【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。生產(chǎn)流程如圖13所示：圖13 氧化銅礦酸浸流程 當(dāng)用硫酸浸出時(shí)，氧化銅礦均可浸出來(lái)。槽浸適合處理高品位的氧化礦，浸出周期較短，浸出液含銅高時(shí)，可直接送電積。目前已很少采用這種槽浸方式。氧化銅礦的浸出也可采用攪拌浸出方式，有空氣攪拌和機(jī)械攪拌兩種方式。攪拌浸出要求礦石品位較高，或經(jīng)過(guò)預(yù)先富集，對(duì)于硫化礦可采用細(xì)菌浸出或預(yù)先進(jìn)行氧化焙燒。堆浸用于難選氧化礦、低銅表外礦、廢礦石的浸出，即將礦石堆成堆后在其表面噴灑浸出劑，當(dāng)浸出劑滲過(guò)礦堆時(shí)銅被溶出流到集液池。浸出一定周期后，再在上面用新礦筑堆，反復(fù)進(jìn)行堆浸。新發(fā)展的堆浸方式有硫酸熟化薄層堆浸法，優(yōu)點(diǎn)是酸耗低，浸出周期短，占地面積小。它主要包括兩個(gè)步驟：一是用濃硫酸熟化細(xì)碎的氧化銅礦或氧化銅和硫化銅混合礦；二是用稀硫酸溶液進(jìn)行薄層堆浸。就地浸出是對(duì)破碎深堆的低品位大型銅礦床，以及礦山陷落區(qū)礦體，采用將浸出劑注入氧化銅礦體，溶解礦床中有價(jià)金屬的浸出辦法。由于在用濕法處理氧化銅礦及低品位含銅物料中，“浸出一萃取一電積”流程已成為重要的工藝，所以，在該流程生產(chǎn)過(guò)程中使用廉價(jià)和高效的萃取劑最為關(guān)鍵。一般銅萃取分離所使用的萃取劑主要包括肟類(lèi)、二酮類(lèi)、三元胺類(lèi)、醇類(lèi)和酯類(lèi)及其復(fù)配物。目前，銅工業(yè)萃取劑主要采用的還是肟類(lèi)有機(jī)化合物及其復(fù)合物。常用的萃取設(shè)備有萃取塔、離心萃取器、混合澄清萃取箱等多種，其中以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、操作方便、效率高的淺池式混合澄清萃取箱應(yīng)用最多。濕法煉銅過(guò)程中的萃取操作一般為：將浸出作業(yè)得到的含銅浸出液用于萃取，經(jīng)過(guò)萃取后的萃余液又返回用于浸出；用如由LIX984+煤油組成的有機(jī)相萃取，萃后富銅有機(jī)相進(jìn)行反萃取，反萃后的有機(jī)相又返到萃取作業(yè)：反萃得到的富銅反萃液進(jìn)行電積，電積后的電解廢液返回反萃取。 電積即將萃取富集后的含銅離子的溶液電解沉積產(chǎn)出陰極銅。電解進(jìn)液的銅濃度一般為45～50 g/L，電解后液的銅濃度為30～35 g/L，電解貧液返回到萃取作為反萃取劑使用，依據(jù)其中鐵的累積情況，抽出少量貧液返回浸出，以維持鐵的平衡。電積回收率一般為99%左右[3]。 目前，我國(guó)是全球銅消費(fèi)量位居首位的國(guó)家，同時(shí)也是銅加工工業(yè)大國(guó)，受到了社會(huì)各界的高度關(guān)注。，% 。近10年來(lái)，中國(guó)礦山銅產(chǎn)量年均增加6萬(wàn)噸。2010年進(jìn)口銅精礦162萬(wàn)噸，% ，精煉銅292萬(wàn)噸，%，廢雜銅436萬(wàn)噸，%。對(duì)外依存度將長(zhǎng)期保持在70%左右。到了2013年，%，%的增長(zhǎng)速度，且精煉銅月產(chǎn)量屢屢創(chuàng)出歷史新高。由此可見(jiàn)，我國(guó)的銅冶金工業(yè)正在飛速發(fā)展，不斷向前。但是，受各方面因素的制約，今年來(lái)，我國(guó)銅價(jià)狀況不能令人十分滿意。銅價(jià)表現(xiàn)為，以中國(guó)和印度的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)為代表的消費(fèi)需求與豐富的天然銅礦資源和開(kāi)采冶煉技術(shù)進(jìn)步代表的生產(chǎn)供給的對(duì)峙?？傮w看來(lái)，我國(guó)銅冶金發(fā)展的現(xiàn)狀以及未來(lái)的發(fā)展方向有以下幾個(gè)特點(diǎn)： （1）資源減少、礦的品味低下迫使開(kāi)采及冶煉工藝技術(shù)改進(jìn)，原料市場(chǎng)走向國(guó)際化。目前，銅礦的開(kāi)采明顯向資源豐富、開(kāi)采條件好、成本低的國(guó)家集中。這一方面促進(jìn)了我國(guó)銅冶金企業(yè)原料的國(guó)際化，另一方面也迫使銅行業(yè)對(duì)資源相對(duì)貧乏、分散的國(guó)內(nèi)原料開(kāi)采和不同原料冶煉工藝過(guò)程進(jìn)行研究。 （2）企業(yè)大型化。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和銅冶金市場(chǎng)的擴(kuò)大，只有大型的煉銅廠才具有競(jìng)爭(zhēng)力，才能夠長(zhǎng)存。 （3）生產(chǎn)控制高度自動(dòng)化與智能化?，F(xiàn)代冶煉廠中的高危險(xiǎn)、高負(fù)荷崗位，多由機(jī)器來(lái)完成，通過(guò)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化與智能化，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且很大程度上提高了對(duì)工藝過(guò)程及產(chǎn)品質(zhì)量的控制與檢測(cè)。 （4）環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格。例如在20世紀(jì)70年代時(shí)的二氧化硫控制率為90%，到了80年代是95%，%。目前，二氧化硫的控制標(biāo)準(zhǔn)更高。并且由于2013年，全國(guó)各大城市相繼出現(xiàn)的霧霾天氣，更是把環(huán)保的概念深入人心，環(huán)境治理刻不容緩，煉銅廠的環(huán)保要求也是更加嚴(yán)格。 （5）濕法煉銅得到了進(jìn)一步發(fā)展。由于世界各地銅礦山中的富礦、易開(kāi)采礦逐漸減少，同時(shí)人們的環(huán)保意識(shí)逐步增強(qiáng)，致使火法煉銅面臨越來(lái)越大的困難，從而使銅的濕法冶煉工藝得到了迅速發(fā)展。我國(guó)的銅冶煉基本上都是火法煉銅，濕法煉銅很少。但是，由于我國(guó)銅資源貧礦多、富礦少，而且礦石品味低，正常生產(chǎn)的銅礦山在采選過(guò)程中都產(chǎn)生了大量的外表礦、廢石和尾礦，并且這些難選冶和低品位銅資源用常規(guī)的采、選、冶方法均不能經(jīng)濟(jì)地回收，因此濕法煉銅的技術(shù)在我國(guó)正在被積極的研究的應(yīng)用，擁有廣闊的市場(chǎng)前景，這對(duì)于我國(guó)銅工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。第 16 頁(yè) 第二章廠址選擇與論證 廠址選擇對(duì)工業(yè)企業(yè)的建設(shè)速度、建廠投資、生產(chǎn)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)及工農(nóng)關(guān)系等有重要意義。廠址選擇的一般原則是：應(yīng)符合工業(yè)布局及區(qū)域性總體規(guī)劃和城市建設(shè)規(guī)劃的要求；要盡可能利用城鎮(zhèn)設(shè)施，節(jié)約投資；要靠近原材料、水、電供應(yīng)充足和產(chǎn)品銷(xiāo)售便利的地方，有良好的交通運(yùn)輸條件；要注意節(jié)約用地，少占或不占農(nóng)田，留有發(fā)展余地；要有適當(dāng)?shù)淖匀坏匦魏瓦m宜的工程地質(zhì)、水文、地震等級(jí)條件及較好的協(xié)作條件等[4]。 建設(shè)一座有色冶金廠，對(duì)全國(guó)的工業(yè)布局、一個(gè)區(qū)域或一個(gè)城市的合理發(fā)展、各工業(yè)區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)以及農(nóng)業(yè)發(fā)展等起著重要作用，應(yīng)根據(jù)工業(yè)布局“大分散、小集中、多搞小城鎮(zhèn)”的方針，按“工農(nóng)結(jié)合，城鄉(xiāng)結(jié)合，有利生產(chǎn)，方便生活”的原則，進(jìn)行廠址選擇和居住區(qū)規(guī)劃，使之符合工業(yè)布局總體規(guī)劃及城市建設(shè)規(guī)劃的要求。 本次工廠廠址選在貴溪市。 貴溪市位于江西省東北部，信江中游，南鄰福建省光澤縣?？偯娣e2480平方千米?？?cè)丝?5萬(wàn)人（2012），其中非農(nóng)業(yè)人口119432人；城區(qū)戶籍人口101953人。是國(guó)家銅冶煉基地、全國(guó)商品糧基地、江西省重點(diǎn)產(chǎn)材基地、長(zhǎng)江防護(hù)林基地、國(guó)家貯備糧基地。貴溪，“東連江浙、南控甌閩”，為“信之大邑”。自唐永泰元年(公元765年)建縣，至今已1240年。1996年撤縣設(shè)市。轄區(qū)面積2480平方公里，55萬(wàn)人，轄18個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、3個(gè)街道辦事處、7個(gè)林(墾殖、園藝)場(chǎng)。城市規(guī)劃面積34平方公里，城區(qū)人口15萬(wàn)人?，F(xiàn)為“全國(guó)文化先進(jìn)市”、“全國(guó)科技先進(jìn)市”、“全國(guó)全民健身先進(jìn)市”、“全國(guó)雙擁模范城”，被譽(yù)為“銅都銀鄉(xiāng)”。此工廠布置在礦產(chǎn)資源附近，廠區(qū)實(shí)行成片式布置，車(chē)間實(shí)行長(zhǎng)方形布置，生產(chǎn)線路實(shí)行混合式生產(chǎn)線。生產(chǎn)線方面，通順、連續(xù)及短捷，避免作業(yè)線交叉往返，按工藝流程布置各生產(chǎn)車(chē)間，主要輔助車(chē)間和生產(chǎn)車(chē)間靠近，盡可能將工作性質(zhì)、用電要求、貨運(yùn)量及防火標(biāo)準(zhǔn)、衛(wèi)生條件等同類(lèi)的車(chē)間靠近，配電站、變電站、空壓機(jī)房應(yīng)布置正在空氣清潔的地方；對(duì)于儲(chǔ)量大的原料、燃料倉(cāng)庫(kù)和堆放場(chǎng)地，在不影響其為相應(yīng)部門(mén)服務(wù)的前提下，盡可能布置在工業(yè)場(chǎng)地邊緣地帶，以利于與外部的鐵路、公路的銜接，盡可能做到物料運(yùn)輸自流。由于該地區(qū)銅資源具有儲(chǔ)量大而集中，多數(shù)能露天開(kāi)采、共生元素品種多、含量高、綜合利用價(jià)值大等特點(diǎn)，所以非常方便。實(shí)行成片式布置是適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性和自動(dòng)控制要求，有節(jié)約用地、便于生產(chǎn)管理，使建筑群體主次分明等特點(diǎn)。 貴溪市區(qū)位優(yōu)越，交通便利，浙贛、皖贛、鷹廈三條鐵路橫穿東西，縱貫?zāi)媳保?5個(gè)火車(chē)站連珠成串。公路四通八達(dá)，3206國(guó)道縱橫境內(nèi)，上海至瑞麗高速公路穿境而過(guò)，高速掛線一期工程已建成通車(chē)，，到杭州4小時(shí)，市、鄉(xiāng)、村公路網(wǎng)絡(luò)相通。全市水運(yùn)通暢，千里信江直通鄱陽(yáng)湖。有色冶金是連續(xù)性的，物料吞吐量一般較大，此工廠日處理量達(dá)千噸以上，可見(jiàn)運(yùn)輸量是非常大的，如不及時(shí)吞吐，勢(shì)必影響生產(chǎn)，因此要考慮交通問(wèn)題，在既保證良好的運(yùn)輸條件，又靠近原料基地。此廠設(shè)計(jì)正是如此，交通方便，精礦和熔劑進(jìn)廠及產(chǎn)品外銷(xiāo)均可利用方便的鐵路、公路、水路等交通條件。廠區(qū)主要干道設(shè)計(jì)直而短捷，并從廠后進(jìn)入，做到人貨分流，減少人流與火流的交叉線路，實(shí)在在要交叉時(shí)，設(shè)置緩沖設(shè)施和安全設(shè)施。 此冶金廠是大量用水和耗電多的企業(yè)。該廠處在較大的供電網(wǎng)內(nèi)，有裝機(jī)容量50萬(wàn)千瓦的華東電網(wǎng)主力電廠——貴溪電廠，2004年11月已開(kāi)工建設(shè)投資27億元、裝機(jī)容量60萬(wàn)千瓦的二期工程，且位于重要河流信江之畔，因此具有良好的供水供電條件。有電路通過(guò)的地方有明顯標(biāo)記，防止出現(xiàn)安全事故。還注意將有污水、毒水排出的車(chē)間或設(shè)備布置在居住區(qū)和附近工廠的下游地區(qū)，因此不會(huì)污染生活用水。 有色冶金生產(chǎn)特點(diǎn)之一便是容易大量造成使環(huán)境污染的“三廢”物質(zhì)，所以在選擇此次地址時(shí)，考慮了主導(dǎo)風(fēng)向和水流的下游位置，并安排好“三廢”處理場(chǎng)地和廢渣堆放場(chǎng)地，有良好的自然通風(fēng)條件?，F(xiàn)在此處政策優(yōu)惠，投資環(huán)境優(yōu)越。削減了行政審批事項(xiàng)，規(guī)范了行政審批和收費(fèi)行為，完善了稅費(fèi)、用地、融資等方面優(yōu)惠政策，設(shè)立了聯(lián)合辦證中心和經(jīng)濟(jì)環(huán)境投訴中心，營(yíng)造了“親商安商富商”的社會(huì)氛圍。貴溪已成為投資成本低、回報(bào)率高的熱土。近年來(lái)，貴溪冶煉廠又進(jìn)行了建廠以來(lái)最大規(guī)模的環(huán)境整治，包括清除違章搭建，主廠房掛板，房屋管道刷新，重建廠區(qū)、生活區(qū)大門(mén)，七大區(qū)域綠化、美化工程等。2002年，工廠在生活區(qū)投資上千萬(wàn)元，興建了兩個(gè)共計(jì)27000平方米的休閑文化廣場(chǎng)，植樹(shù)3萬(wàn)余株。2006年，工廠又種植草坪面積21207平方米，維修房屋面積4600平方米，并對(duì)冶金大道進(jìn)行了全面改造。 20多年來(lái)，工廠共植各類(lèi)樹(shù)木、果木300多個(gè)品種12萬(wàn)株，草坪20多萬(wàn)平方米、綠籬4萬(wàn)多米，建成花壇、園林小品100多個(gè)計(jì)2萬(wàn)多平方米，建花園16畝，繁殖花卉6萬(wàn)余株、盆花2萬(wàn)多盆，全廠綠化飽和率大于9%，人均占有綠地面積127平方米。貴冶，已成為自然、生態(tài)、健康，名副其實(shí)的花園式工廠。 貴溪冶煉廠建設(shè)的新30萬(wàn)銅冶煉建設(shè)工程是省重點(diǎn)工程項(xiàng)目，完全符合2006年7月國(guó)務(wù)院頒發(fā)的關(guān)于銅冶煉行業(yè)宏觀調(diào)控的文件精神。該工程堅(jiān)持“三同時(shí)”原則，確保增產(chǎn)不增污，%。該工程對(duì)閃速爐、陽(yáng)極爐、轉(zhuǎn)爐和硫酸生產(chǎn)中的余熱進(jìn)行全面回收利用，不僅使工廠不用新建燃煤低壓鍋爐，而且大大減少了二氧化硫煙氣和粉塵的排放總量。該工程采用國(guó)家“863”高新技術(shù)成果，處理環(huán)集集煙及制酸尾氣，利用活性焦吸咐二氧化硫，脫硫效率達(dá)80%以上，吸咐的二氧化硫解吸后，進(jìn)入制酸系統(tǒng)進(jìn)行制酸，做到廢物資源化，無(wú)廢水、廢渣產(chǎn)生。該工程對(duì)生產(chǎn)用水進(jìn)行全面收集，最大限度達(dá)到循環(huán)使用，使復(fù)水利用率達(dá)96%以上，工業(yè)廢水達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。地理方面本廠所建地區(qū)從沒(méi)發(fā)生過(guò)地震，地耐力相對(duì)較高，地下水位最高也低于基礎(chǔ)底面，且最低處高于歷年最高洪水位，廠址下也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)礦藏。 該廠建立在工業(yè)城市，是機(jī)械化和現(xiàn)代化較高的企業(yè)，為保證生產(chǎn)順利，準(zhǔn)備有充足的設(shè)備及備品備件供應(yīng)，有強(qiáng)有力的機(jī)械加工和維修能力。所以很容易發(fā)揮專業(yè)化協(xié)作的優(yōu)越性，減少輔助設(shè)施投資和降低生產(chǎn)成本。故該廠的協(xié)作條件非常好。 綜上所述，在貴溪建廠是比較合理的。第三章 工藝流程與參數(shù)的選擇%的粗銅。在吹煉過(guò)程中，銅锍中的鐵被氧化后進(jìn)入爐渣，硫以二氧化硫進(jìn)入煙氣，貴金屬如金、銀、鉑以及硒銻等元素進(jìn)入粗銅。吹煉過(guò)程一般不需補(bǔ)加燃料，只加入石英石熔劑造渣以及一定數(shù)量的冷料防止過(guò)熱。所產(chǎn)粗銅送火法精煉爐進(jìn)行精煉，鑄成陽(yáng)極板送電解精煉；爐渣用選礦方法處理后返回熔煉爐，煙氣送去制酸。能將銅锍吹煉成粗銅的方法，有轉(zhuǎn)爐吹煉法、閃速爐吹煉法、奧斯麥特法、連吹爐法，與其他吹煉方法相比，轉(zhuǎn)爐法更具有普遍性，且成熟可靠，有更好的生產(chǎn)能力，所以本設(shè)計(jì)選擇轉(zhuǎn)爐吹煉。轉(zhuǎn)爐的吹煉制度有三種：?jiǎn)螤t吹煉、爐交換吹煉和期交換吹煉。 工廠一般只有兩臺(tái)轉(zhuǎn)爐，其中一臺(tái)操作，一臺(tái)備用。一爐吹煉作業(yè)完成后，重新加入銅锍，進(jìn)行另一爐次的吹煉作業(yè)。 工廠一般有3臺(tái)轉(zhuǎn)爐，1臺(tái)備用，兩爐交替作業(yè)。在2號(hào)爐結(jié)束全爐吹煉作業(yè)后，1號(hào)爐立即進(jìn)行另一爐次的吹煉作業(yè)。但1號(hào)爐可在2號(hào)爐結(jié)束吹煉之前預(yù)先加入銅锍，2號(hào)爐可在1號(hào)投入吹煉作業(yè)之后排出粗銅，縮短了停吹時(shí)間。 工廠一般有3臺(tái)轉(zhuǎn)爐，1臺(tái)備用，兩爐交替作業(yè)。將排渣、放粗銅、清理風(fēng)眼等作業(yè)安排在另一臺(tái)轉(zhuǎn)爐投入送風(fēng)吹煉后進(jìn)行，將加銅锍作業(yè)安排在另一臺(tái)轉(zhuǎn)爐停吹之前。僅在兩臺(tái)轉(zhuǎn)爐切換作業(yè)時(shí)短暫停吹，縮短了停吹。 為了能提高轉(zhuǎn)爐送風(fēng)時(shí)率、改善向硫酸車(chē)間供煙氣的連續(xù)性，保證閃速熔煉爐比較均勻的排放銅锍，綜合比較三種吹煉制度，本設(shè)計(jì)選擇期交換吹煉[5]。 供風(fēng)當(dāng)銅锍密度為5 t/m3時(shí)，轉(zhuǎn)爐風(fēng)口以上的靜壓力依據(jù)爐子的大小而為2444kPa。設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮鼓風(fēng)系統(tǒng)的阻力。，即為60110 kPa。國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐鼓風(fēng)壓力實(shí)例見(jiàn)表31。表31國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐鼓風(fēng)壓力實(shí)例轉(zhuǎn)爐直徑長(zhǎng)m4()鼓風(fēng)壓力kPa80100901109012090120115本設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)爐尺寸為4，所以選擇鼓風(fēng)壓力為115 kPa。轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)所需的風(fēng)量主要與銅锍品位有關(guān)，也與空氣利用率和鼓風(fēng)系統(tǒng)的漏風(fēng)損失等有關(guān)。經(jīng)過(guò)計(jì)算， m3。%，造銅期為93%。鼓風(fēng)系統(tǒng)的漏風(fēng)損失為10%。鼓風(fēng)強(qiáng)度是轉(zhuǎn)爐風(fēng)口單位面積在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的風(fēng)量，與銅锍品位、耐火材料的質(zhì)量及操作制度等有關(guān)。當(dāng)銅锍品位一定時(shí)，轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力與單位時(shí)間內(nèi)的鼓風(fēng)量有關(guān)。提高鼓風(fēng)強(qiáng)度即增加鼓風(fēng)量，可以縮短鼓風(fēng)時(shí)間，增加產(chǎn)量，但風(fēng)量過(guò)大則產(chǎn)生過(guò)熱，爐溫不易控制，影響爐壽命。控制溫度的辦法是調(diào)節(jié)鼓風(fēng)量和適量加入冷料。轉(zhuǎn)爐內(nèi)表面溫度，造渣期為1300 ℃，造銅期為1350 ℃。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 送風(fēng)時(shí)率送風(fēng)時(shí)率按下式計(jì)算：%單爐連續(xù)操作時(shí)，取6070%。兩臺(tái)爐交換操作時(shí)，取7580%。兩臺(tái)爐爐期交換操作時(shí)，取8183%。綜上所述，前面選擇的操作制度為爐期交換操作，所以送風(fēng)時(shí)率選為82%。 銅直接實(shí)收率直收率公式如下：式中 銅直收率，%； B銅锍品位，以%數(shù)之分子計(jì)算。表32不同銅锍品位的直收率銅锍直收率，%3040455060直收率9295969798帶入可計(jì)算得本設(shè)計(jì)的銅直收率為96%。 銅锍加入量每次銅锍的加