效果，實現(xiàn)了銅陽極泥處理能力與80萬t電銅所產(chǎn)陽極泥能力匹配的目的，各項技術經(jīng)濟指標均有較大幅度提高。

設計;銅陽極泥;綜合回收;工藝;貴金屬

1 前言

2007年，隨著貴冶30萬t銅冶煉項目的建成投產(chǎn)，貴冶實現(xiàn)了年產(chǎn)80萬t電銅的跨越式發(fā)展目標。為配套建設，貴冶銅陽極泥處理車間于2008年相應實施了30萬t銅冶煉工程陽極泥處理綜合利用擴建項目的配套改造一步工程，設計新增陽極泥處理能力2100t(干量)，全年陽極泥處理能力6550t，并于2008年8月建成投產(chǎn)。該項目的實施，實現(xiàn)了貴冶銅陽極泥處理能力與80萬t電銅所產(chǎn)陽極泥能力匹配的目的，使貴金屬產(chǎn)業(yè)真正發(fā)展成為集團公司的又一經(jīng)濟增長點。

2 設計內(nèi)容及工藝、設備優(yōu)化

2.1 設計原則及規(guī)模

銅陽極泥處理綜合利用擴建工程按照“總體設計、分步實施”的原則進行設計和建設。設計新增處理陽極泥的能力4000t/a(干量)與80萬t電銅所產(chǎn)陽極泥能力匹配;新增電金年產(chǎn)能15t，電銀100t。其中第一步新增陽極泥處理能力2100t/a，電金8t/a，電銀70t/a;第二步再新增陽極泥處理能力1900t/a，電金7t/a，電銀30t/a。

2.2 設計內(nèi)容［1］

本次改造工藝流程仍采用貴冶現(xiàn)行生產(chǎn)中經(jīng)優(yōu)化、行之有效的回轉窯焙燒蒸硒-水浸分銅-堿浸分碲-氯化分金-亞硫酸鈉分銀-金銀電解精煉的主工藝流程［2，3］，見圖1。工程主要分為三個部分:回轉窯系統(tǒng)、濕法系統(tǒng)和金銀精煉系統(tǒng)。

圖1 貴冶銅陽極泥處理工藝流程圖

2.2.1回轉窯系統(tǒng)

在原廢水廠房位置上新建回轉窯廠房，在其內(nèi)新增布置兩臺?1200×12000焙燒蒸硒回轉窯及相應配套設施，配置6臺大功率真空泵、4臺微聲風機以及1臺事故柴油發(fā)電機，并對原1#、2#回轉窯廠房北副跨做局部改造，新增一套動力波廢氣處理系統(tǒng)，改善現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境?；剞D窯系統(tǒng)主要新增設備見表1。

表1 回轉窯系統(tǒng)主要新增設備配置表

2.2.2 濕法系統(tǒng)

將原3#回轉窯廠房往東擴60m，在新擴建的廠房內(nèi)配置分銅、分碲工序相應設施，5.800m混凝土平臺配置150m2廂式壓濾機，3.000m平臺配置?內(nèi)3m×3m反應槽6臺;±0.000m平面配置給料槽、壓濾、儲槽和堆放化工試劑用;原濕法廠房做適當?shù)母脑?，重新配置分金、分銀及鉑鈀置換工序相應設施。濕法系統(tǒng)主要新增設備見表2。

表2 濕法系統(tǒng)主要新增設備配置表

2.2.3 金銀電解精煉系統(tǒng)

原金銀電解樓往東擴27m新建金銀電解廠房，一樓配置一臺日本引進的全自動銀陽極澆鑄機、銀陽極泥洗滌槽;新建一金銀成品庫;南附跨配置中頻澆鑄系統(tǒng)的收塵裝置;二樓配置銀電解槽、儀表室、配電室。

2.3 工藝、設備優(yōu)化

2.3.1 回轉窯煙氣吸收系統(tǒng)的改進

受火法系統(tǒng)加大雜銅處理量的影響，以及銅電解凈液工藝的變化，導致砷、銻、鉍等元素大量進入銅陽極泥，陽極泥產(chǎn)出率大幅升高，增加了回轉窯的生產(chǎn)難度。而原回轉窯設計存在煙氣吸收系統(tǒng)設備容積過小，不能滿足高投料量生產(chǎn)要求，造成窯工況不穩(wěn)定，影響了處理量提高的問題。生產(chǎn)過程具體表現(xiàn)在:回轉窯現(xiàn)行工藝及設定參數(shù)對高雜質(zhì)陽極泥的硫酸化焙燒適應性差，焙燒過程中結窯現(xiàn)象頻繁;蒸硒過程產(chǎn)生的高溫酸性煙氣量大大增加，煙氣輸送管路腐蝕速度明顯，使用壽命大大縮短，檢修及更換頻繁;因負壓提高，氣體流速加快，吸收塔吸收效果變差，煙氣經(jīng)過吸收系統(tǒng)后，部分二氧化硒在真空泵處還原析出，影響真空泵的使用壽命［4］;陽極泥焙燒不徹底，蒸硒渣含硒波動大，金銀硫酸鹽的轉化率低，影響后續(xù)工序的金銀提取。

針對上述問題，新增加的兩臺回轉窯在結構及煙氣吸收系統(tǒng)上進行了優(yōu)化并增設了DCS在線控制系統(tǒng)。即在保證通氣量的前提下，簡化了煙氣輸送管路結構(見圖2)。煙氣導入吸收塔的鋼襯四氟管與吸收塔間的聯(lián)接方式由原來的斜插式改為豎直式。擴大1#、2#、3#吸收塔容量，使吸收更充分;同時，吸收塔增設水冷夾套，強制冷卻吸收塔內(nèi)溶液，以降低進入真空泵的煙氣溫度和腐蝕性氣體濃度;生產(chǎn)控制方面增設了DCS在線控制系統(tǒng)。

2.3.2 采用動力波吸收技術增設回轉窯區(qū)域煙氣環(huán)集系統(tǒng)

針對陽極泥處理產(chǎn)生的二氧化硫尾氣造成回轉窯區(qū)域低空污染和新建濕法廠房通風等問題，本次擴建工程在回轉窯系統(tǒng)增設動力波系統(tǒng)處理回轉窯區(qū)域和新濕法廠房區(qū)域的煙氣。煙氣經(jīng)堿液充分吸收后達標排放，吸收后液送廢水工序處理。同時，對新建濕法區(qū)域的工藝走向配置進行了優(yōu)化設計，即取消了轉運槽和過濾器，反應槽漿液直接進壓濾泵壓濾，濾液通過管道進入密閉儲液槽，有效地減少了煙氣的外泄造成的低空污染。

圖2 煙氣吸收管路改進前后對比

2.3.3 濕法分銅、分碲工序關鍵設備采用進口引進

本次濕法工序改造主要針對分銅、分碲兩工序生產(chǎn)能力不足進行改造，固液分離采用日本進口壓濾機過濾，以提高車間的設備裝備水平和自動化程度，降低勞動強度。

2.3.4 采用自主研發(fā)的高電流密度銀電解新工藝

本次金銀精煉系統(tǒng)改造主要是銀電解的改造，其工藝采用自主研發(fā)具有江銅知識產(chǎn)權的高電流密度銀電解新工藝，共增設4列電解槽。電解槽槽體設計為錐形，采用懸掛式安裝方式，消除了傳統(tǒng)臥式銀電解工藝存在槽底銀粉的問題，并在電解槽上安裝了自主設計的新型氣動定時電解液攪拌系統(tǒng)，電銀粉與電解液固液分離采用真空抽濾。

3 生產(chǎn)實踐及技術指標

《30萬t銅冶煉工程配套項目銅陽極泥處理改擴建子項工程》于2008年7月18日全部施工結束并一次投產(chǎn)成功。通過性能考核，各項技術經(jīng)濟指標均達到了設計要求，部分指標超過了設計值。性能考核數(shù)據(jù)見表3。

表3 30萬t銅冶煉工程陽極泥處理擴建項目技術經(jīng)濟指標統(tǒng)計表

4 結語

《30萬t銅冶煉工程配套項目銅陽極泥處理改擴建子項工程》于2008年7月18日全部施工結束并一次投產(chǎn)成功，至今已正常運行了3年。近3年生產(chǎn)實踐表明:

(1)本次改造達到了預期效果，實現(xiàn)了銅陽極泥處理能力與80萬t電銅所產(chǎn)陽極泥能力匹配的目的。投產(chǎn)第一年已達產(chǎn)達標，經(jīng)過近2年的進一步工藝優(yōu)化和設備挖潛，2010年黃金、白銀產(chǎn)量比設計值分別提高了10%和20%。

(2)工藝得到進一步優(yōu)化和完善，各項技術經(jīng)濟指標均達到了設計要求，部分指標超過了設計值。

(3)國內(nèi)首創(chuàng)DCS控制大回轉窯硫酸化焙燒技術在本次改造中進一步完善，工況更穩(wěn)定，硫酸化焙燒硒的收率達到97%。

(4)濕法分銅、分碲工序固液分離采用日本進口壓濾機過濾，提高了車間的設備裝備水平和自動化程度，減輕了勞動強度。

(5)具有江銅自主知識產(chǎn)權的高電流密度銀電解新工藝的開發(fā)和應用在國內(nèi)屬首創(chuàng)(此工藝研究中的《一種無銅離子銀電解法工藝》成果已被國家知識產(chǎn)權局授權為發(fā)明專利)，電流密度由傳統(tǒng)銀電解的250～350A/M2提高致850 A/M2，銀錠產(chǎn)量提高了50%，各項經(jīng)濟技術指標有較大提高。同時新工藝解決了傳統(tǒng)銀電解工藝生產(chǎn)周期長、電解液污染嚴重、電解液使用周期短、電流效率低、電銀單耗高等問題，可在同行業(yè)類內(nèi)推廣應用。

［1］江銅集團(貴溪)冶化新技術有限公司.江西銅業(yè)年產(chǎn)30萬t銅冶煉工程陽極泥處理綜合利用擴建項目初步設計說明書［R］，2006.

［2］謝瑞榮.貴冶陽極泥生產(chǎn)發(fā)展綜述［J］.銅業(yè)工程，2003，(3): 3-33.

［3］胡建輝，等.銅陽極泥預處理脫銅工藝優(yōu)化［J］.貴金屬，2002，23(4):1-5.

［4］王日.回轉窯焙燒蒸硒工藝優(yōu)化研究［J］.銅業(yè)工程，2004，(4):30-31.

［5］周犇.銅陽極泥處理生產(chǎn)實踐［J］.有色冶金設計與研究，2002，23(1):9-10.

［6］周犇，趙忱.陽極泥處理優(yōu)化實踐［J］.有色金屬(冶煉部分)，2003，(1):26-27.

［7］胡建輝.從金還原后液中置換鉑鈀的工藝優(yōu)化研究［J］.濕法冶金，2000，19(2):22-26.

Design and Production Practice of Copper Anode Slime Treating in Guixi Smelter

DENG Cheng-hu

(Jiangxi Copper Corporation Guixi Smelter，Guixi，Jiangxi，China 335424)

This paper introduces the process design of copper anode slime of 300，000 tons copper smelting engineering supporting project in Guixi Smelter，describes the production practice and the main technical indices.The practical results shows that，the optimized process has achieved effective results in production，to get the satisfaction purpose which the processing capacity and the copper anode slime produced by 800，000 ton electrolytic copper realize good match.Various technical and economic indices have been greatly improved.

design;copper anode slime;comprehensive recovery;process;precious metals

TF811

B

1009-3842(2011)01-0031-04

2010-12-22

鄧成虎(1979-)，男，漢族，四川射洪人，本科，工程師，從事貴金屬生產(chǎn)與科研工作，E-mail:chenghudeng@126.com