節(jié)能技術(shù)在銅冶煉中的應(yīng)用研究

寇明赟

（武威職業(yè)學(xué)院，甘肅 武威 733000）

銅金屬元素的作為金屬市場(chǎng)應(yīng)用最為廣泛的金屬元素之一，在市場(chǎng)未來的發(fā)展中具有十分廣闊的發(fā)展前景。目前，大多數(shù)銅金屬冶煉廠均使用火法煉銅，作為銅元素提純的關(guān)鍵方法，但該方法在實(shí)際應(yīng)用過程中存在能源消耗較大、生產(chǎn)成本過高等缺陷，隨著節(jié)能技術(shù)研究的不斷深化，已經(jīng)在市場(chǎng)中各個(gè)領(lǐng)域開始逐步應(yīng)用，為了降低銅冶煉工藝中的能源消耗，提升銅元素的回收效率，下述開展了基于節(jié)能技術(shù)的銅冶煉方法設(shè)計(jì)，為銅元素在市場(chǎng)的可持續(xù)發(fā)展提供正確的技術(shù)指導(dǎo)。

1 基于節(jié)能技術(shù)的銅冶煉方法設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)銅冶煉過程中的節(jié)能設(shè)計(jì)，下述將從冶煉燒嘴、轉(zhuǎn)爐循環(huán)功能、節(jié)能雙模式3個(gè)方面，開展基于節(jié)能技術(shù)的銅冶煉方法設(shè)計(jì)的研究。

1.1 使用節(jié)能燒嘴供給冶煉燃料

傳統(tǒng)的銅冶煉工藝通常使用燒油式或燒煤式燒管，同時(shí)輔助煤炭作為冶煉的基礎(chǔ)燃料，不但會(huì)造成不可再生能源的浪費(fèi)，同時(shí)在生產(chǎn)過程中極易產(chǎn)生多種有害氣體造成大氣污染，若生產(chǎn)中缺乏對(duì)應(yīng)的檢測(cè)裝置，還會(huì)造成生產(chǎn)危險(xiǎn)。因此，下述將采用節(jié)能式燒嘴取代傳統(tǒng)的燒嘴，為銅冶煉生產(chǎn)提供清潔能源，降低焦油量的輸出，避免對(duì)環(huán)境空氣造成污染[1]。一方面，設(shè)置清潔能源供應(yīng)裝置，包括天然氣等多種清潔能源供應(yīng)裝置，為冶煉銅金屬提供可持續(xù)供給的燃料，縮小燃料傳輸?shù)墓軓剑档腿剂瞎┙o的傳送壓力，由于清潔能源在使用中不會(huì)產(chǎn)生水凝或焦油等凝結(jié)物，因此不必考慮傳輸管線是否存在堵塞等問題。另一方面，節(jié)能燒嘴在應(yīng)用過程中，會(huì)釋放大量的熱量，結(jié)合銅元素氧化點(diǎn)較低的特點(diǎn)，不但會(huì)降低銅金屬在冶煉中出現(xiàn)氧化的現(xiàn)象，同時(shí)會(huì)對(duì)給冶煉流程提供充足的能量，壓縮了銅冶煉的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。

1.2 設(shè)置轉(zhuǎn)爐循環(huán)冶煉功能

基于上述在燒嘴中使用的節(jié)能技術(shù)，下述將結(jié)合銅冶煉中使用的轉(zhuǎn)爐設(shè)備具有的特點(diǎn)，開展基于節(jié)能技術(shù)的轉(zhuǎn)爐循環(huán)冶煉設(shè)計(jì)[2]。首先，使用助燃試劑取代傳統(tǒng)的點(diǎn)燃式試劑，有效的稀釋了排出煙氣中的一氧化碳、二氧化硫等有害氣體的濃度。其次，可在轉(zhuǎn)爐輸出口部位安裝對(duì)應(yīng)的煙塵收集裝置，對(duì)排出氣體實(shí)施二次檢測(cè)，對(duì)裝置設(shè)定一定的煙氣安全范圍的參數(shù)值，當(dāng)檢測(cè)的煙氣含量超過對(duì)應(yīng)安全范圍數(shù)值時(shí)，將氣體循環(huán)輸入裝置內(nèi)，進(jìn)行氣體的二次過濾，同時(shí)對(duì)銅金屬渣料進(jìn)行二次回爐收集，提升銅渣中銅金屬的回收率。最后，采用布袋收塵將收集的廢氣進(jìn)行固化處理，返回轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行循環(huán)回收，節(jié)能技術(shù)在轉(zhuǎn)爐中的應(yīng)用不但可降低排出氣體對(duì)大氣造成的污染，同時(shí)可提高銅金屬的回收效率，提升設(shè)備處理燃料的能力。

1.3 引入節(jié)能雙模式切換模式

為了在降低生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，確保生產(chǎn)資源的可持續(xù)供應(yīng)，下述將引入雙模式切換的生產(chǎn)方式進(jìn)行銅金屬元素的冶煉。在進(jìn)行銅金屬提煉的過程中，共需要進(jìn)行2次～3次的不間斷能源供給，根據(jù)市場(chǎng)有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，每生產(chǎn)1t銅金屬，約消耗750萬元。為了提升環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展能力，受到部分生產(chǎn)區(qū)域的地理?xiàng)l件限制，可采用節(jié)能雙模式切換的方式，為銅冶煉提供不間斷的能源供給，當(dāng)轉(zhuǎn)爐等生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行初期，采用煤油等燃料，提升設(shè)備的運(yùn)行速率，當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行趨近于穩(wěn)定后，切換到節(jié)能模式，為設(shè)備供給天然能源，一旦天然能源受到外界多種因素的影響無法為生產(chǎn)活動(dòng)提供能源時(shí)，閥門自動(dòng)切換到煤油燃燒模式，確保銅金屬的穩(wěn)定輸出。

2 實(shí)驗(yàn)論證

圖1 能源消耗量對(duì)比

以下將采用設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方式，驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的基于節(jié)能技術(shù)的銅冶煉方法在應(yīng)用中可切實(shí)際的降低能源的消耗量。首先，采用傳統(tǒng)的銅冶煉方法在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)設(shè)備中，生產(chǎn)100kg的銅金屬，記錄其消耗的不可再生資源量，并設(shè)置該組為對(duì)照組。其次，采用文本設(shè)計(jì)的基于節(jié)能技術(shù)的銅冶煉方法在相同設(shè)備中進(jìn)行相同步驟的操作，記錄其耗能量。最后，收集5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并肩耗能量繪制成折線圖，如圖1所示。

根據(jù)上述折線圖及實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的多組數(shù)據(jù)，可知本文設(shè)計(jì)的方法在銅冶煉工藝流程中，可起到節(jié)約能源消耗的作用，不但降低了銅冶煉的生產(chǎn)成本，同時(shí)提高了銅金屬的生產(chǎn)效率。

3 結(jié)語

結(jié)合當(dāng)下可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，文章開展了基于技能技術(shù)的銅冶煉方法的研究。

從使用節(jié)能燒嘴供給冶煉燃料、設(shè)置轉(zhuǎn)爐循環(huán)冶煉功能、引入節(jié)能雙模式切換模式3個(gè)方面，進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，有效的提升了銅冶煉工藝的節(jié)能程度，為銅金屬的應(yīng)用提供了廣闊的空間。