杜 龙，刘 旸，张小明

（中国瑞林工程技术股份有限公司，江西南昌 330038）

0 概述

侧吹熔炼炉借鉴了前苏联瓦纽克夫熔炼法的理念，是在前苏联实践的基础上改进和优化的一种炉型，广泛应用于铜冶炼、铅冶炼（含再生铅）行业，近年来在危险废物处置行业也有所应用。中国典型的侧吹熔炼法主要有白银炉、金峰炉、富氧侧吹炉，均属于熔池熔炼法范畴。目前，富氧侧吹熔炼炉正在朝大型化发展，在中国瑞林工程技术股份有限公司（以下简称“中国瑞林”）设计的浙江江铜富冶和鼎铜业有限公司（以下简称“和鼎铜业”）二期项目中，为适应大规模处理铜精矿的生产要求，对富氧侧吹熔炼炉进行了开发和改进，其中2#侧吹炉对应的阴极铜产能可达150 kt/a；已建成投产的南国铜业侧吹炉设计产能可达300 kt/a，是目前全球单套规模最大的侧吹炉。

中国采用富氧侧吹炉的铜冶炼企业主要有赤峰云铜、和鼎铜业和烟台国润等公司。其主工艺路线分为富氧侧吹熔炼+连续吹炼、富氧侧吹熔炼+PS转炉工艺2种。其中，富氧侧吹熔炼+连续吹炼工艺与其他工艺（如闪速熔炼+闪速吹炼/PS转炉吹炼、顶吹熔炼+PS转炉吹炼、底吹熔炼+底吹吹炼）相比，具有建设投资少、建设周期短、能耗低、渣含铜低等优点；连续吹炼工艺解决了粗铜吹炼工序PS转炉SO2烟气低空排放的污染问题，特别适用于当前越来越严格的环保要求，具有烟气排放量远低于基准排气量的突出优点。

中国瑞林在和鼎铜业二期改造项目对传统的富氧侧吹炉的结构进行了优化，形成了熔炼炉以及采用该熔炼炉制备铜锍的方法（CN105907987A）、双侧吹熔炼炉（CN207197251U）[1-3]等专利。本文拟结合工程实例的对比，介绍富氧侧吹熔炼和连续吹炼工艺的环保优势。

1 单位产品基准排气量的比较分析

《铜冶炼行业规范条件》[4]规定应采用生产效率高、工艺先进、能耗低、环保达标、资源综合利用效果好、安全可靠的闪速熔炼和富氧强化熔池熔炼等先进工艺（如旋浮铜熔炼、合成炉熔炼、富氧底吹、富氧侧吹、富氧顶吹、白银炉熔炼等工艺），不得采用国家明令禁止或淘汰的设备、工艺。本文使用了《典型铜冶炼行业基准排气量的比较与分析》[5]的成果和思路，收集了采用富氧侧吹熔炼+连续吹炼+阳极炉精炼工艺的设计资料，以赤峰云铜有色金属有限公司环保升级搬迁改造项目为例计算了采用该工艺的基准排气量。单位产品基准排气量计算汇总见表1。典型铜冶炼企业单位产品基准排气量直方图见图1。

表1 单位产品基准排气量汇总

图1 典型铜冶炼企业单位产品基准排气量直方图

由表1和图1可知：1）单位产品基准排气量从大到小排序为奥炉熔炼+PS转炉吹炼、白银炉熔炼+PS转炉吹炼、底吹熔炼+底吹吹炼、合成炉熔炼+PS转炉吹炼、侧吹炉熔炼+PS转炉吹炼、闪速熔炼工艺+闪速吹炼、侧吹炉熔炼+连续吹炼。2）奥炉熔炼+PS转炉吹炼、白银炉熔炼+PS转炉吹炼、底吹熔炼+底吹吹炼工艺的单位产品基准排气量超过了《铜、镍、钴工业污染物排放标准》（GB 25467-2010）规定的新建企业为21 000 m3/t的要求，其余工艺的单位产品基准排气量小于《铜、镍、钴工业污染物排放标准》（GB 25467-2010）规定的新建企业为21 000 m3/t的要求，其中侧吹炉熔炼+连续吹炼工艺基准排气量仅相当于标准限值的51%。

2 侧吹熔炼、连续吹炼的环保优势

采用侧吹熔炼+连续吹炼工艺，由于在熔炼和吹炼工序都采用了固定式炉体，烟道与炉体结合紧密，如图2所示。

图2 侧吹熔炼炉和连续吹炼炉

与其他工艺相比，侧吹炉、连续吹炼炉的密闭性能好，漏风率低，烟气量小。渣包和其配套的环集烟罩如图3所示。侧吹熔炼炉的漏风率在5%左右，而连续吹炼炉的漏风率也低于10%，吨铜吹炼烟气量约为1 100 m3，仅为转炉吨铜吹炼烟气量（约4 000 m3）的1/3左右。同时侧吹炉与连续吹炼炉通过溜槽连接，在侧吹炉出料和连续吹炼炉进料过程中避免了传统工艺中冰铜转运产生的SO2烟气排放问题，还能收集溜槽的烟气。这不仅彻底解决了SO2烟气低空排放的污染问题，还节约了诸如厂房环境集烟设施和脱硫装置等烟气排放达标所需的相关设备投资。

图3 渣包和其配套的环集烟罩

渣包的环集烟气可返回至侧吹炉二次风口，作为二次风重新补入侧吹炉中，即能减少环集脱硫的烟气量，又可使更多的SO2进入制酸系统。此优点主要是基于侧吹炉需要通过二次风口鼓入二次风以燃烧烟气中的单质硫，而其他熔炼工艺不需要加入二次风，不能实现环集烟气全部返回炉内的优点。

3 结论

尽管采用侧吹熔炼+连续吹炼工艺存在自动化程度相对较低等缺点，但是从环保角度来说，该工艺是目前主流铜冶炼工艺中基准排气量最小的铜冶炼工艺；连续吹炼工艺解决了PS转炉的含SO2低空污染问题，符合最新版《铜冶炼行业规范条件》中的导向，即“鼓励有条件的企业对现有传统转炉吹炼工艺进行升级改造，提升无组织烟气排放管控水平”。因此，从环保角度，该工艺值得在行业内推广。