【正文】 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。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。 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。有關(guān)資料顯示，到 2021 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。 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 成投產(chǎn)，目前已有多家冶煉廠簽訂了 永久性陰極工藝 合同 。 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。本 初 （ CN0496）工程 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 45 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)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。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。 (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。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。 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地空間，工藝配置簡潔，便于生產(chǎn)操作 。 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 （ CN0496）工程 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 46 了投資。 (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 。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。 (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。 原料預(yù)處理 區(qū)域 該區(qū)域包括 原料堆場、原料棚、原料打包工段等。通過叉車運(yùn)輸，將雜銅送至原料打包工段。打包好的雜銅通過叉車運(yùn)送至NGL 爐 火法精煉 區(qū)域 。 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。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) （ CN0496）工程 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 47 箱式 加料 機(jī) （能力： 3t/次） 將雜銅 包塊料逐塊 分 批次地 加 入 NGL 爐內(nèi)。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)?攪拌爐內(nèi)熔體，以增強(qiáng)冶金過程的傳熱傳質(zhì)效果 。加料及熔化時(shí)間 約 14 小時(shí) 。 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。 NGL 爐冶煉煙氣 經(jīng)煙罩、二次燃燒室后進(jìn)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。 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。 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，中間包就傾轉(zhuǎn)向另一側(cè)的澆鑄包傾倒銅水。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。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。每個(gè)冷卻槽中均有鏈條輸送機(jī)，在鏈條輸 （ CN0496）工程 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 48 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。 （ 1）電解工段 合格陽極板從陽極板堆場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。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。電解槽內(nèi)循環(huán)方式為下進(jìn)上出。根據(jù)電解液成 分 每天抽取部分電解液送凈液工段處理。 陽極泥用叉車送 貴金屬回收 區(qū) 域 。 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)蒸發(fā)濃縮。 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)， （ CN0496）工程 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 49 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 。 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。 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。 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。 （ 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 812%的低銅陽極泥，硫酸銅溶液送凈液車間回收銅、鎳、砷。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。 （ 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 （ CN0496）工程 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 410 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。反應(yīng)終液酸度為 12～15 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。 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 1～ 后，補(bǔ)加分鉛砷洗 水，固液比 1： 4～ 5，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。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 ～ ，得到鉛砷渣。 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 1～ 后，補(bǔ)加分金洗水，固液比 1： 5～ 6，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。銀、鉛分別以氯化銀、硫酸鉛形態(tài)進(jìn)入渣相。其液為分金液，在金還原槽中用二氧化硫還原成粗金粉。鉑鈀置換后液送廢水回收金銀。固液比為 1：6～ 7，控制反應(yīng)終點(diǎn)為 PH8～ 9。分銀液在銀還原槽中用甲醛還原得到粗銀粉。 （ 4）金銀電解工段 陽極澆鑄：含金 97～ 99%的粗金粉和含銀 96～ 99%的粗銀粉，用小車裝運(yùn) （ CN0496）工程 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 411 至金銀電解樓一樓中頻澆鑄爐熔化分別澆鑄成金、銀陽極。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相似。銀、鉛等進(jìn)入陽極泥。 銀電解：銀電解精煉在 PVC 電解槽中進(jìn)行。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。電銀粉用熱水充分洗滌干燥后，即可熔鑄成為成品銀錠。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。 （ CN0496）工程 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 412 表 46 NGL 爐金屬 物料 平衡 No 裝入物料 物料量 Cu Zn Pb Fe Sn As Ni Au Ag t/a ％ t/a ％ t/a ％ t/a ％ t/a ％ t/a ％ t/a ％ t/a ％ t/a ％ t/a 1 廢雜銅 1 1 2 殘極 4 黑銅板 5 不合格陽極銅 合計(jì) No 產(chǎn)出物料 1 合格陽極銅 2 不合格陽極銅 3 精煉爐渣 11 20 3 4 煙塵 10 24 5 損失與誤差 合計(jì) （ CN0496）工程 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 413 表 47 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 h Nm3/h ℃ N2 O2 CO2 H2O (g/Nm3) 加料熔化期 10200～ 15000 650～ 950 ～ % ～ % 7～ % 16～ % 12～ 24 氧化期 9450～ 13750 650～ 950 ～ 75% ～ % ～ 4% ～ % 50～ 100 倒渣期 6200～ 9000 650～ 950 ～ % ～ 22% ～ % ～ % 0 還原期 7750～ 11625 650～ 950 ～ % ～ 14% ～ % ～ % 0 澆鑄期 6200～ 9000