一種低品位銅冶煉優(yōu)質(zhì)陽極板的環(huán)保方法
【專利摘要】一種低品位銅冶煉優(yōu)質(zhì)陽極板的環(huán)保方法，屬于銅加工【技術(shù)領(lǐng)域】?，F(xiàn)有的獨立氧化還原爐及其煙塵綜合處理系統(tǒng)冶煉廢雜銅排放大氣的粉塵達30mg/m3，但粉塵80～95％為PM2.5細顆粒物，且含毒性更大的二噁英，與對細顆粒物濃度日益嚴格要求極其適應(yīng)。本發(fā)明方法使低品位銅原料采用含豎爐的裝備冶煉優(yōu)質(zhì)陽極板成為可能，且充分發(fā)揮豎爐高效率的優(yōu)點、提高低品位銅冶煉優(yōu)質(zhì)陽極板的產(chǎn)能，且本發(fā)明方法發(fā)明煙塵綜合處理系統(tǒng)，實現(xiàn)低品位銅原料連續(xù)冶煉成優(yōu)質(zhì)陽極銅工業(yè)廢氣排放中粉塵濃度低于0.500mg/m3，檢測不到二噁英。
【專利說明】一種低品位銅冶煉優(yōu)質(zhì)陽極板的環(huán)保方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及銅加工【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種低品位銅冶煉優(yōu)質(zhì)陽極板的環(huán)保方法。

【背景技術(shù)】
[0002]一方面，重金屬冶煉煙塵排放污染治理雖經(jīng)過大量艱苦卓絕的努力，取得了長足的進步，銅反射爐冶煉煙塵中粉塵濃度達到30mg/m3，優(yōu)于GB907-1996規(guī)定銅冶煉反射爐粉塵低于200mg/m3的標準值。但現(xiàn)有研究結(jié)果表明在粉塵濃度達到30mg/m3的煙塵中80?95%為PM2.5細顆粒物。
[0003]另一方面，近二十多年以來，銅加工在我國每年以兩位數(shù)的速度增長，銅加工產(chǎn)品在我國國民經(jīng)濟及高【技術(shù)領(lǐng)域】發(fā)揮越來越重要的作用，但制約我國銅加工行業(yè)發(fā)展的瓶頸是高純度銅原材料的短缺，我國銅精礦資源貧乏，從廢雜銅、紫雜銅中再生高純度的銅材是必然的選擇，但入爐的廢雜銅、紫雜銅中難免混含塑料、含溴芳烴的阻燃物等，因此冶煉廢雜銅、紫雜銅會產(chǎn)生二噁英。二噁英的生成要借助含Cu等金屬離子細顆粒物的催化，二噁英傳播依附在PM2.5細顆粒物上。到目前為止，還未見銅反射爐冶煉煙塵中二噁英的減排技術(shù)的研發(fā)。
[0004]眾所周知PM2.5直接進入肺部深處，對人體生命健康產(chǎn)生重要的危害。關(guān)于PM2.5，國家標準《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》GB3095-2012顆粒物(粒徑小于等于2.5 μ m)規(guī)定24小時平均濃度35 μ g/m3為一級，75 μ g/m3為二級，標準從2016年1月1日開始實施。但我國現(xiàn)有的空氣質(zhì)量形勢嚴峻，高于75 μ g/m3輕度污染、中度污染、重度污染、嚴重污染的天氣時有發(fā)生。二噁英是劇毒物質(zhì)，對人體的危害更大。因此，相對于現(xiàn)有低品位銅反射爐冶煉煙塵處理的最佳水平，對含紫雜銅、廢雜銅之一的低品位銅原料，提高冶煉優(yōu)質(zhì)陽極板的產(chǎn)能、減少陽極板電解工藝成本和時間，對節(jié)能減排具有積極作用，而且研發(fā)大幅度降低煙塵中PM2.5排放的濃度、同時大幅度削減二噁英濃度甚至消除二噁英產(chǎn)生的方法，具有重大的社會效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)采用反射爐加煙塵處理系統(tǒng)最優(yōu)的大氣排放粉塵含量30mg/m3但其中80?95%為PM2.5細顆粒物、且熔化含廢雜銅低品位銅原料煙塵中存在二噁英的現(xiàn)狀，發(fā)明一種方法使得采用低成本裝備冶煉優(yōu)質(zhì)陽極板成為可能，提高冶煉高純度陽極板的生產(chǎn)能力，緩解我國銅加工發(fā)展的瓶頸，同時大幅度削減排放的廢氣中細顆粒物的濃度、消除二噁英。
[0006]一種低品位銅冶煉優(yōu)質(zhì)陽極板的環(huán)保方法，冶煉裝備包括一臺豎爐、至少兩臺中間包、中間包保溫套、至少兩臺氧化爐、至少兩臺還原爐、一套煙塵綜合處理系統(tǒng)，本發(fā)明的特征是:
[0007]低品位銅原料中總的銅含量60wt%及以上，低品位銅為下列原料的至少一種:紫雜銅、廢雜銅、由廢雜銅冶煉的次粗銅、由銅锍冶煉的粗銅；豎爐連續(xù)熔化低品位銅，中間包收集低品位銅熔液至額定容量，然后暫停豎爐的熔化，打開中間包保溫套，分離中間包與豎爐底部，移動中間包到氧化爐旁，扒渣，并將中間包中的銅熔液倒入氧化爐，清理中間包底部的渣；銅熔液在氧化爐中完成氧化過程，然后通過氧化爐預留的排銅口、加蓋保溫溜槽將銅熔液轉(zhuǎn)運至還原爐，在還原爐中完成還原過程，之后保溫并澆鑄出優(yōu)質(zhì)陽極板；同時，在該中間包與豎爐分離后，將另一中間包與豎爐底部接合，在中間包外合上中間包保溫套，重新豎爐的熔化；低品位銅原料連續(xù)冶煉成銅含量大于99.10wt%優(yōu)質(zhì)陽極板；
[0008]豎爐熔化低品位銅，考慮還原爐煙塵進入豎爐底部的影響，通過多個豎爐燃燒器的空氣和燃料量供應(yīng)的調(diào)節(jié)、實現(xiàn)整個料柱從下到上溫度遞減、并只在料柱底部熔化，在豎爐負責料柱底部熔化的燃燒器形成循環(huán)高溫燃氣流，該循環(huán)高溫燃氣流為還原性，不斷熔化低品位銅料柱底部，料柱不斷下行、在豎爐的頂部根據(jù)低品位銅冶煉進程要求加入經(jīng)除濕的低品位銅打包料塊、維持整個料柱高度基本不變，而且該循環(huán)高溫燃氣流裹挾低品位銅熔液斜下行一程、然后在銅熔液流的上方折返，一方面其中部分折返的燃氣離開循環(huán)高溫燃氣流、繼而沿豎爐料柱上行一段、并通過豎爐保溫管道、高溫鼓風機分別進入還原爐，該部分折返燃氣的量由豎爐負責料柱底部熔化的燃燒器不斷向循環(huán)高溫燃氣流補充；另一方面低品位銅熔液與循環(huán)高溫燃氣流分離后借助慣性經(jīng)過最短的高溫的路徑、進入預熱的中間包，在豎爐最下排燃燒器負責中間包預熱、接力循環(huán)高溫燃氣流對豎爐熔化的銅熔液保溫，控制該循環(huán)高溫燃氣流的溫度、中間包還原性燃氣的溫度在1120?1400°C，且兩個溫度隨著原料中銅含量的降低而增高；當該中間包中的銅熔液達到其額定容量時，減小循環(huán)高溫燃氣流的燃燒器的燃料和空氣的供應(yīng)量，使該循環(huán)高溫燃氣流降溫、暫停豎爐料柱底部的熔化，提高中間包銅熔液的溫度，打開中間包保溫套，移走該中間包；將另一中間包與豎爐底部接合，當中間包內(nèi)溫度在1120?1400°C范圍達到要求時，控制該循環(huán)高溫燃氣流，重新開始熔化豎爐料柱底部，直至該中間包達到其額定銅熔液量，再暫停豎爐低品位銅料柱的熔化，提高該中間包銅熔液的溫度、移走該中間包，如此連續(xù)熔化低品位銅原料料柱的底部，分別在不同氧化爐氧化低品位銅熔液，分別在不同的還原爐還原、保溫澆鑄優(yōu)質(zhì)陽極板；氧化爐燃燒器、還原爐燃燒器采取無焰燃燒方式；
[0009]控制豎爐的燃氣為還原性、還原爐燃氣為還原性、氧化爐的燃氣為氧化性，豎爐煙塵通過其保溫管道、高溫鼓風機分別進入還原爐；還原爐煙塵分別通過其保溫管道、高溫鼓風機部分進入豎爐底部、部分進入與之配套的氧化爐；氧化爐煙塵通過其保溫管道、進入煙塵主管道、煙塵綜合處理系統(tǒng)后達標排放；該煙塵主管道外焊氣管，氣管外裝有良好的保溫材料，至少兩種氣管利用該煙塵主管道內(nèi)流過的高溫煙塵分別對干燥空氣、空分的干燥氮氣進行加熱，預熱空氣通過控制分配給豎爐燃燒器助燃、氧化爐燃燒器助燃、還原爐燃燒器助燃、煙塵綜合處理系統(tǒng)的煙塵溫度調(diào)節(jié)器按需使用，預熱干燥氮氣通過安全電磁閥通入正在還原過程的還原爐內(nèi)的氣體勻噴器，均勻進入銅熔液池，加快銅熔液的還原；含空分干燥氧氣的富氧氣體通過安全電磁閥通入正在氧化過程的氧化爐內(nèi)的氣體勻噴器，均勻進入銅熔液池，加快低品位銅熔液的氧化過程；控制豎爐鼓風機、還原爐鼓風機、煙塵綜合處理系統(tǒng)調(diào)頻風機杜絕豎爐煙塵、還原爐煙塵、氧化爐煙塵無組織排放和逃逸；
[0010]煙塵綜合處理系統(tǒng)由旋風急冷除塵器、煙塵溫度調(diào)節(jié)器、布袋除塵器、濕法脫硫脫硝塔、雨淋過濾器、調(diào)頻風機、污水絮凝沉淀池組成；
[0011]豎爐煙塵保溫管道與豎爐相接處距豎爐底部的高度占整個豎爐高度的一半到三分之二，在該相接處以上、豎爐內(nèi)壁與從頂部加入的低品位銅原料之間的間隙小于該相接處以下豎爐內(nèi)壁與豎爐料柱之間的間隙，通過對豎爐高溫鼓風機的控制杜絕豎爐煙塵從豎爐頂部逃逸；豎爐煙塵自進入還原爐燃燒器燃燒、部分原豎爐煙塵進入氧化爐燃燒器燃燒然后進入煙塵綜合綜合處理系統(tǒng)，部分原豎爐煙塵還隨還原爐煙塵重新進入豎爐、重新進入還原爐、重新進入氧化爐等，在該過程中豎爐煙塵至少經(jīng)歷高于850°C、6s以上，其中經(jīng)歷1120°C以上溫度4s以上；
[0012]控制從氧化爐排出的煙塵在進入旋風急冷除塵器時溫度為500°C?550°C，一方面，該旋風急冷除塵器的煙塵入口旁通入高壓干燥冷空氣，與煙塵急速充分混合冷卻，同時帶動煙塵混合氣體高速旋轉(zhuǎn)，在邊旋轉(zhuǎn)邊向上的運動過程中、煙塵混合氣體又與旋風急冷除塵器內(nèi)通冷卻水的金屬管道強制高速交換熱量，通過調(diào)節(jié)干燥冷空氣的溫度以及氣流速度、調(diào)節(jié)通往金屬管道內(nèi)的冷卻水的溫度以及水流速度，使煙塵混合氣體在0.2s內(nèi)降到195°C?200°C ;另一方面，煙塵混合氣體中大的顆粒物在離心力的作用下邊旋轉(zhuǎn)邊向下進入旋風急冷除塵器的料斗，通過觀察窗當大的顆粒物達到一定量時被自動清除；旋風急冷除塵器內(nèi)的通冷卻水管道外壁通過低頻聲波吹灰器保持清潔、高效高速與煙塵混合氣體交換熱量；
[0013]隨后，煙塵混合氣體進入煙塵溫度調(diào)節(jié)器，通過提前檢測煙塵混合氣體的溫度，采取干燥冷空氣、煙塵主管道預熱的部分干燥空氣來調(diào)節(jié)煙塵混合氣體的溫度，使其在離開布袋除塵器前溫度高于煙塵混合氣體的露點；
[0014]煙塵混合氣體經(jīng)過塔表面密閉的控制煙塵混合氣體出入的濕法脫硫脫硝塔，進入密閉的控制其出入的雨淋過濾器，剛進雨淋過濾器煙塵混合氣體運動速度立即降低至少50%以上，雨淋過濾器噴淋雨滴量至少為200mm/h，噴淋雨滴的速度在接觸雨淋器底板前速度達1.0m/s?5.0m/s ;雨淋過濾器由多個格組成，每相鄰兩格之間大部分面積由隔板隔開，在煙塵混合氣體運動的大方向、單個格盡頭設(shè)有過濾網(wǎng)，煙塵混合氣體經(jīng)過過濾網(wǎng)進入下一格，煙塵混合氣體運動大方向180°改變，如此運動、反復改變方向，煙塵混合氣體在雨淋過濾器內(nèi)被處理至少lOmin，最后被調(diào)頻風機排入大氣；煙塵混合氣體在雨淋過濾器內(nèi)處于紊流，相鄰兩格有煙塵混合氣體交換結(jié)構(gòu)，保證煙塵混合氣體流動的位置相對雨淋過濾器的單格內(nèi)的上層、中層和下層的位置始終在改變，保證煙塵混合氣體被雨淋過濾器均勻處理；過濾網(wǎng)對PM2.5具有良好的過濾功能，過濾網(wǎng)上不停有完整的雨膜帶走截留的細顆粒物；煙塵混合氣體從高溫被雨淋過濾器很快噴淋到低溫、從干燥馬上到彌散的雨滴內(nèi)達到飽和濕度，處在露點之下的煙塵混合氣體中的細顆粒物凝聚長大，有利被過濾網(wǎng)截留；最終排入大氣的粉塵低于0.500mg/m3，沒能檢測到二噁英；
[0015]雨淋過濾器的雨水循環(huán)使用，定期補水，定期污水泵入污水絮凝沉淀池，收集的泥漿沒能檢測到二噁英，泥漿隨后集中進行重金屬提??；
[0016]中間包、氧化爐、還原爐的爐渣水淬冷卻，之后球磨和物理分選、濕法處理、冶金處理，回收有價金屬。
[0017]本發(fā)明一種低品位銅冶煉優(yōu)質(zhì)陽極板的環(huán)保方法，氧化爐、還原爐為下列爐型之一:反射爐、回轉(zhuǎn)爐、傾動爐。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的顯著優(yōu)越性:
[0019]1.對低品位銅，現(xiàn)有的反射爐冶煉最優(yōu)的大氣排放水平為30mg/m3的，但本發(fā)明專利采用含煙塵綜合處理系統(tǒng)的低成本冶煉裝備，煙塵大氣排放粉塵濃度優(yōu)于0.500mg/m3 ；對低品位銅，現(xiàn)有的含豎爐的發(fā)明技術(shù)還不能工業(yè)冶煉，因此還未見現(xiàn)有的銅冶煉中對粉塵處理的技術(shù)報道；
[0020]2.當?shù)推肺汇~中含廢雜銅、紫雜銅時，因易混入塑料、含溴芳烴的阻燃物等，現(xiàn)有冶煉及煙塵處理技術(shù)肯定在煙塵中產(chǎn)生二噁英，本發(fā)明技術(shù)使得經(jīng)本發(fā)明煙塵綜合處理系統(tǒng)處理的排放到大氣的煙塵中消除了二噁英的存在，檢測不到二噁英，具有重大的社會效.、/■
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[0021]3.采用低品位銅原料，現(xiàn)有技術(shù)是無法實際冶煉，本發(fā)明能夠連續(xù)冶煉，實現(xiàn)了低品位銅原料正常冶煉高純度陽極銅，如1臺豎爐、2臺中間包、4臺氧化爐、4臺還原爐，年產(chǎn)能達55萬噸以上。

【具體實施方式】
[0022]實施例1
[0023]原料銅含量60.0wt%的廢雜銅與銅锍冶煉的粗銅；低成本裝備的配置為1臺豎爐、2臺中間包、4臺氧化爐、4臺還原爐；燃料用重油；豎爐連續(xù)熔化低品位銅，中間包收集低品位銅熔液至額定容量，然后暫停豎爐的熔化，打開中間包保溫套，分離中間包與豎爐底部，移動中間包到氧化爐旁，扒渣，并將中間包中的銅熔液倒入氧化爐，清理中間包底部的渣；銅熔液在氧化爐中完成氧化過程，然后通過氧化爐預留的排銅口、加蓋保溫溜槽將銅熔液轉(zhuǎn)運至還原爐，在還原爐中完成還原過程，之后保溫并澆鑄出優(yōu)質(zhì)陽極板；同時，在該中間包與豎爐分離后，將另一中間包與豎爐底部接合，在中間包外合上中間包保溫套，重新豎爐的熔化；控制豎爐、中間包、還原爐的燃氣為還原性、氧化爐的燃氣為氧化性，豎爐煙塵通過其保溫管道、高溫鼓風機分別進入還原爐；還原爐煙塵分別通過其保溫管道、高溫鼓風機部分進入豎爐底部、部分進入與之配套的氧化爐；氧化爐煙塵通過其保溫管道、進入煙塵主管道、煙塵綜合處理系統(tǒng)后達標排放；該煙塵主管道外焊氣管，氣管外裝有良好的保溫材料，至少兩種氣管利用該煙塵主管道內(nèi)流過的高溫煙塵分別對空氣、空分的氮氣進行加熱，預熱空氣通過控制分配給豎爐燃燒器助燃、氧化爐燃燒器助燃、還原爐燃燒器助燃，預熱氮氣通過安全電磁閥通入正在還原過程的還原爐內(nèi)的氣體勻噴器，均勻進入銅熔液池，加快銅熔液的還原；含空分氧氣的富氧氣體通過安全電磁閥通入正在氧化過程的氧化爐內(nèi)的氣體勻噴器，均勻進入銅熔液池，加快低品位銅熔液的氧化過程；豎爐熔化低品位銅，考慮還原爐煙塵進入豎爐底部的影響，通過多個豎爐燃燒器的空氣和燃料量供應(yīng)的調(diào)節(jié)、實現(xiàn)整個料柱從下到上溫度遞減、并只在料柱底部熔化，在豎爐負責料柱底部熔化的燃燒器形成循環(huán)高溫燃氣流，該循環(huán)高溫燃氣流為還原性，不斷熔化低品位銅料柱底部，料柱不斷下行、在豎爐的頂部根據(jù)低品位銅冶煉進程要求加入低品位銅打包料塊、維持整個料柱高度基本不變，而且該循環(huán)高溫燃氣流裹挾低品位銅熔液斜下行一程、然后在銅熔液流的上方折返，一方面其中部分折返的燃氣離開循環(huán)高溫燃氣流、繼而沿豎爐料柱上行一段、并通過豎爐保溫管道、高溫鼓風機分別進入還原爐，該部分折返燃氣的量由豎爐負責料柱底部熔化的燃燒器不斷向循環(huán)高溫燃氣流補充；另一方面低品位銅熔液與循環(huán)高溫燃氣流分離后借助慣性經(jīng)過最短的高溫的路徑、進入預熱的中間包，在豎爐最下排燃燒器負責中間包預熱、接力循環(huán)高溫燃氣流對豎爐熔化的銅熔液保溫，控制該循環(huán)高溫燃氣流的溫度、中間包還原性燃氣的溫度在1400°C ;當該中間包中的銅熔液達到其額定容量時，減小循環(huán)高溫燃氣流的燃燒器的燃料和空氣的供應(yīng)量，使該循環(huán)高溫燃氣流降溫、暫停豎爐料柱底部的熔化，提高中間包銅熔液的溫度，打開中間包保溫套，移走該中間包；如此連續(xù)熔化低品位銅原料料柱的底部，分別在不同氧化爐氧化低品位銅熔液，分別在不同的還原爐還原、保溫澆鑄優(yōu)質(zhì)陽極板；在該過程中豎爐煙塵經(jīng)歷855°C、6.5s，其中經(jīng)歷1130°C以上溫度4.3s ;控制從氧化還原爐排出的煙塵在進入旋風急冷除塵器時溫度為500°C，一方面，該旋風急冷除塵器的煙塵入口旁通入高壓干燥冷空氣，與煙塵急速充分混合冷卻，同時帶動煙塵混合氣體高速旋轉(zhuǎn)，在邊旋轉(zhuǎn)邊向上的運動過程中、煙塵混合氣體又與旋風急冷除塵器內(nèi)通冷卻水的金屬管道強制高速交換熱量，通過調(diào)節(jié)干燥冷空氣的溫度以及氣流速度、調(diào)節(jié)通往金屬管道內(nèi)的冷卻水的溫度以及水流速度，使煙塵混合氣體在0.2s內(nèi)降到195°C ;另一方面，煙塵混合氣體中大的顆粒物在離心力的作用下邊旋轉(zhuǎn)邊向下進入旋風急冷除塵器的料斗，通過觀察窗當大的顆粒物達到一定量時被自動清除；旋風急冷除塵器內(nèi)的通冷卻水管道外壁通過低頻聲波吹灰器保持清潔、高效高速與煙塵混合氣體交換熱量；隨后,煙塵混合氣體進入煙塵溫度調(diào)節(jié)器，通過提前檢測煙塵混合氣體的溫度，采取干燥冷空氣、煙塵主管道預熱的部分干燥空氣來調(diào)節(jié)煙塵混合氣體的溫度，使其在離開布袋除塵器前溫度高于煙塵混合氣體的露點185V ;煙塵混合氣體經(jīng)過塔表面密閉的控制煙塵混合氣體出入的濕法脫硫脫硝塔，進入密閉的控制其出入的雨淋過濾器，剛進雨淋過濾器煙塵混合氣體運動速度立即降低至少55%，雨淋過濾器噴淋雨滴量為200mm/h，噴淋雨滴的速度在接觸雨淋器底板前速度達l.0m/s ;雨淋過濾器由多個格組成，每相鄰兩格之間大部分面積由隔板隔開，在煙塵混合氣體運動的大方向、單個格盡頭設(shè)有過濾網(wǎng)，煙塵混合氣體經(jīng)過過濾網(wǎng)進入下一格，煙塵混合氣體運動大方向180°改變，如此運動、反復改變方向，煙塵混合氣體在雨淋過濾器內(nèi)被處理lOmin，最后被調(diào)頻風機排入大氣；煙塵混合氣體在雨淋過濾器內(nèi)處于紊流，相鄰兩格有煙塵混合氣體交換結(jié)構(gòu)，保證煙塵混合氣體流動的位置相對雨淋過濾器的單格內(nèi)的上層、中層和下層的位置始終在改變，保證煙塵混合氣體被雨淋過濾器均勻處理；過濾網(wǎng)對PM2.5具有良好的過濾功能，過濾網(wǎng)上不停有完整的雨膜帶走截留的細顆粒物；煙塵混合氣體從高溫被雨淋過濾器很快噴淋到低溫、從干燥馬上到彌散的雨滴內(nèi)達到飽和濕度，處在露點之下的煙塵混合氣體中的細顆粒物凝聚長大，有利被過濾網(wǎng)截留；雨淋過濾器的雨水循環(huán)使用，定期補水，污水定期泵入污水絮凝沉淀池，收集的泥漿沒能檢測到二噁英，泥漿隨后集中進行重金屬提?。谎趸€原爐的爐渣水淬冷卻，之后球磨和物理分選、濕法處理、冶金處理，回收有價金屬；硫化物和氮化物的排放濃度與現(xiàn)有技術(shù)相同；低成本裝備能正常冶煉出優(yōu)質(zhì)陽極板，平均銅含量99.15wt%，年產(chǎn)能56萬噸；最終排入大氣的粉塵低于0.495mg/m3,沒能檢測到二卩惡英。
[0024]比較例1
[0025]對原料銅含量60.0wt%的廢雜銅與銅锍冶煉的粗銅，采取現(xiàn)有技術(shù)采用反射爐和現(xiàn)有的煙塵處理系統(tǒng)，粉塵大氣排放濃度為30mg/m3，二噁英P⑶Fs毒性當量在0.200ng/g?3.250ng/g。而采取現(xiàn)有技術(shù)含豎爐的低成本裝備及現(xiàn)有煙塵處理技術(shù)，由于現(xiàn)有技術(shù)無法連續(xù)冶煉低品位銅原料，所有還沒有相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0026]實施例2
[0027]原料為Cu含量72.8wt%廢雜銅及廢雜銅冶煉的次粗銅；燃料為天然氣；干燥富氧氣體含氧85%接勻噴器頂吹，循環(huán)高溫燃氣流溫度1360°C、保溫溜槽的還原性燃氣在1250°C ;豎爐煙塵保溫管道與豎爐相接處距豎爐底部的高度占整個豎爐高度的55%，在該相接處以上、豎爐內(nèi)壁與從頂部加入的低品位銅原料之間的間隙小于該相接處以下豎爐內(nèi)壁與豎爐料柱之間的間隙，通過豎爐高溫鼓風機的控制杜絕豎爐煙塵從豎爐頂部逃逸；豎爐煙塵自進入還原爐、氧化爐、再排入煙塵綜合處理系統(tǒng)，在該過程中豎爐煙塵經(jīng)歷851°C、6.5s，其中經(jīng)歷1130°C以上溫度4.8s ;控制從氧化還原爐排出的煙塵在進入旋風急冷除塵器時溫度為550°C，一方面，該旋風急冷除塵器的煙塵入口旁通入高壓干燥冷空氣，與煙塵急速充分混合冷卻，同時帶動煙塵混合氣體高速旋轉(zhuǎn)，在邊旋轉(zhuǎn)邊向上的運動過程中、煙塵混合氣體又與旋風急冷除塵器內(nèi)通冷卻水的金屬管道強制高速交換熱量，通過調(diào)節(jié)干燥冷空氣的溫度以及氣流速度、調(diào)節(jié)通往金屬管道內(nèi)的冷卻水的溫度以及水流速度，使煙塵混合氣體在0.18s內(nèi)降到200°C ;隨后，煙塵混合氣體進入煙塵溫度調(diào)節(jié)器，通過提前檢測煙塵混合氣體的溫度，采取干燥冷空氣、煙塵主管道預熱的部分干燥空氣來調(diào)節(jié)煙塵混合氣體的溫度，使其在離開布袋除塵器前溫度高于煙塵混合氣體的露點180°C ;煙塵混合氣體經(jīng)過塔表面密閉的控制煙塵混合氣體出入的濕法脫硫脫硝塔，進入密閉的控制其出入的雨淋過濾器，剛進雨淋過濾器煙塵混合氣體運動速度立即降低至少78 %，雨淋過濾器噴淋雨滴量為230mm/h，噴淋雨滴的速度在接觸雨淋器底板前速度達5.0m/s ;雨淋過濾器由多個格組成，每相鄰兩格之間大部分面積由隔板隔開，在煙塵混合氣體運動的大方向、單個格盡頭設(shè)有過濾網(wǎng)，煙塵混合氣體經(jīng)過過濾網(wǎng)進入下一格，煙塵混合氣體運動大方向180°改變，如此運動、反復改變方向，煙塵混合氣體在雨淋過濾器內(nèi)被處理12min，最后被調(diào)頻風機排入大氣；煙塵混合氣體在雨淋過濾器內(nèi)處于紊流，相鄰兩格有煙塵混合氣體交換結(jié)構(gòu)，保證煙塵混合氣體流動的位置相對雨淋過濾器的單格內(nèi)的上層、中層和下層的位置始終在改變，保證煙塵混合氣體被雨淋過濾器均勻處理；過濾網(wǎng)對PM2.5具有良好的過濾功能，過濾網(wǎng)上不停有完整的雨膜帶走截留的細顆粒物；煙塵混合氣體從高溫被雨淋過濾器很快噴淋到低溫、從干燥馬上到彌散的雨滴內(nèi)達到飽和濕度，處在露點之下的煙塵混合氣體中的細顆粒物凝聚長大，有利被過濾網(wǎng)截留；其它與實施例1相同；上述低成本裝備能正常冶煉出陽極板，平均銅含量99.20wt%,最終排入大氣的粉塵低于0.479mg/m3,沒能檢測到二噁英。
[0028]實施例3
[0029]原料為Cu含量88.3wt%廢雜銅及廢雜銅冶煉的次粗銅；燃料為天然氣；干燥富氧氣體含氧75%接勻噴器頂吹和側(cè)吹，循環(huán)高溫燃氣流溫度1340°C、保溫溜槽的還原性燃氣在1240°C ;豎爐煙塵自進入氧化還原爐、經(jīng)氧化還原爐燃燒器燃燒、部分原豎爐煙塵隨氧化還原爐的部分還原性燃氣重新進入豎爐、另一部分原豎爐煙塵隨氧化還原爐煙塵進入煙塵綜合處理系統(tǒng)，在該過程中豎爐煙塵經(jīng)歷857°C、6.3s，其中經(jīng)歷1130°C以上溫度4.1s ;控制從氧化還原爐排出的煙塵在進入旋風急冷除塵器時溫度為530°C，一方面，該旋風急冷除塵器的煙塵入口旁通入高壓干燥冷空氣，與煙塵急速充分混合冷卻，同時帶動煙塵混合氣體高速旋轉(zhuǎn)，在邊旋轉(zhuǎn)邊向上的運動過程中、煙塵混合氣體又與旋風急冷除塵器內(nèi)通冷卻水的金屬管道強制高速交換熱量，通過調(diào)節(jié)干燥冷空氣的溫度以及氣流速度、調(diào)節(jié)通往金屬管道內(nèi)的冷卻水的溫度以及水流速度，使煙塵混合氣體在0.17s內(nèi)降到200°C ;隨后，煙塵混合氣體進入煙塵溫度調(diào)節(jié)器，通過提前檢測煙塵混合氣體的溫度，采取干燥冷空氣、煙塵主管道預熱的部分干燥空氣來調(diào)節(jié)煙塵混合氣體的溫度，使其在離開布袋除塵器前溫度高于煙塵混合氣體的露點180°C ;煙塵混合氣體經(jīng)過塔表面密閉的控制煙塵混合氣體出入的濕法脫硫脫硝塔，進入密閉的控制其出入的雨淋過濾器，剛進雨淋過濾器煙塵混合氣體運動速度立即降低至少90%，雨淋過濾器噴淋雨滴量為240mm/h，噴淋雨滴的速度在接觸雨淋器底板前速度達5.0m/s ;雨淋過濾器由多個格組成，每相鄰兩格之間大部分面積由隔板隔開，在煙塵混合氣體運動的大方向、單個格盡頭設(shè)有過濾網(wǎng)，煙塵混合氣體經(jīng)過過濾網(wǎng)進入下一格，煙塵混合氣體運動大方向180°改變，如此運動、反復改變方向，煙塵混合氣體在雨淋過濾器內(nèi)被處理llmin，最后被調(diào)頻風機排入大氣；煙塵混合氣體在雨淋過濾器內(nèi)處于紊流，相鄰兩格有煙塵混合氣體交換結(jié)構(gòu)，保證煙塵混合氣體流動的位置相對雨淋過濾器的單格內(nèi)的上層、中層和下層的位置始終在改變，保證煙塵混合氣體被雨淋過濾器均勻處理；過濾網(wǎng)對PM2.5具有良好的過濾功能，過濾網(wǎng)上不停有完整的雨膜帶走截留的細顆粒物；煙塵混合氣體從高溫被雨淋過濾器很快噴淋到低溫、從干燥馬上到彌散的雨滴內(nèi)達到飽和濕度，處在露點之下的煙塵混合氣體中的細顆粒物凝聚長大，有利被過濾網(wǎng)截留；其它與實施例1相同；上述低成本裝備能正常冶煉出陽極板，平均銅含量99.26wt%，最終排入大氣的粉塵低于0.481mg/m3，沒能檢測到二噁英。
【權(quán)利要求】
1.一種低品位銅冶煉優(yōu)質(zhì)陽極板的環(huán)保方法，冶煉裝備包括一臺豎爐、至少兩臺中間包、中間包保溫套、至少兩臺氧化爐、至少兩臺還原爐、一套煙塵綜合處理系統(tǒng)，其特征是: 1)低品位銅原料中總的銅含量60被％及以上，低品位銅為下列原料的至少一種:紫雜銅、廢雜銅、由廢雜銅冶煉的次粗銅、由銅锍冶煉的粗銅；豎爐連續(xù)熔化低品位銅，中間包收集低品位銅熔液至額定容量，然后暫停豎爐的熔化，打開中間包保溫套，分離中間包與豎爐底部，移動中間包到氧化爐旁，扒渣，并將中間包中的銅熔液倒入氧化爐，清理中間包底部的渣；銅熔液在氧化爐中完成氧化過程，然后通過氧化爐預留的排銅口、加蓋保溫溜槽將銅熔液轉(zhuǎn)運至還原爐，在還原爐中完成還原過程，之后保溫并澆鑄出優(yōu)質(zhì)陽極板；同時，在該中間包與豎爐分離后，將另一中間包與豎爐底部接合，在中間包外合上中間包保溫套，重新豎爐的熔化；低品位銅原料連續(xù)冶煉成銅含量大于99.10被％優(yōu)質(zhì)陽極板； 2)豎爐熔化低品位銅，考慮還原爐煙塵進入豎爐底部的影響，通過多個豎爐燃燒器的空氣和燃料量供應(yīng)的調(diào)節(jié)、實現(xiàn)整個料柱從下到上溫度遞減、并只在料柱底部熔化，在豎爐負責料柱底部熔化的燃燒器形成循環(huán)高溫燃氣流，該循環(huán)高溫燃氣流為還原性，不斷熔化低品位銅料柱底部，料柱不斷下行、在豎爐的頂部根據(jù)低品位銅冶煉進程要求加入經(jīng)除濕的低品位銅打包料塊、維持整個料柱高度基本不變，而且該循環(huán)高溫燃氣流裹挾低品位銅熔液斜下行一程、然后在銅熔液流的上方折返，一方面其中部分折返的燃氣離開循環(huán)高溫燃氣流、繼而沿豎爐料柱上行一段、并通過豎爐保溫管道、高溫鼓風機分別進入還原爐，該部分折返燃氣的量由豎爐負責料柱底部熔化的燃燒器不斷向循環(huán)高溫燃氣流補充；另一方面低品位銅熔液與循環(huán)高溫燃氣流分離后借助慣性經(jīng)過最短的高溫的路徑、進入預熱的中間包，在豎爐最下排燃燒器負責中間包預熱、接力循環(huán)高溫燃氣流對豎爐熔化的銅熔液保溫，控制該循環(huán)高溫燃氣流的溫度、中間包還原性燃氣的溫度在1120?14001，且兩個溫度隨著原料中銅含量的降低而增高；當該中間包中的銅熔液達到其額定容量時，減小循環(huán)高溫燃氣流的燃燒器的燃料和空氣的供應(yīng)量，使該循環(huán)高溫燃氣流降溫、暫停豎爐料柱底部的熔化，提高中間包銅熔液的溫度，打開中間包保溫套，移走該中間包；將另一中間包與豎爐底部接合，當中間包內(nèi)溫度在1120?14001范圍達到要求時，控制該循環(huán)高溫燃氣流，重新開始熔化豎爐料柱底部，直至該中間包達到其額定銅熔液量，再暫停豎爐低品位銅料柱的熔化，提高該中間包銅熔液的溫度、移走該中間包，如此連續(xù)熔化低品位銅原料料柱的底部，分別在不同氧化爐氧化低品位銅熔液，分別在不同的還原爐還原、保溫澆鑄優(yōu)質(zhì)陽極板；氧化爐燃燒器、還原爐燃燒器采取無焰燃燒方式； 3)控制豎爐的燃氣為還原性、還原爐燃氣為還原性、氧化爐的燃氣為氧化性，豎爐煙塵通過其保溫管道、高溫鼓風機分別進入還原爐；還原爐煙塵分別通過其保溫管道、高溫鼓風機部分進入豎爐底部、部分進入與之配套的氧化爐；氧化爐煙塵通過其保溫管道、進入煙塵主管道、煙塵綜合處理系統(tǒng)后達標排放；該煙塵主管道外焊氣管，氣管外裝有良好的保溫材料，至少兩種氣管利用該煙塵主管道內(nèi)流過的高溫煙塵分別對干燥空氣、空分的干燥氮氣進行加熱，預熱空氣通過控制分配給豎爐燃燒器助燃、氧化爐燃燒器助燃、還原爐燃燒器助燃、煙塵綜合處理系統(tǒng)的煙塵溫度調(diào)節(jié)器按需使用，預熱干燥氮氣通過安全電磁閥通入正在還原過程的還原爐內(nèi)的氣體勻噴器，均勻進入銅熔液池，加快銅熔液的還原；含空分干燥氧氣的富氧氣體通過安全電磁閥通入正在氧化過程的氧化爐內(nèi)的氣體勻噴器，均勻進入銅熔液池，加快低品位銅熔液的氧化過程；控制豎爐鼓風機、還原爐鼓風機、煙塵綜合處理系統(tǒng)調(diào)頻風機杜絕豎爐煙塵、還原爐煙塵、氧化爐煙塵無組織排放和逃逸； 4)煙塵綜合處理系統(tǒng)由旋風急冷除塵器、煙塵溫度調(diào)節(jié)器、布袋除塵器、濕法脫硫脫硝塔、雨淋過濾器、調(diào)頻風機、污水絮凝沉淀池組成； 5)豎爐煙塵保溫管道與豎爐相接處距豎爐底部的高度占整個豎爐高度的一半到三分之二，在該相接處以上、豎爐內(nèi)壁與從頂部加入的低品位銅原料之間的間隙小于該相接處以下豎爐內(nèi)壁與豎爐料柱之間的間隙，通過對豎爐高溫鼓風機的控制杜絕豎爐煙塵從豎爐頂部逃逸；豎爐煙塵自進入還原爐燃燒器燃燒、部分原豎爐煙塵進入氧化爐燃燒器燃燒然后進入煙塵綜合綜合處理系統(tǒng)，部分原豎爐煙塵還隨還原爐煙塵重新進入豎爐、重新進入還原爐、重新進入氧化爐等，在該過程中豎爐煙塵至少經(jīng)歷高于8501、68以上，其中經(jīng)歷11201以上溫度48以上； 6)控制從氧化爐排出的煙塵在進入旋風急冷除塵器時溫度為5001?5501，一方面，該旋風急冷除塵器的煙塵入口旁通入高壓干燥冷空氣，與煙塵急速充分混合冷卻，同時帶動煙塵混合氣體高速旋轉(zhuǎn)，在邊旋轉(zhuǎn)邊向上的運動過程中、煙塵混合氣體又與旋風急冷除塵器內(nèi)通冷卻水的金屬管道強制高速交換熱量，通過調(diào)節(jié)干燥冷空氣的溫度以及氣流速度、調(diào)節(jié)通往金屬管道內(nèi)的冷卻水的溫度以及水流速度，使煙塵混合氣體在0.28內(nèi)降到1951?2001 ；另一方面，煙塵混合氣體中大的顆粒物在離心力的作用下邊旋轉(zhuǎn)邊向下進入旋風急冷除塵器的料斗，通過觀察窗當大的顆粒物達到一定量時被自動清除；旋風急冷除塵器內(nèi)的通冷卻水管道外壁通過低頻聲波吹灰器保持清潔、高效高速與煙塵混合氣體交換熱量； 7)隨后，煙塵混合氣體進入煙塵溫度調(diào)節(jié)器，通過提前檢測煙塵混合氣體的溫度，采取干燥冷空氣、煙塵主管道預熱的部分干燥空氣來調(diào)節(jié)煙塵混合氣體的溫度，使其在離開布袋除塵器前溫度高于煙塵混合氣體的露點； 8)煙塵混合氣體經(jīng)過塔表面密閉的控制煙塵混合氣體出入的濕法脫硫脫硝塔，進入密閉的控制其出入的雨淋過濾器，剛進雨淋過濾器煙塵混合氣體運動速度立即降低至少50%以上，雨淋過濾器噴淋雨滴量至少為200^/1^噴淋雨滴的速度在接觸雨淋器底板前速度達1.0.11/8?5.0.11/8 ；雨淋過濾器由多個格組成，每相鄰兩格之間大部分面積由隔板隔開，在煙塵混合氣體運動的大方向、單個格盡頭設(shè)有過濾網(wǎng)，煙塵混合氣體經(jīng)過過濾網(wǎng)進入下一格，煙塵混合氣體運動大方向180。改變，如此運動、反復改變方向，煙塵混合氣體在雨淋過濾器內(nèi)被處理至少10-！！，最后被調(diào)頻風機排入大氣；煙塵混合氣體在雨淋過濾器內(nèi)處于紊流，相鄰兩格有煙塵混合氣體交換結(jié)構(gòu)，保證煙塵混合氣體流動的位置相對雨淋過濾器的單格內(nèi)的上層、中層和下層的位置始終在改變，保證煙塵混合氣體被雨淋過濾器均勻處理；過濾網(wǎng)對？12.5具有良好的過濾功能，過濾網(wǎng)上不停有完整的雨膜帶走截留的細顆粒物；煙塵混合氣體從高溫被雨淋過濾器很快噴淋到低溫、從干燥馬上到彌散的雨滴內(nèi)達到飽和濕度，處在露點之下的煙塵混合氣體中的細顆粒物凝聚長大，有利被過濾網(wǎng)截留；最終排入大氣的粉塵低于0.500呢?3，沒能檢測到二噁英； 9)雨淋過濾器的雨水循環(huán)使用，定期補水，定期污水泵入污水絮凝沉淀池，收集的泥漿沒能檢測到二噁英，泥漿隨后集中進行重金屬提取； 10)中間包、氧化爐、還原爐的爐渣水淬冷卻，之后球磨和物理分選、濕法處理、冶金處理，回收有價金屬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低品位銅冶煉優(yōu)質(zhì)陽極板的環(huán)保方法，其特征是氧化爐、還原爐為下列爐型之一:反射爐、回轉(zhuǎn)爐、傾動爐。
【文檔編號】C22B15/00GK104388692SQ201410603624
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】劉新才, 王艷, 潘晶, 周暾 申請人:寧波大學