基于系統(tǒng)節(jié)能的銅冶煉過(guò)程能耗分析

徐志峰

（江西銅業(yè)（清遠(yuǎn)）有限公司，廣東 清遠(yuǎn) 511500）

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大環(huán)境下，對(duì)銅的需求有明顯的增加，然而，現(xiàn)階段我國(guó)銅金礦在發(fā)展過(guò)程中并沒(méi)有符合當(dāng)前國(guó)內(nèi)同行業(yè)整體的需求，這會(huì)影響到國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的總體發(fā)展，在應(yīng)用系統(tǒng)健康方法之后，可以有助于減少生產(chǎn)中等成本投入，能夠提高企業(yè)總體的競(jìng)爭(zhēng)力，

1 銅锍吹煉機(jī)理

現(xiàn)階段，我國(guó)在銅冶煉的過(guò)程當(dāng)中，大多借助了火法的形式，而濕法的應(yīng)用相對(duì)較少。采用火冶煉銅先后經(jīng)過(guò)了熔煉、吹煉以及精煉環(huán)節(jié)。銅锍吹煉在火法煉銅過(guò)程中發(fā)揮著十分重要的功能，當(dāng)前大多依托PS轉(zhuǎn)爐吹煉，在冶煉作業(yè)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)是相對(duì)開(kāi)放的，呈現(xiàn)出明顯的間歇式、非線性的特征。借助銅锍冶煉模式可以實(shí)現(xiàn)熔煉到的銅锍向PS轉(zhuǎn)爐的輸送，進(jìn)而參與吹煉，積極采取鼓入、富氧空氣的手段，保障整個(gè)反應(yīng)的有序進(jìn)行。同時(shí)借助投放冷料的形式，有效吸收剩余熱量，進(jìn)而生成了最終的銅, 具體銅锍轉(zhuǎn)爐吹煉的工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 銅锍轉(zhuǎn)爐吹煉工藝流程圖

2 銅冶煉的節(jié)能現(xiàn)狀

據(jù)網(wǎng)上信息報(bào)道，葫蘆島有色集團(tuán)宏躍北銅15萬(wàn)噸電解銅項(xiàng)目一次投產(chǎn)運(yùn)行成功，實(shí)現(xiàn)了從原料銅精礦到粗銅、陽(yáng)極銅、陰極銅的冶煉全鏈條生產(chǎn)工藝打通，結(jié)束了只能向下游企業(yè)出售粗銅以及陽(yáng)極銅半成片產(chǎn)品的歷史。該項(xiàng)目投資5.6億元，采用永久不銹鋼陰極法電解工藝，與傳統(tǒng)工藝相比，產(chǎn)品銅質(zhì)量、產(chǎn)能、成本、節(jié)能環(huán)保等方面優(yōu)勢(shì)明顯，年產(chǎn)電解銅15萬(wàn)噸、黃金5噸、白銀300噸，并綜合回收鉑、銠、鈀等稀貴金屬，年產(chǎn)值85億元，利稅3.5億元。

當(dāng)前，大多數(shù)銅冶煉企業(yè)為了更好的減少對(duì)于冶煉銅階段的能源消耗，積極創(chuàng)新和應(yīng)用多樣化的方式與工藝，主要表現(xiàn)在。

首先，進(jìn)一步縮短熔煉活動(dòng)的時(shí)間，充分借助和推廣閃速熔煉，不斷創(chuàng)新和完善熔煉技術(shù)。當(dāng)前，著眼于我國(guó)銅冶煉企業(yè)，大多借助奧圖泰熔煉技術(shù)，這一工藝可以有效減少一半的能源投入，其他的熔煉技術(shù)節(jié)能效率在1/4左右，因此進(jìn)一步優(yōu)化和創(chuàng)新熔煉技術(shù)能夠使得銅冶煉行業(yè)主體高效開(kāi)展節(jié)能工程。

其次，充分借助助燃?xì)?。此次研究提到的助燃?xì)怏w大多是氧氣、高氧元素含量的其他氣體。對(duì)于銅冶煉階段來(lái)說(shuō)，適當(dāng)添加一定的助燃?xì)怏w，可以更好的減少煙氣排放量，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果，從而在一定程度上保證銅冶煉節(jié)能技術(shù)的適應(yīng)性與實(shí)用性。當(dāng)前，我國(guó)銅冶煉企業(yè)所采取的助燃?xì)怏w含氧量大概在7/10，許多競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)較強(qiáng)的銅冶煉企業(yè)，其采取的助燃?xì)怏w含氧量將近九成。

再次，對(duì)于熱能資源的消耗利用。許多銅冶煉單位的熱能資源投入時(shí)，往往借助熔煉、吹煉等工序來(lái)獲得一定量的熱能資源，進(jìn)而提高能源利用率，許多企業(yè)開(kāi)始嘗試使用回收陽(yáng)極爐、制酸活動(dòng)溫度變動(dòng)等熱能，進(jìn)而安置于供電、保障銅冶爐料干燥氛圍等環(huán)節(jié)中。通過(guò)把握銅冶煉生產(chǎn)單位熱能資源消耗情況，所運(yùn)用的銅原料是多種多樣的，是存在一定差異的，同時(shí)也使得熱能、總體能源利用率出現(xiàn)一定的不同。

最后，制酸活動(dòng)能源投入，不同于銅冶煉的其他流程，制酸活動(dòng)需要大量的原材料，所以必須要堅(jiān)持節(jié)能的原則，各個(gè)銅冶煉生產(chǎn)單位要加強(qiáng)對(duì)制酸環(huán)節(jié)的重點(diǎn)管理與調(diào)控，換句話說(shuō)，通過(guò)對(duì)制酸環(huán)節(jié)中熱能的有效回收，可以更好的實(shí)現(xiàn)銅冶煉活動(dòng)中的二次應(yīng)用，進(jìn)而保障銅冶煉的有序進(jìn)行。另外，對(duì)于制酸活動(dòng)來(lái)說(shuō)，能夠充分借助高濃度的二氧化硫氣體來(lái)減少各類(lèi)原材料的消耗，推動(dòng)銅冶煉企業(yè)的工藝進(jìn)步，以及整個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。

3 銅冶煉節(jié)能技術(shù)概述

3.1 提升熔煉環(huán)節(jié)的效率

為提升銅冶煉節(jié)能的效果，銅冶煉企業(yè)應(yīng)繼續(xù)提升熔煉環(huán)節(jié)，總體的效率，并且運(yùn)用有效的技術(shù)健全現(xiàn)階段的熔煉技術(shù)。當(dāng)前，我國(guó)銅冶煉行業(yè)中使用的技術(shù)僅僅消耗了1/4的能量能源，在更新熔煉模式之后，采用更加有效的技術(shù)，能夠切實(shí)的控制整體的效率，減少一半以上，有助于冶煉企業(yè)更加的節(jié)能，提升整體的效率。

3.2 助燃?xì)獾膽?yīng)用

本文中所提到的助燃?xì)怏w涵蓋了氧氣以及其他氧元素含量高的氣體，所以在冶煉過(guò)程中增加相應(yīng)的助燃?xì)怏w，能夠?qū)崿F(xiàn)燃料的有效發(fā)揮，降低煙氣排放意義重大，也能夠提高銅冶煉的節(jié)能效果?，F(xiàn)階段，我國(guó)銅冶煉使使用的助燃?xì)怏w的氧氣濃度以通常會(huì)控制到70%，但是對(duì)規(guī)模大的企業(yè)而言，會(huì)將這一比例控制到90%，以進(jìn)一步提高整體的銅冶煉水平。充分借助助燃?xì)?。此次研究提到的助燃?xì)怏w大多是氧氣、高氧元素含量的其他氣體。對(duì)于銅冶煉階段來(lái)說(shuō)，適當(dāng)添加一定的助燃?xì)怏w，可以更好的減少煙氣排放量，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果，從而在一定程度上保證銅冶煉節(jié)能技術(shù)的適應(yīng)性與實(shí)用性。當(dāng)前，我國(guó)銅冶煉企業(yè)所采取的助燃?xì)怏w含氧量大概在7/10，許多競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)較強(qiáng)的銅冶煉企業(yè)，其采取的助燃?xì)怏w含氧量將近九成

3.3 提升熱能資源的利用率

現(xiàn)階段在應(yīng)用銅冶煉企業(yè)熱能資源時(shí)，一般使用的是熱戀以及吹煉的方式收集熱鬧。確保銅冶煉效果更好并且取得有效的成效。與此同時(shí)，一些銅冶煉企業(yè)收集了各種設(shè)備，可以確保在已有的工作環(huán)境基礎(chǔ)上，提高銅冶煉企業(yè)總體的熱能資源使用率?，F(xiàn)階段，我國(guó)銅冶煉企業(yè)在使用熱能資源過(guò)程中，各個(gè)企業(yè)的銅原料使用就有差異，導(dǎo)致熱能及節(jié)能也有一定的差異。對(duì)于熱能資源的消耗利用。許多銅冶煉單位的熱能資源投入時(shí)，往往借助熔煉、吹煉等工序來(lái)獲得一定量的熱能資源，進(jìn)而提高能源利用率，許多企業(yè)開(kāi)始嘗試使用回收陽(yáng)極爐、制酸活動(dòng)溫度變動(dòng)等熱能，進(jìn)而安置于供電、保障銅冶爐料干燥氛圍等環(huán)節(jié)中。通過(guò)把握銅冶煉生產(chǎn)單位熱能資源消耗情況，所運(yùn)用的銅原料是多種多樣的，是存在一定差異的，同時(shí)也使得熱能、總體能源利用率出現(xiàn)一定的不同。

3.4 制酸階段的耗能

對(duì)比銅冶煉的其他環(huán)節(jié)可知，制酸環(huán)節(jié)會(huì)需要各種的資源，為有效貫徹節(jié)能理念，所以意味著銅冶煉企業(yè)應(yīng)注重對(duì)制酸環(huán)節(jié)技術(shù)的運(yùn)用。通常而言，應(yīng)該在制酸中使用各方面的能量，并且將上述的熱能再次運(yùn)用的銅冶煉之中達(dá)到良好循環(huán)制酸，使應(yīng)使用濃度高的二氧化硫氣體，由此確保提高所有資源的使用率，也有助于冶銅冶煉行業(yè)整體的發(fā)展。進(jìn)一步縮短熔煉活動(dòng)的時(shí)間，充分借助和推廣閃速熔煉，不斷創(chuàng)新和完善熔煉技術(shù)。當(dāng)前，著眼于我國(guó)銅冶煉企業(yè)，大多借助奧圖泰熔煉技術(shù)，這一工藝可以有效減少一半的能源投入，其他的熔煉技術(shù)節(jié)能效率在1/4左右，因此進(jìn)一步優(yōu)化和創(chuàng)新熔煉技術(shù)能夠使得銅冶煉行業(yè)主體高效開(kāi)展節(jié)能工程。

4 銅冶煉減排分析

4.1 銅冶煉污染氣體的排放現(xiàn)狀跟節(jié)能技術(shù)分析

銅冶煉時(shí)會(huì)造成各種污染氣體，上述氣體排放捕集研究之后可以發(fā)現(xiàn)對(duì)比歐美國(guó)家而言，銅冶煉企業(yè)發(fā)展中差異較為明顯。根據(jù)當(dāng)前的情況可知，我國(guó)在銅冶煉企業(yè)提高二氧化硫氣體使用方面有一定的研究，主要體現(xiàn)在銅冶煉制酸初期要注重提升二氧化硫的使用率，由此提高氣體的數(shù)量及純度，同時(shí)要減少二氧化硫氣體整體的吸收量。首先，使用各種有效的方式達(dá)到氣體，跟銅冶煉中生成氣體有效結(jié)合，以確保符合需求；其次，在銅冶煉過(guò)程中應(yīng)采用濃度低的二氧化硫氣體，并且進(jìn)行加工合成運(yùn)用的不同的領(lǐng)域；最后，使用石灰等含堿量低的物質(zhì)來(lái)對(duì)酸進(jìn)行中和。由此確?；厥账岵⒓右岳茫灿兄谔岣咩~冶煉行業(yè)整體的效益，現(xiàn)階段，銅冶煉污染氣體減排環(huán)節(jié)中會(huì)有各種濃度低的氣體，一般要使用各種有效的方式實(shí)現(xiàn)二氧化硫的氣體排放，并且實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上應(yīng)進(jìn)一步提高二氧化硫的監(jiān)管，以實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)能減排。同時(shí)，銅冶煉時(shí)必須要注重對(duì)吹鏈條的延長(zhǎng)與確保降低氣體的生產(chǎn)量，以能夠提高節(jié)能效果。

4.2 銅冶煉過(guò)程中的污水排放以及技術(shù)分析

銅冶煉時(shí)，應(yīng)該要基于各個(gè)環(huán)節(jié)的需求，對(duì)廢水種類(lèi)進(jìn)行分析。從客觀角度來(lái)看，銅冶煉設(shè)備運(yùn)行中會(huì)有非常多的冷卻水廢水的數(shù)量較大，站到銅冶煉企業(yè)排放整體廢水的九成以上，由此才會(huì)確保廢水減排的成效更好。對(duì)于含酸較高的廢水而言，是由于在制酸銅冶煉，場(chǎng)地沖洗等不同的階段導(dǎo)致廢水出現(xiàn)，也影響到生態(tài)環(huán)境。為了盡量減少?gòu)U水污染對(duì)于環(huán)境的影響，應(yīng)從下述角度展開(kāi)：提高銅冶煉企業(yè)的排水系統(tǒng)成效，并且根據(jù)污水分流的基礎(chǔ)上開(kāi)展分類(lèi)處理，應(yīng)該達(dá)到時(shí)效和經(jīng)濟(jì)性的有效結(jié)合。對(duì)寒酸等物質(zhì)廢水進(jìn)行集中處理，并且利用沉淀，綜合等措施對(duì)污水中的有效物質(zhì)保留，減少對(duì)于生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的影響及最大程度上減少銅冶煉污水排放所導(dǎo)致的后續(xù)問(wèn)題。

4.3 銅冶煉過(guò)程中要加大污染治理力度

除了要促進(jìn)清潔生產(chǎn)，而且要從源頭上盡量減少環(huán)境污染出現(xiàn)的可能性。執(zhí)行各種行業(yè)污染物的排放和清潔標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)有的污染源進(jìn)行治理，并且利用技術(shù)改造清潔生產(chǎn)等各種方式加強(qiáng)達(dá)標(biāo)排放，并且在最大程度上降低企業(yè)廢水排放量，也提升節(jié)能減排的成效。實(shí)現(xiàn)冶金廢渣、廢水、尾礦等各種方式的運(yùn)用，提升再生資源的效果和節(jié)約使用。同時(shí)，注重工業(yè)廢氣治理，提升脫硫整體的成效，采用脫硫工程保證達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)要降低二氧化硫的排放，并且注重對(duì)環(huán)保設(shè)施進(jìn)行監(jiān)管。加強(qiáng)對(duì)違法行為查處，以保證能夠達(dá)標(biāo)，同時(shí)要借助于當(dāng)前的科技，采用工業(yè)廢水零排放并且使用各種方式注重技術(shù)的創(chuàng)新，提高廢水的回收利用率，這樣可以保證在源頭上將污染物盡量控制物。

5 結(jié)論

通過(guò)上述分析可見(jiàn)，銅冶煉行業(yè)在生產(chǎn)的問(wèn)題較多，然而在發(fā)展過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致各種能源耗費(fèi)以及污染生態(tài)環(huán)境的情況出現(xiàn)。也會(huì)對(duì)銅冶煉行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生影響。本文圍繞銅冶煉的節(jié)能予以分析，并且針對(duì)性的提出對(duì)策，以確保銅冶煉企業(yè)，在此過(guò)程中能夠得到有序發(fā)展。