山東金璽20萬噸再生銅綜合回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告

1、. （CN0496）工程4 冶 煉4.1 概述本工程是以含銅92%以上的固體廢雜銅為原料，經(jīng)火法精煉和電解精煉最終產(chǎn)出陰極銅。冶煉工藝流程采用NGL爐精煉永久陰極電解精煉陽極泥濕法處理。主要生產(chǎn)車間有原料預(yù)處理、火法精煉、電解精煉和電解液凈化、貴金屬回收。生產(chǎn)能力一期工程為20萬噸/年陰極銅。本項(xiàng)目按一次建成設(shè)計(jì)。4.2 冶煉原料燃料及輔助材料4.2.1雜銅原料本項(xiàng)目所用原料主要為高品位廢雜銅，經(jīng)分類后打成包塊，其物料成分見表4-1。表4-1 高品位雜銅原料成分成分CuZnPbAsSnNiFe其它%92210.1010.221.21.68原料物理特性：全部為固體。其中，線狀：直徑從不到1mm到

2、20mm不等；銅件：各種形狀，大小不等。4.2.2燃料本項(xiàng)目燃料和還原劑為天然氣，成分見表4-2。表4-2 天然氣成份（mol%）CH4C2H6C3H8CO2H2SN2+NeH296.3220.4060.052.18520mg/m31密度：0.76276kg/ m3低熱值：35.3868MJ/m3高熱值：39.256MJ/m3（3）熔劑及輔助材料各主要輔助材料的成分詳見表4-3。表4-3 石英石熔劑化學(xué)成分（%）及粒度名稱SiO2其它Fe粒度石英石9282.0<20mm4.2.3原料燃料及主要輔助材料消耗原料、燃料及主要輔助材料消耗見表4-4。表4-4 原料、燃料及主要輔助材料消耗序號(hào)項(xiàng)

3、目單位數(shù)量備注1高品位雜銅t/a225674.28含銅品位922石英石t/a60003天然氣總量Nm3/a2075.5×104含還原劑4耐火材料t/a15005脫模劑t/a12006硫酸t(yī)/a20007鹽酸t(yī)/a1004.3 生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表4-5 產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)名稱單位產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)1高純陰極銅t/a200000GB/T467-1997 Cu-CATH-12粗硫酸銅t/a7758Cu23%3粗硫酸鎳t/a1702Ni18%4黃金(99.99%)/a118.212GB/T413420035白銀(99.99%)t/a41.3741GB/T413520024.4 工藝方案

4、選擇銅資源的循環(huán)利用在世界各地均受到廣泛重視。長期以來，熔煉銅精礦的冶煉廠一直有選擇地將再生銅作為冷料加入轉(zhuǎn)爐回收，但這種方法在處理量和雜銅品種方面均受很大限制。為此，許多國家包括中國先后興建了專門處理再生銅物料（包括殘?jiān)┑你~冶煉廠，并積極研究、開發(fā)再生銅冶煉工藝，不斷改進(jìn)冶煉設(shè)備，使再生銅冶煉技術(shù)朝著高效、低耗、無污染和高質(zhì)量的方向發(fā)展。4.4.1再生銅的火法精煉目前國內(nèi)處理高品位廢雜銅火法精煉爐型有固定式陽極爐和傾動(dòng)式精煉爐兩種。傾動(dòng)式精煉爐是上世紀(jì)60年代由德國MAERZ公司開發(fā)的，該爐子的主要優(yōu)點(diǎn)是綜合了固定式陽極爐和回轉(zhuǎn)式精煉爐的優(yōu)點(diǎn)，爐體密閉性能好，操作環(huán)境好；爐子壽命長且維修方

5、便，氧化、排渣、還原作業(yè)均無需人工操作，機(jī)械化自動(dòng)化程度高。目前國內(nèi)傾動(dòng)爐有二種形式，一種為引進(jìn)設(shè)備，另一種為國產(chǎn)設(shè)備，引進(jìn)設(shè)備造價(jià)較高，項(xiàng)目投資大、建設(shè)周期長。故本項(xiàng)目不予采用。國產(chǎn)設(shè)備為為國內(nèi)公司近年研制開發(fā)的新型爐型即350噸精煉搖爐，現(xiàn)某冶煉廠設(shè)計(jì)中也有采用，但山東金璽化工有限公司為第一次上雜銅冶煉，而且規(guī)模適中，為了更有利于生產(chǎn)靈活組織，分部投資。故本階段暫不考慮上述較大爐型。固定式陽極爐是目前國內(nèi)廣泛采用的一種傳統(tǒng)處理高品位雜銅的精煉設(shè)備。該爐體結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，原料燃料適應(yīng)性廣，造價(jià)低，建設(shè)周期短，處理高品位雜銅時(shí)環(huán)保效果良好，但存在操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，該爐子生產(chǎn)過程中爐門難以密閉

6、，煙氣泄漏嚴(yán)重，能耗偏高，不能使用人工持管的氣體還原劑，操作環(huán)境較差等缺點(diǎn)，因此本工程不予考慮。NGL爐是中國瑞林公司新開發(fā)的一種雜銅火法精煉爐，其氧化、還原功能與回轉(zhuǎn)式陽極爐相同，但在爐體結(jié)構(gòu)上作了較大的創(chuàng)新，使其能適應(yīng)處理冷料，其機(jī)械化、自動(dòng)化程度可達(dá)到傾動(dòng)爐的水平，而造價(jià)大大低于傾動(dòng)爐。NGL爐上設(shè)置了透氣磚攪拌系統(tǒng)，其作用是通過爐底的透氣磚將氮?dú)鈬娙肴廴阢~中，利用惰性氮?dú)饩哂休^好的攪拌效果，對(duì)銅液進(jìn)行清潔攪拌，從而提高冶金反應(yīng)效率；縮短工藝過程；改善金屬熔池的化學(xué)和溫度的均勻性；降低陽極銅的含氧量；減少銅在爐內(nèi)的凍結(jié)。NGL爐采用稀氧燃燒技術(shù)。稀氧燃燒的基本過程：燃料和氧氣分別通過兩個(gè)

7、單獨(dú)的噴口高速噴射進(jìn)入爐膛內(nèi)，燃料和氧氣被爐膛中已有的高溫?zé)煔猓ㄈ紵a(chǎn)物）迅速稀釋，在燃燒區(qū)間氧濃度達(dá)到210時(shí)燃燒過程即可正常進(jìn)行。稀氧燃燒與傳統(tǒng)的燃燒方式相比有其獨(dú)特的燃燒效果：1）燃燒反應(yīng)區(qū)呈漫射狀分布于爐膛大部分空間，爐膛內(nèi)熱負(fù)荷分布均勻，沒有過高溫度點(diǎn)，形成一個(gè)均勻的加熱體系；2）燃燒產(chǎn)物3分子居多火焰輻射強(qiáng)度高，利于加強(qiáng)傳熱效果；3）NOx產(chǎn)出率相對(duì)較低；4）熱效率高，節(jié)能效果顯著；5）無需另設(shè)燃燒風(fēng)機(jī)、煙氣量低，節(jié)約煙氣處理成本。工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例有美國Kennecott銅廠陽極爐，國內(nèi)已完成了在400t回轉(zhuǎn)陽極爐和80t固定式陽極爐的示范性試驗(yàn)，取得良好效果。該爐克服了固定式陽極爐的

8、操作強(qiáng)度大，環(huán)境較差及能耗偏高等缺點(diǎn)，但造價(jià)較固定式陽極爐高。為節(jié)約工程投資，提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，改善環(huán)保條件，本項(xiàng)目選用4臺(tái)NGL爐用于雜銅處理。陽極銅通過放銅溜槽進(jìn)入雙圓盤澆鑄機(jī)澆鑄成陽極銅板，合格的陽極板用叉車運(yùn)往陽極板堆場(chǎng)。不合格陽極板返回NGL爐。4.4.2 電解精煉目前國內(nèi)外采用的電解工藝有傳統(tǒng)工藝和永久性不銹鋼陰極兩種。傳統(tǒng)法在我國生產(chǎn)歷史悠長，工藝成熟可靠，但始極片制作工藝復(fù)雜，需要獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大。始極片質(zhì)軟，平直度不好，生產(chǎn)過程中易造成短路。不銹鋼陰極法是用不銹鋼板制成永久性陰極，取代傳統(tǒng)的始極片。主要優(yōu)點(diǎn)是不銹鋼陰極平直度較好，不易造成短路，因而可采用較高的電流

9、密度和較小的極距，單位面積產(chǎn)量高；陰極周期短，產(chǎn)品質(zhì)量好，殘極率低；流程簡單，自動(dòng)化程度高；金屬積壓量少，流動(dòng)資金周轉(zhuǎn)快等。同為大極板電解工藝，采用不銹鋼陰極法比傳統(tǒng)法不但產(chǎn)品質(zhì)量好，且廠房占地小、勞動(dòng)定員少、生產(chǎn)成本低，而項(xiàng)目投資永久陰極法略高于傳統(tǒng)法。不銹鋼陰極法是電解工藝的一個(gè)發(fā)展方向。有關(guān)資料顯示，到2004年，應(yīng)用不銹鋼陰極法的電解精煉廠已達(dá)30多家，產(chǎn)出的銅量占世界總產(chǎn)量的60%以上。國內(nèi)第一家江西銅業(yè)公司貴溪冶煉廠的20萬噸永久性陰極工藝電解車間已于2003年順利建成投產(chǎn)。緊接著山東祥光銅業(yè)公司20萬噸、貴溪冶煉廠新增30萬噸和金隆銅業(yè)公司20萬噸永久性陰極工藝電解車間均已在建成

10、投產(chǎn)，目前已有多家冶煉廠簽訂了永久性陰極工藝合同。不銹鋼陰極法首先在澳大利亞PTY銅精煉有限公司的湯士維爾冶煉廠研制并投入大規(guī)模生產(chǎn)，簡稱為ISA法。1986年加拿大鷹橋公司的奇得克里克冶煉廠也開發(fā)了另一種不銹鋼陰極電解技術(shù)，稱KIDD法。此外芬蘭Outokumpu公司開發(fā)的Ok不銹鋼陰極法2003年也已投入了工業(yè)化生產(chǎn)，這三種不銹鋼陰極電解技術(shù)略有不同，主要在包邊形式、導(dǎo)電棒的結(jié)構(gòu)及底部結(jié)構(gòu)上有區(qū)別。本初步設(shè)計(jì)電解工藝暫先按芬蘭Outokumpu公司的不銹鋼陰極考慮，最終尚需與國外公司進(jìn)行商務(wù)談判后確定，專用吊車及機(jī)組采用國內(nèi)配套。 電解液凈化系統(tǒng)能力與電解能力相配套，電解液凈化量根據(jù)銅所需

11、的凈化量控制，約為195m3/d。電解液凈化系統(tǒng)采用了先進(jìn)的全自動(dòng)板式真空蒸發(fā)濃縮生產(chǎn)粗硫酸銅、控制電解液有效成分技術(shù)及誘導(dǎo)法脫除雜質(zhì)、電熱濃縮生產(chǎn)硫酸鎳的流程。4.4.3 貴金屬回收陽極泥處理目前成熟可靠、能上規(guī)模、具有競爭力的工藝有濕法流程和Kaldo爐流程。鑒于Kaldo爐工藝其關(guān)鍵設(shè)備要從國外引進(jìn)，投資較高，壓力浸出操作也很復(fù)雜，本工程陽極泥處理工藝采用貴冶式濕法流程：硫酸化焙燒水浸分銅堿浸分鉛砷氯化分金亞硫酸鈉分銀銀電解金電解，目的是采用濕法流程有金銀直收率高、返料量小、綜合利用、技術(shù)立足國內(nèi)、投資省的優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)建設(shè)目標(biāo)的較佳選擇。 4.5 工藝技術(shù)及設(shè)計(jì)特點(diǎn)本次電解工段的設(shè)計(jì)吸取

12、了中國瑞林公司在多個(gè)銅電解工程的成功經(jīng)驗(yàn)，主要有以下特點(diǎn)：(1)永久不銹鋼陰極工藝具有極距小，電流密度高，其范圍為280A/m2330A/m2，陰極周期短，殘極率低，蒸氣耗量低等特點(diǎn)。(2) 采用電解專用吊車與電解槽定位裝置，實(shí)現(xiàn)精確定位。采用兩臺(tái)帶接液盤的半自動(dòng)專用吊車，三條極板加工機(jī)組，其中兩條陰極剝片機(jī)組，一條陽極加工機(jī)組和殘極機(jī)組。使出裝槽作業(yè)操作更為簡便，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高，并保證了極板間極距的均勻，有利于減少短路的發(fā)生，提高了電流效率，還有利于電流密度的提高。(3) 采用長方形FRP儲(chǔ)槽。長方形貯槽的使用可以減少儲(chǔ)槽的數(shù)量，并充分利用有限的場(chǎng)地空間，工藝配置簡潔，便于生產(chǎn)操作。由于單槽

13、容積大、槽數(shù)少，有利電解液的充分循環(huán)、添加劑的充分混合。采用長方形貯槽可使循環(huán)泵集中布置，可在二樓平面開設(shè)液下泵檢修吊裝孔，既保證了液下泵的安裝高度，方便檢修，同時(shí)也降低了附跨廠房高度，減少了投資。(4)陽極泥地坑由傳統(tǒng)的壓縮空氣攪拌，改用機(jī)械攪拌，減少了槽下酸霧產(chǎn)生，有利于生產(chǎn)操作環(huán)境的改善，延長了槽下設(shè)施使用壽命。(5) 采用濃密機(jī)沉降分離陽極泥，使陽極泥漿更充分的沉降、分離。其上清液流入陽極泥儲(chǔ)槽，底泥由隔膜泵送陽極泥壓濾機(jī)（全自動(dòng)），濾液也進(jìn)陽極泥儲(chǔ)槽與濃密機(jī)上清液合并經(jīng)壓濾后流入上清液貯槽。陽極泥漿液在濃密機(jī)沉降分離后分別進(jìn)箱式壓濾機(jī)，提高了壓濾機(jī)的處理能力，陽極泥經(jīng)兩次壓濾再經(jīng)凈化

14、過濾機(jī)過濾后再進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，從而保證電解液的清潔度。由于陽極泥漿液進(jìn)濃密機(jī)，改變了從前在陽極泥儲(chǔ)槽采用壓縮風(fēng)攪拌而產(chǎn)生的強(qiáng)烈的酸霧，生產(chǎn)環(huán)境得到很好改善；并實(shí)現(xiàn)陽極泥過濾系統(tǒng)全自動(dòng)化。 (6) 電解液和上清液采用高效的凈化過濾機(jī)過濾，過濾后的電解液懸浮物含量小于10ppm，過濾效果好，確保了電解液的潔凈度，而且全自動(dòng)封閉工作無泄露，無需人工操作，自動(dòng)化水平高，改善了操作環(huán)境的。4.6 工藝過程敘述及車間組成 冶煉工藝過程根據(jù)生產(chǎn)功能分為原料預(yù)處理區(qū)域、火法精煉區(qū)域、電解精煉和電解液凈化區(qū)域、貴金屬回收區(qū)域等。4.6.1原料預(yù)處理區(qū)域 該區(qū)域包括原料堆場(chǎng)、原料棚、原料打包工段等。采購回來的高品位

15、雜銅原料用汽車運(yùn)進(jìn)廠，經(jīng)過地磅房稱重，在原料堆場(chǎng)卸車和原料棚堆存。通過叉車運(yùn)輸，將雜銅送至原料打包工段。在打包機(jī)的擠壓下，零散雜銅被打包成為尺寸約為0.8x0.8x0.6m見方。打包好的雜銅通過叉車運(yùn)送至NGL爐火法精煉區(qū)域。4.6.2火法精煉區(qū)域該區(qū)域包括NGL爐、陽極澆鑄系統(tǒng)。1）NGL爐火法精煉系統(tǒng)由4臺(tái)NGL爐，2臺(tái)雙18模圓盤澆鑄機(jī)及其附屬設(shè)備構(gòu)成，每兩臺(tái)NGL爐和一臺(tái)雙18模圓盤澆鑄機(jī)構(gòu)成一個(gè)系列。打包好的高品位雜銅用叉車送往火法精煉車間，用吊車調(diào)運(yùn)至爐前附近的加料平臺(tái)原料堆放區(qū)。在NGL爐的加料和熔化作業(yè)期間，根據(jù)熔化進(jìn)程再用移動(dòng)箱式加料機(jī)（能力：3t/次）將雜銅包塊料逐塊分批次

16、地加入NGL爐內(nèi)。采用天然氣燃料，為精煉過程提供熱源，采用稀氧燃燒技術(shù)，以節(jié)能和節(jié)省設(shè)備投資。整個(gè)精煉過程主要由加料熔化、氧化、還原、澆鑄四個(gè)階段組成，其全過程采用透氣磚通入氮?dú)鈹嚢锠t內(nèi)熔體，以增強(qiáng)冶金過程的傳熱傳質(zhì)效果。加料熔化期時(shí)，爐料分批加入。加料及熔化時(shí)間約14小時(shí)。氧化期鼓入壓縮空氣，并加入石英石造渣，部分雜質(zhì)揮發(fā)進(jìn)入煙氣。氧化精煉過程產(chǎn)生的爐渣排入渣包，渣包經(jīng)電動(dòng)軌道車運(yùn)至渣處理區(qū)，經(jīng)冷卻、重錘粗碎后，送至渣棚暫時(shí)堆存，以待外銷。還原完全后的銅液經(jīng)溜槽進(jìn)入雙18模圓盤澆鑄機(jī)澆鑄成陽極板，合格陽極板由叉車運(yùn)往陽極板堆場(chǎng)，不合格陽極板返回NGL爐。NGL爐冶煉煙氣經(jīng)煙罩、二次燃燒室后進(jìn)

17、入煙氣降溫及排輸系統(tǒng)，經(jīng)降溫和布袋凈化的煙氣最后經(jīng)排煙風(fēng)機(jī)送至環(huán)境集煙煙囪排空。在還原期間剩余可燃物在二次燃燒室中進(jìn)行二次燃燒處理，避免黑煙的產(chǎn)生。NGL爐爐門設(shè)環(huán)境煙罩，捕集的煙氣單獨(dú)經(jīng)布袋收塵器過濾收塵，凈化后的煙氣經(jīng)排煙風(fēng)機(jī)排至煙囪而放空。2）陽極澆鑄系統(tǒng)陽極澆鑄系統(tǒng)主要由以下單元構(gòu)成：陽極澆鑄包和自動(dòng)定量稱量機(jī)（帶有一個(gè)中間包，2個(gè)澆鑄包），澆鑄圓盤，噴淋冷卻系統(tǒng)，廢陽極提取裝置，陽極收集輸送系統(tǒng)，涂模系統(tǒng)，以及系統(tǒng)控制的液壓、氣動(dòng)和電子系統(tǒng)。精煉后的熔融銅水通過溜槽由NGL爐連續(xù)地流入陽極澆鑄稱量機(jī)的中間包，中間包將銅水倒入一個(gè)帶有稱量裝置的澆鑄包，當(dāng)澆鑄包內(nèi)的銅水達(dá)到了設(shè)定的重量，

18、中間包就傾轉(zhuǎn)向另一側(cè)的澆鑄包傾倒銅水。當(dāng)兩個(gè)圓盤分別將一個(gè)空模子轉(zhuǎn)至澆鑄位置時(shí)，澆鑄包即將一定重量的銅水倒入模子鑄型成陽極板。通過控制系統(tǒng)準(zhǔn)確地傾轉(zhuǎn)澆鑄包，使其倒出的銅量正好等于陽極板的設(shè)定重量。澆鑄完成后，圓盤將空模子再轉(zhuǎn)至澆鑄位置，同時(shí)中間包再次向澆鑄包倒銅水。澆鑄后的模子由圓盤轉(zhuǎn)到冷卻區(qū)，向模子的底部、陽極的上表面噴水將其冷卻。冷卻后陽極到達(dá)檢查位置，在此將陽極板的耳部頂起，使其與模子脫開。設(shè)有一套廢陽極提取裝置，在廢陽極到達(dá)陽極收集輸送位置之前將其提出。合格陽極板經(jīng)預(yù)頂起后圓盤將陽極板轉(zhuǎn)到提取位置，陽極板的耳部再次被頂起，提取裝置抓住陽極板的側(cè)邊，將其提起放入冷卻槽中。每個(gè)冷卻槽中均有

19、鏈條輸送機(jī)，在鏈條輸送機(jī)上陽極板被收集達(dá)到一定塊數(shù)后，輸送機(jī)將其輸送至冷卻槽的尾部，從槽里被頂起，由叉車運(yùn)走。4.6.3電解區(qū)域 該區(qū)域包括電解工段、凈液工段。（1）電解工段合格陽極板從陽極板堆場(chǎng)用叉車送至陽極整形加工機(jī)組，加工后的陽極板按極距100mm排列，由半自動(dòng)專用吊車吊入電解槽，電解陰極周期7天，陽極周期21天。經(jīng)過一個(gè)陰極周期，陰極由吊車送至陰極洗滌剝片機(jī)組，剝下的陰極銅經(jīng)稱量打包送成品庫，不銹鋼陰極經(jīng)重新排板吊回電解槽。殘陽極經(jīng)殘極洗滌堆垛機(jī)組處理后由叉車送至火法精煉車間。電解液由立式循環(huán)泵從循環(huán)槽送至板式換熱器，加熱至65左右進(jìn)入高位槽，自流入各電解槽。電解槽內(nèi)循環(huán)方式為下進(jìn)上出

20、。為保證電解液的潔凈度，配備了專用的凈化過濾機(jī)，每天將電解液量的25%經(jīng)凈化過濾機(jī)過濾后再返回循環(huán)系統(tǒng)。根據(jù)電解液成分每天抽取部分電解液送凈液工段處理。出裝槽時(shí)，上清液流入上清液循環(huán)槽，全部經(jīng)凈化過濾機(jī)過濾后返回循環(huán)系統(tǒng)；排出的陽極泥漿經(jīng)溜槽至陽極泥地坑，經(jīng)兩次壓濾機(jī)壓濾和凈化過濾機(jī)過濾后返回循環(huán)系統(tǒng)，濾渣即為陽極泥。陽極泥用叉車送貴金屬回收區(qū)域。（2）凈液工段工藝流程為真空蒸發(fā)濃縮、水冷結(jié)晶生產(chǎn)粗硫酸銅誘導(dǎo)法脫除銅及雜質(zhì)、電熱蒸發(fā)濃縮水冷結(jié)晶生產(chǎn)粗硫酸鎳。電解系統(tǒng)需凈化的電解液泵送至凈液工段廢電解液貯槽，然后泵送至蒸發(fā)高位槽，電解液由高位槽連續(xù)自流至循環(huán)泵進(jìn)口再壓送至板式真空蒸發(fā)器組進(jìn)行連續(xù)

21、蒸發(fā)濃縮。蒸發(fā)后液由循環(huán)泵連續(xù)泵送至水冷結(jié)晶槽，多臺(tái)水冷結(jié)晶槽階梯布置連續(xù)作業(yè)，結(jié)晶漿液由較低的水冷結(jié)晶槽自流至帶式真空過濾機(jī)進(jìn)行液固分離，過濾液流入結(jié)晶母液槽，分離出的粗硫酸銅稱量包裝出售。結(jié)晶母液泵送至板式換熱器加熱到60后至脫銅電解高位槽，由高位槽按主、輔給液量自流入各脫銅電解槽。脫銅電解槽每組6個(gè)，呈階梯布置，溶液由高端進(jìn)底端出，從每組第4、5、6槽進(jìn)行輔助給液。脫銅電解槽每組上段3槽的陰極每9天出槽一次，吊出的陰極經(jīng)過洗滌、堆剁后由叉車返火法精煉系統(tǒng)，下段3槽的陰極每3天清槽一次，人工清理表面沉積黑銅粉后返脫銅電解槽繼續(xù)使用。出槽時(shí)上清液排至上清液貯槽，經(jīng)過濾后返回脫銅電解槽，排出的

22、黑銅泥經(jīng)溜槽至地坑，由泵送至壓濾機(jī)進(jìn)行過濾，濾液隨過濾后上清液一起返回電解槽，分離出黑銅粉送臨時(shí)堆存房待處理或出售。根據(jù)相應(yīng)工廠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，二次脫銅電解采用殘極作陰極。脫銅電積反應(yīng)過程產(chǎn)生的酸霧、砷化氫等有害氣體由槽面通風(fēng)罩抽出經(jīng)處理后排放。槽面通風(fēng)機(jī)與脫銅整流器聯(lián)鎖，當(dāng)通風(fēng)機(jī)故障時(shí)，整流器立即斷電以保人身安全。根據(jù)必須脫除的鎳量每天抽取一定體積的脫銅終液經(jīng)泵送至高位槽，由高位槽連續(xù)自流入電熱濃縮槽，電加熱蒸發(fā)溫度控制在170左右，蒸發(fā)后液含酸1100g/L，由密閉式溢流連接管流入水冷結(jié)晶槽，水冷結(jié)晶溫度控制在45，連續(xù)攪拌冷卻產(chǎn)出的結(jié)晶漿液溢流至硫酸鎳轉(zhuǎn)運(yùn)槽再泵送至帶式真空過濾機(jī)分離出粗硫酸鎳

23、產(chǎn)品，濾液即回收酸返回電解工段。電熱蒸發(fā)過程產(chǎn)生的酸霧經(jīng)酸霧凈化塔處理后排空。4.6.4貴金屬回收區(qū)域該區(qū)域包括回轉(zhuǎn)窯工段、濕法工段、金銀電解工段、陽極泥庫等。（1）陽極泥預(yù)處理銅電解車間產(chǎn)出的陽極泥，由叉車運(yùn)至陽極泥處理車間計(jì)量過磅后入陽極泥庫，再用叉車將陽極泥運(yùn)至預(yù)處理漿化槽漿化，再泵至預(yù)處理反應(yīng)槽，加硫酸和升溫，通壓縮空氣，氧化酸浸脫銅砷，控制固液比，反應(yīng)結(jié)束壓濾機(jī)過濾，產(chǎn)出含銅約8-12%的低銅陽極泥，硫酸銅溶液送凈液車間回收銅、鎳、砷。（2）回轉(zhuǎn)窯工段電解產(chǎn)出的銅陽極泥（或經(jīng)預(yù)處理后的低銅陽極泥）裝入船形陽極泥斗用行車直接加入漿化槽與硫酸漿化后，放入定量給料槽，流入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行硫酸化焙

24、燒。窯內(nèi)從固態(tài)物料中揮發(fā)逸出的二氧化硒進(jìn)入氣相，經(jīng)吸收塔中的水吸收后生成亞硒酸、進(jìn)而被氣相中二氧化硫還原出金屬硒，再經(jīng)過濾烘干后，即得粗硒；焙燒后的固態(tài)產(chǎn)物為焙燒渣，渣中的銅、銀等元素已轉(zhuǎn)化成可溶性化合物硫酸鹽等。該渣裝入船形加料斗由行車起吊加入濕法工序分銅槽處理。（3）濕法工段分離提取貴金屬的濕法流程為水浸分銅、堿浸分鉛碲砷、氯化分金、亞硫酸鈉分銀、分金液、分銀液分別采用亞鈉和甲醛還原得粗金粉和粗銀份。分銅：含銅焙燒渣裝入分銅反應(yīng)槽泵入分銅洗水漿化11.5h后，補(bǔ)加分銅洗水，固液比1：45，升溫?cái)嚢杞觯~以硫酸鹽狀態(tài)轉(zhuǎn)入分銅液，并添加食鹽提供充分的氯離子使硫酸銀轉(zhuǎn)化為氯化銀而進(jìn)入渣相。反應(yīng)

25、終液酸度為1215 g/l，漿料放入分銅轉(zhuǎn)運(yùn)槽，泵至分銅壓濾機(jī)，經(jīng)壓濾、洗滌、壓榨、電子稱計(jì)量后，放入分鉛碲加料槽中，添加分鉛碲洗水，攪拌成漿液泵至分鉛碲反應(yīng)槽中。硫酸銅溶液液送凈化車間回收銅砷。分鉛砷：分銅渣漿料在分鉛砷反應(yīng)槽中，加入分鉛砷洗水漿化11.5h后，補(bǔ)加分鉛砷洗水，固液比1：45，升溫?cái)嚢杞?，控制氫氧化鈉濃度為10%，使渣中的鉛、砷分別以鉛酸鈉、亞砷酸鈉形態(tài)進(jìn)入溶液以分離除之。漿料放入轉(zhuǎn)運(yùn)槽泵至壓濾機(jī)，經(jīng)壓濾、洗滌、壓榨、其渣為分鉛砷渣，經(jīng)電子稱計(jì)量后，放入分金加料槽中，添加分金洗水，攪拌成漿料泵至分金反應(yīng)槽中。其溶液為分鉛砷液用硫酸中和沉鉛、砷，控制反應(yīng)終點(diǎn)PH值3.23.5

26、，得到鉛砷渣。分鉛砷后液送廢水處理。分金：含金的分鉛砷渣在分金反應(yīng)槽中，加入分金洗水漿化11.5h后，補(bǔ)加分金洗水，固液比1：56，在硫酸介質(zhì)中添加食鹽、氯酸鉀（鈉）升溫?cái)嚢柽M(jìn)行氯化分金。金被氯化生成四氯金酸轉(zhuǎn)入液相。銀、鉛分別以氯化銀、硫酸鉛形態(tài)進(jìn)入渣相。反應(yīng)結(jié)束后，漿料放入轉(zhuǎn)運(yùn)槽泵至壓濾機(jī)，經(jīng)壓濾、洗滌、壓榨、其渣為分金渣，經(jīng)電子稱計(jì)量后，放入分銀加料槽中，添加分金洗水，攪拌成漿料泵至分銀反應(yīng)槽中。其液為分金液，在金還原槽中用二氧化硫還原成粗金粉。金還原后液泵至鉑鈀置換槽中加氫氧化鈉控制中和酸度為1220 g/l，再用鋅粉攪拌進(jìn)行鉑鈀置換。鉑鈀置換后液送廢水回收金銀。分銀：含銀的分金渣在分

27、銀槽中，加入分銀母液漿化，在3040，亞硫酸鈉溶液中，銀與亞硫酸根絡(luò)合，生成亞硫酸銀絡(luò)離子而轉(zhuǎn)入液相。固液比為1：67，控制反應(yīng)終點(diǎn)為PH89。反應(yīng)結(jié)束，漿料放入轉(zhuǎn)運(yùn)槽泵至壓濾機(jī)，經(jīng)壓濾、洗滌、壓榨后分銀渣放入渣斗返回銅冶煉奧爐系統(tǒng)。分銀液在銀還原槽中用甲醛還原得到粗銀粉。銀還原母液循環(huán)使用數(shù)次后過量還原，過量還原后液送廢水處理回收金銀。（4）金銀電解工段陽極澆鑄：含金9799%的粗金粉和含銀9699%的粗銀粉，用小車裝運(yùn)至金銀電解樓一樓中頻澆鑄爐熔化分別澆鑄成金、銀陽極。金電解：金電解精煉在PVC制電解槽中進(jìn)行。其電解液為采用隔膜電解造液法制備的氯化金溶液，陰極用始極片制備與銅電解始極片制備

28、相似。電解時(shí)，銅、鉑、鈀等金屬進(jìn)入溶液。銀、鉛等進(jìn)入陽極泥。析出的陰極金屬充分洗滌干燥后，即可熔鑄成為成品金錠。銀電解：銀電解精煉在PVC電解槽中進(jìn)行。其電解液為硝酸銀溶液，陰極采用鈦板。電解時(shí)，銅進(jìn)入溶液，金、大部分鉑、鈀以及鉛、鉍入液后水解氧化物等進(jìn)入陽極泥。在陰極析出的針狀銀，人工刮下，落至銀粉傳送帶上運(yùn)出即為電銀粉。電銀粉用熱水充分洗滌干燥后，即可熔鑄成為成品銀錠。（5）廢水處理由焙燒、濕法處理、金銀電解各工序排出的含重金屬離子的廢水，還含有少量的金、銀。由各工序分別泵至廢水回收金銀工序的中和反應(yīng)槽，加酸或堿調(diào)節(jié)PH值7，經(jīng)過濾后的濾液送重金屬離子廢水處理站，濾渣返精煉爐回收金銀。4.

29、7 冶金計(jì)算主要結(jié)果4.7.1 NGL爐NGL爐金屬物料平衡見表4-6；NGL爐進(jìn)收塵系統(tǒng)煙氣量，煙氣成分表見4-7；NGL爐熔化、氧化、還原和澆鑄等各作業(yè)期的熱平衡，分別參見表4-8表4-11。；山東金璽20萬噸再生銅綜合回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 4-12 （CN0496）工程表4-6 NGL爐金屬物料平衡No裝入物料物料量CuZnPbFeSnAsNiAuAgt/at/at/at/at/at/at/at/at/at/a1廢雜銅225674.2892.0207620.332.004513.4912256.741.22708.0912256.740.1225.670.22456.760.000

30、61.35400.0245.13492殘極36226.4099.335972.820.013.620.0621.740.013.620.013.620.136.230.1554.340.0006560.23760.021877.92274黑銅板837.0090.0753.300.010.080.010.082.1117.665不合格陽極銅7469.3699.37417.070.010.750.064.480.010.750.010.750.17.470.1511.200.0006560.04900.021871.6335合計(jì)251763.524517.862282.962712.542261.

31、20287.03522.311.640754.6911No產(chǎn)出物料1合格陽極銅241509.3299.3239818.750.0124.150.06144.910.0124.150.0124.150.1241.510.15362.260.0006561.58430.0218752.81812不合格陽極銅7469.3699.37417.070.010.750.064.480.010.750.010.750.17.470.1511.200.0006560.04900.021871.63353精煉爐渣12527.2130.03758.1619.002380.17111377.99202505.443

32、375.820.0911.270.8100.224煙塵6749.574.0269.9830.002024.8710674.960.1510.12241619.900.042.700.1510.125損失與誤差499.5587.9280.62172.08240.5824.0838.500.00740.2395合計(jì)251763.524517.862282.962712.542261.20287.03522.311.640754.6911表4-7 NGL爐進(jìn)收塵系統(tǒng)煙氣量，煙氣成分階段時(shí)間煙氣量煙氣溫度煙氣組成（%)含塵單位hNm3/hN2O2CO2H2O(g/Nm3)加料熔化期13.7102001

33、500065095055.862.2%13.514.8%710.2%1620.5%1224氧化期4.694501375065095073.475%14.216.2%2.14%6.78.4%50100倒渣期1.06200900065095065.165.4%18.122%3.44.9%9.211.9%0還原期1.577501162565095049.653.8%5.814%10.114.5%22.130.1%0澆鑄期3.26200900065095065.165.4%18.122%3.44.9%9.211.9%0山東金璽20萬噸再生銅綜合回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 4-14 （CN0496）工程

34、表4-8 加料熔化作業(yè)期熱平衡熱收入熱支出No項(xiàng)目小計(jì)/MJNo小計(jì)/MJ1天然氣燃燒熱600562100.01熔化雜銅吸熱14032823.37 2熔化黑銅板吸熱9250.154 3熔化不良陽極吸熱50200.84 4熔化殘極吸熱457847.62 5熔劑吸熱57140.95 6燃燒產(chǎn)煙氣吸熱25083941.77 7漏風(fēng)產(chǎn)煙氣吸熱533628.89 8熱損失9859016.42 合計(jì)600562100.09合計(jì)600562100.00 表4-9 氧化期熱平衡表熱收入熱支出No項(xiàng)目小計(jì)/MJNo小計(jì)/MJ1雜銅帶入熱14032542.16 1陽極銅吸熱17000051.08 2返料帶入熱31

35、5139.47 2爐渣吸熱159264.79 3熔劑帶入熱57141.72 3氧化反應(yīng)煙氣吸熱182995.50 4天然氣燃燒熱10027630.13 4燃燒產(chǎn)煙氣吸熱3951411.87 5氧化反應(yīng)放熱5500316.53 5漏風(fēng)產(chǎn)煙氣吸熱3439810.33 6煙塵吸熱88392.66 7熱損失4585513.78 合計(jì)332831100.00 合計(jì)332831100.00 表4-10 還原期熱平衡表熱收入熱支出No項(xiàng)目小計(jì)/MJNo小計(jì)/MJ1陽極銅帶入熱18800074.91陽極銅吸熱19260077.54 2爐渣帶入熱1692672爐渣吸熱195247.86 3還原用天然氣帶入熱19

36、25983還原煙氣吸熱58652.36 4天然氣燃燒熱2420910.14燃燒產(chǎn)煙氣吸熱72852.93 5還原反應(yīng)吸熱82703.33 6漏風(fēng)煙氣吸熱62072.50 7熱損失86423.48 合計(jì)248394100.00 合計(jì)248393100.00 表4-11 保溫期熱平衡表 熱收入 熱支出No項(xiàng)目小計(jì)/MJNo小計(jì)/MJ1陽極銅帶入熱18000076.11陽極銅吸熱18000076.12爐渣帶入熱159266.72爐渣吸熱159266.73天然氣燃燒熱4073417.23燃燒產(chǎn)煙氣吸熱162136.94漏風(fēng)產(chǎn)煙氣吸熱66892.85熱損失178327.5合計(jì)236659100.0合計(jì)2

37、36659100.04.7.2 電解（1）原料電解精煉的原料為火法精煉產(chǎn)出的合格陽極板。合格陽極板成分見表4-12表4-12 陽極板主要化學(xué)成份：（%）元素 Cu As Ni Au Ag % 99.3 0.10 0.15 5.92x10-5 2.096x10-2陽極板重量：380450kg/塊。（2）設(shè)計(jì)參數(shù)電解工藝設(shè)計(jì)參數(shù)見表4-13表4-13 電解工藝設(shè)計(jì)參數(shù)項(xiàng)目單位 1年產(chǎn)陰極銅t/a2000002年工作日d/a3503銅回收率%99.74殘極率%155電流效率%966槽時(shí)利用率%967電流密度A/m22808陽極周期天219陰極周期天710同極中心距mm10011陽極尺寸mm1000&

38、#215;96012陰極尺寸mm1010×1029（有效）13沉積面積m21.039314每槽陰極數(shù)塊5415每槽陽極數(shù)塊5516槽電壓V0.300.3517電解液循環(huán)速度l/min·槽3518陽極泥率%0.6（3）陽極銅各元素進(jìn)入陽極泥量，見表4-14。表4-14元素CuAsNi%0.072010（4）陽極銅中銅及主要雜質(zhì)溶出率，見表4-15：表4-15元素CuAsNi%1.538090（5）電解過程中銅的分布，見表4-16：表4-16組成進(jìn)入電解液進(jìn)入陽極泥進(jìn)入陰極銅%1.530.0798.4（6）電解工段金屬平衡電解工段金屬平衡詳見表4-17山東金璽20萬噸再生銅綜合

39、回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 4-18 （CN0496）工程表4-17 電解工段金屬平衡表物料名稱物料量t/a(m3/a)CuAsNiAuAg%(g/l)t/a%(g/l)t/a%(g/l)t/ag/tt/akg/tt/a投入陽極板241509.3299.30%239818.750.10%241.510.15%362.266.561.5843 0.2187 52.8181 脫銅電解終液260360.5013.020.5013.0225653.50回收酸3406.211.996.781.996.789.9934.03合計(jì)239838.55261.311049.791.5843 52.8181 產(chǎn)出

40、19000099.9935%189987.65陰極銅1000099.95%9995.00殘極36226.4099.30%35972.820.10%36.230.15%54.346.560.2376 0.2187 7.9227 陽極泥120011.89%142.693.42%41.062.57%30.791117.08 1.3405 36.8602 44.2322 廢電解液64292.78493150.352.84182.4715964.39損失、誤差590.041.550.270.0062 0.6632 合計(jì)239838.55261.311049.791.5843 52.8181 山東金璽20

41、萬噸再生銅綜合回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 4-19 （CN0496）工程4.7.3 凈液（1） 設(shè)計(jì)參數(shù)1）年工作日：330天2）陽極銅中銅及主要雜質(zhì)含量見表4-18表4-18 陽極銅主要化學(xué)成分元素CuAsNi%99.30.10.153）電解過程陽極銅中銅及主要雜質(zhì)溶出率見表4-19表4-19 銅和雜質(zhì)的溶出率元素CuAsNi%1.5380904） 電解液銅和雜質(zhì)含量控制極限值見表4-20表4-20 銅和雜質(zhì)的極限濃度元素CuAsNig/l49715 5）凈液過程銅及雜質(zhì)脫除率見表4-21表4-21 銅和雜質(zhì)的脫除率元素CuAsNi%999090（2） 凈液量計(jì)算電解生產(chǎn)過程中溶解進(jìn)入溶液中

42、的銅和雜質(zhì)即為凈液車間必須脫除的量。經(jīng)計(jì)算銅和雜質(zhì)的脫除量見表4-22表4-22 銅和雜質(zhì)的脫除量元素CuAsNit/a3118.84164.23277.13脫除各元素所需最小電解液凈化量見表4-23表4-23 脫除銅和雜質(zhì)所需凈液量元素CuAsNim3/d1959262取凈液車間處理電解液量195m3/d。因電解過程中必須保證電解液銅離子濃度49g/l左右，按以上凈液量和凈液流程，生產(chǎn)平衡后電解液的實(shí)際成分見表4-24 表4-24 生產(chǎn)均衡后電解液實(shí)際成分元素CuAsNifH2SO4g/l492.8415180（3） 硫酸銅工序 1）真空蒸發(fā)進(jìn)入真空蒸發(fā)系統(tǒng)的電解液量為208m3/d。其中分

43、銅液13m3/d(含銅35.4g/l)，廢電解液為195 m3/d。表4-25 進(jìn)液成分元素CuAsNifH2SO4g/L48.142.8614.48168.7表4-26 蒸發(fā)終液成分元素CuAsNifH2SO4g/L75.094.4622.59263.17 2）水冷結(jié)晶與分離表4-27 結(jié)晶母液成分為元素CuAsNifH2SO4g/L38.384.9625.10290.45（4）脫銅電解表4-28 銅及雜質(zhì)的電化當(dāng)量元素CuAsg/Ah1.1850.932表4-29 脫銅前液成分元素CuAsNifH2SO4g/L38.384.9625.10290.45表4-30 脫銅終液成分元素CuAsNifH2SO4g/L0.500.49625.10347.04（5）硫酸鎳回收表4-31 回收酸液成分元素CuAsNifH2SO4g/L1.991.999.991356.87（6） 凈液工段金屬平衡凈液工段金屬平衡見表4-32山東金