基于系统节能的铜冶炼过程能耗分析

2021-11-02徐志峰

中国金属通报 2021年10期

徐志峰

（江西铜业（清远）有限公司，广东清远 511500）

在市场经济快速发展的大环境下，对铜的需求有明显的增加，然而，现阶段我国铜金矿在发展过程中并没有符合当前国内同行业整体的需求，这会影响到国内经济的总体发展，在应用系统健康方法之后，可以有助于减少生产中等成本投入，能够提高企业总体的竞争力，

1 铜锍吹炼机理

现阶段，我国在铜冶炼的过程当中，大多借助了火法的形式，而湿法的应用相对较少。采用火冶炼铜先后经过了熔炼、吹炼以及精炼环节。铜锍吹炼在火法炼铜过程中发挥着十分重要的功能，当前大多依托PS转炉吹炼，在冶炼作业时，整个系统是相对开放的，呈现出明显的间歇式、非线性的特征。借助铜锍冶炼模式可以实现熔炼到的铜锍向PS转炉的输送，进而参与吹炼，积极采取鼓入、富氧空气的手段，保障整个反应的有序进行。同时借助投放冷料的形式，有效吸收剩余热量，进而生成了最终的铜, 具体铜锍转炉吹炼的工艺流程见图1。

图1 铜锍转炉吹炼工艺流程图

2 铜冶炼的节能现状

据网上信息报道，葫芦岛有色集团宏跃北铜15万吨电解铜项目一次投产运行成功，实现了从原料铜精矿到粗铜、阳极铜、阴极铜的冶炼全链条生产工艺打通，结束了只能向下游企业出售粗铜以及阳极铜半成片产品的历史。该项目投资5.6亿元，采用永久不锈钢阴极法电解工艺，与传统工艺相比，产品铜质量、产能、成本、节能环保等方面优势明显，年产电解铜15万吨、黄金5吨、白银300吨，并综合回收铂、铑、钯等稀贵金属，年产值85亿元，利税3.5亿元。

当前，大多数铜冶炼企业为了更好的减少对于冶炼铜阶段的能源消耗，积极创新和应用多样化的方式与工艺，主要表现在。

首先，进一步缩短熔炼活动的时间，充分借助和推广闪速熔炼，不断创新和完善熔炼技术。当前，着眼于我国铜冶炼企业，大多借助奥图泰熔炼技术，这一工艺可以有效减少一半的能源投入，其他的熔炼技术节能效率在1/4左右，因此进一步优化和创新熔炼技术能够使得铜冶炼行业主体高效开展节能工程。

其次，充分借助助燃气。此次研究提到的助燃气体大多是氧气、高氧元素含量的其他气体。对于铜冶炼阶段来说，适当添加一定的助燃气体，可以更好的减少烟气排放量，进而达到节能环保的效果，从而在一定程度上保证铜冶炼节能技术的适应性与实用性。当前，我国铜冶炼企业所采取的助燃气体含氧量大概在7/10，许多竞争力相对较强的铜冶炼企业，其采取的助燃气体含氧量将近九成。

再次，对于热能资源的消耗利用。许多铜冶炼单位的热能资源投入时，往往借助熔炼、吹炼等工序来获得一定量的热能资源，进而提高能源利用率，许多企业开始尝试使用回收阳极炉、制酸活动温度变动等热能，进而安置于供电、保障铜冶炉料干燥氛围等环节中。通过把握铜冶炼生产单位热能资源消耗情况，所运用的铜原料是多种多样的，是存在一定差异的，同时也使得热能、总体能源利用率出现一定的不同。

最后，制酸活动能源投入，不同于铜冶炼的其他流程，制酸活动需要大量的原材料，所以必须要坚持节能的原则，各个铜冶炼生产单位要加强对制酸环节的重点管理与调控，换句话说，通过对制酸环节中热能的有效回收，可以更好的实现铜冶炼活动中的二次应用，进而保障铜冶炼的有序进行。另外，对于制酸活动来说，能够充分借助高浓度的二氧化硫气体来减少各类原材料的消耗，推动铜冶炼企业的工艺进步，以及整个行业领域的发展。

3 铜冶炼节能技术概述

3.1 提升熔炼环节的效率

为提升铜冶炼节能的效果，铜冶炼企业应继续提升熔炼环节，总体的效率，并且运用有效的技术健全现阶段的熔炼技术。当前，我国铜冶炼行业中使用的技术仅仅消耗了1/4的能量能源，在更新熔炼模式之后，采用更加有效的技术，能够切实的控制整体的效率，减少一半以上，有助于冶炼企业更加的节能，提升整体的效率。

3.2 助燃气的应用

本文中所提到的助燃气体涵盖了氧气以及其他氧元素含量高的气体，所以在冶炼过程中增加相应的助燃气体，能够实现燃料的有效发挥，降低烟气排放意义重大，也能够提高铜冶炼的节能效果。现阶段，我国铜冶炼使使用的助燃气体的氧气浓度以通常会控制到70%，但是对规模大的企业而言，会将这一比例控制到90%，以进一步提高整体的铜冶炼水平。充分借助助燃气。此次研究提到的助燃气体大多是氧气、高氧元素含量的其他气体。对于铜冶炼阶段来说，适当添加一定的助燃气体，可以更好的减少烟气排放量，进而达到节能环保的效果，从而在一定程度上保证铜冶炼节能技术的适应性与实用性。当前，我国铜冶炼企业所采取的助燃气体含氧量大概在7/10，许多竞争力相对较强的铜冶炼企业，其采取的助燃气体含氧量将近九成

3.3 提升热能资源的利用率

现阶段在应用铜冶炼企业热能资源时，一般使用的是热恋以及吹炼的方式收集热闹。确保铜冶炼效果更好并且取得有效的成效。与此同时，一些铜冶炼企业收集了各种设备，可以确保在已有的工作环境基础上，提高铜冶炼企业总体的热能资源使用率。现阶段，我国铜冶炼企业在使用热能资源过程中，各个企业的铜原料使用就有差异，导致热能及节能也有一定的差异。对于热能资源的消耗利用。许多铜冶炼单位的热能资源投入时，往往借助熔炼、吹炼等工序来获得一定量的热能资源，进而提高能源利用率，许多企业开始尝试使用回收阳极炉、制酸活动温度变动等热能，进而安置于供电、保障铜冶炉料干燥氛围等环节中。通过把握铜冶炼生产单位热能资源消耗情况，所运用的铜原料是多种多样的，是存在一定差异的，同时也使得热能、总体能源利用率出现一定的不同。

3.4 制酸阶段的耗能

对比铜冶炼的其他环节可知，制酸环节会需要各种的资源，为有效贯彻节能理念，所以意味着铜冶炼企业应注重对制酸环节技术的运用。通常而言，应该在制酸中使用各方面的能量，并且将上述的热能再次运用的铜冶炼之中达到良好循环制酸，使应使用浓度高的二氧化硫气体，由此确保提高所有资源的使用率，也有助于冶铜冶炼行业整体的发展。进一步缩短熔炼活动的时间，充分借助和推广闪速熔炼，不断创新和完善熔炼技术。当前，着眼于我国铜冶炼企业，大多借助奥图泰熔炼技术，这一工艺可以有效减少一半的能源投入，其他的熔炼技术节能效率在1/4左右，因此进一步优化和创新熔炼技术能够使得铜冶炼行业主体高效开展节能工程。

4 铜冶炼减排分析

4.1 铜冶炼污染气体的排放现状跟节能技术分析

铜冶炼时会造成各种污染气体，上述气体排放捕集研究之后可以发现对比欧美国家而言，铜冶炼企业发展中差异较为明显。根据当前的情况可知，我国在铜冶炼企业提高二氧化硫气体使用方面有一定的研究，主要体现在铜冶炼制酸初期要注重提升二氧化硫的使用率，由此提高气体的数量及纯度，同时要减少二氧化硫气体整体的吸收量。首先，使用各种有效的方式达到气体，跟铜冶炼中生成气体有效结合，以确保符合需求；其次，在铜冶炼过程中应采用浓度低的二氧化硫气体，并且进行加工合成运用的不同的领域；最后，使用石灰等含碱量低的物质来对酸进行中和。由此确保回收酸并加以利用，也有助于提高铜冶炼行业整体的效益，现阶段，铜冶炼污染气体减排环节中会有各种浓度低的气体，一般要使用各种有效的方式实现二氧化硫的气体排放，并且实现节能减排。在现有基础上应进一步提高二氧化硫的监管，以实现有效的节能减排。同时，铜冶炼时必须要注重对吹链条的延长与确保降低气体的生产量，以能够提高节能效果。

4.2 铜冶炼过程中的污水排放以及技术分析

铜冶炼时，应该要基于各个环节的需求，对废水种类进行分析。从客观角度来看，铜冶炼设备运行中会有非常多的冷却水废水的数量较大，站到铜冶炼企业排放整体废水的九成以上，由此才会确保废水减排的成效更好。对于含酸较高的废水而言，是由于在制酸铜冶炼，场地冲洗等不同的阶段导致废水出现，也影响到生态环境。为了尽量减少废水污染对于环境的影响，应从下述角度展开：提高铜冶炼企业的排水系统成效，并且根据污水分流的基础上开展分类处理，应该达到时效和经济性的有效结合。对寒酸等物质废水进行集中处理，并且利用沉淀，综合等措施对污水中的有效物质保留，减少对于生态环境所产生的影响及最大程度上减少铜冶炼污水排放所导致的后续问题。

4.3 铜冶炼过程中要加大污染治理力度

除了要促进清洁生产，而且要从源头上尽量减少环境污染出现的可能性。执行各种行业污染物的排放和清洁标准对现有的污染源进行治理，并且利用技术改造清洁生产等各种方式加强达标排放，并且在最大程度上降低企业废水排放量，也提升节能减排的成效。实现冶金废渣、废水、尾矿等各种方式的运用，提升再生资源的效果和节约使用。同时，注重工业废气治理，提升脱硫整体的成效，采用脱硫工程保证达标排放，同时要降低二氧化硫的排放，并且注重对环保设施进行监管。加强对违法行为查处，以保证能够达标，同时要借助于当前的科技，采用工业废水零排放并且使用各种方式注重技术的创新，提高废水的回收利用率，这样可以保证在源头上将污染物尽量控制物。