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中国恩菲铜冶炼技术助力行业高技术高质量发展

时间:2020-11-13 09:51:18  来源:中国有色网  作者:
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 中国恩菲工程技术有限公司(以下简称“中国恩菲”)在国内外设计建成铜冶炼厂40余座,总产能达5000kt/a,为来自全球百余家铜冶炼企业提供工程实验、咨询、设计、总承包、监理等全方位的工程服务,是业内唯一一家具备智能工厂设计水平,可成套提供工业炉、余热锅炉等大型装备及DCS控制系统的工程公司。

中国恩菲在硫化铜矿、氧化铜矿、复杂铜镍混合矿、复杂铜钴氧化矿、复杂铜钴硫化矿、二次铜资源综合回收等领域有丰富的工程经验,掌握了闪速、顶吹、底吹、侧吹、加压浸出、搅拌浸出、堆浸、生物浸出、焙烧浸出等多种铜冶炼工艺,设计建成了世界最大的顶吹、闪速和氧气底吹铜冶炼生产线,单套精矿最大处理量达到1800kt/a以上。


氧气底吹炼铜技术

氧气底吹熔炼技术(SKS)

氧气底吹熔炼技术是由中国恩菲自主研发的一种新型熔池熔炼技术。富氧空气通过回转卧式底吹炉底部的喷枪高速吹入熔体,与精矿发生化学反应。该技术动力学条件独特,具有原料适应性广、反应热效率高、能耗低、金属回收率高、脱杂效率高、建设投资省、生产成本低、安全环保等突出特点,达到世界领先水平。在铜冶炼领域,中国恩菲已设计18座应用底吹熔炼技术的工厂,年精矿处理量超过10Mt/a。

氧气底吹吹炼技术(BCC)

氧气底吹吹炼是中国恩菲在底吹熔炼技术的基础上自主研发的一种新的连续炼铜工艺,采用底吹卧式炉型,通过炉底的喷枪向炉内喷入富氧空气,使铜锍反应产出粗铜。底吹吹炼连续作业,逸散烟气少、烟气稳定,吹炼热强度高、炉体散热少,电解残极可直接进吹炼炉处理,生产成本低。中国恩菲在此基础上又自主研发了新的“一担挑”炼铜工艺,即采用两台底吹吹炼炉周期交替作业,将吹炼和火法阳极精炼在同一台底吹炉内完成,进一步缩短了工艺流程。目前,已有7座工厂应用底吹吹炼技术。


富氧侧吹熔池冶炼技术

侧吹熔炼技术

富氧侧吹熔池冶炼技术是近年来发展非常迅速的熔池冶炼工艺之一,采用固定卧式炉体,精矿通过炉顶加料口直接加入炉内,氧气和空气通过设置在炉体侧部的喷枪喷入炉内发生化学反应。该技术具有原料适应性强、投资省、直收率高、成本低等特点。

多枪顶吹吹炼技术

该技术是中国恩菲自主研发的新型铜锍连续吹炼技术,采用固定式炉型,富氧空气通过多根顶吹喷枪吹入熔体内,反应产出合格的粗铜。该技术具有反应强度大、作业率高、成本低、操作环境好等优点。中国恩菲设计的全球第一套侧吹+多枪顶吹连续吹炼系统已成功工业化应用。


闪速冶炼技术

闪速熔炼技术

闪速熔炼技术反应速度快,反应温度高,熔炼强度大,生产效率高,自动化及环保条件好,适合较大规模的生产系统。中国恩菲在该技术上具有丰富的工程实践经验,已自主设计了多套闪速熔炼系统,同时开发了闪速与电炉一体式的“合成炉”,将闪速炉与渣电热贫化炉直接相连,熔池相通。该工艺可直接产弃渣,能耗低、直收率高。

闪速吹炼技术

闪速吹炼采用和闪速熔炼相似的炉型,熔炼铜锍经粒化磨碎干燥后通过反应塔喷嘴加入吹炼炉反应产出粗铜。中国恩菲设计的世界最大规模的双闪冶炼系统于2013年在广西金川公司建成投产。同时,中国恩菲还将基于闪速冶炼技术开发的悬浮冶炼技术成功工业化,在中原黄金设计建设了悬浮吹炼炉,完全采用自主知识产权的冶金炉型,粗铜产能300kt/a。


富氧浸没顶吹熔池冶炼技术

顶吹熔炼技术

富氧浸没顶吹熔池熔炼技术包括ISA法和Ausmelt法,两种工艺均采用立式圆筒形冶金炉,富氧空气通过顶吹喷枪吹入溶池,完成化学反应。

该技术具有原料适应性强、操作灵活、熔炼强度高等特点,通常需要搭配沉降炉使用。

在铜冶炼领域,中国恩菲已设计9座应用顶吹熔炼技术的工厂,精矿处理量超过5600kt/a。

顶吹吹炼技术

在顶吹熔炼技术的基础上,开发的Ausmelt顶吹吹炼技术也采用立式圆柱形冶金炉,富氧空气通过顶吹喷枪吹入熔池,使铜锍反应产出粗铜。该技术具有吹炼强度大、富氧浓度高、烟气量小、占地面积小等特点。


火法铜冶炼配套技术

干法收砷技术

在采用熔池熔炼技术处理高砷铜精矿时,原料中绝大部分的As会以As2O3形式进入工艺烟气当中,经余热锅炉回收余热,电收尘器除尘后,对烟气进行喷雾骤冷,使烟气中的砷快速结晶,并通过布袋除尘器回收粉末状As2O3后经过砷精炼得到金属As或合金,产品纯度高,回收过程安全、易控制。该技术及成套装备已经在恒邦冶炼厂成功应用。

铜熔炼渣处理技术

针对传统铜冶炼熔炼渣缓冷选矿工艺存在的占地面积大、投资高、流程长、蒸汽污染、渣尾矿难存放等诸多缺点,中国恩菲自主研发新的炉渣处理工艺——热态炉渣综合回收技术,将熔炼产出的热态炉渣直接通过流槽流入CR (Comprehensive Recovery)炉,通过喷吹还原剂烟化还原、电热贫化,产出弃渣和铜锍。该工艺全面综合回收铜、锌等有价金属,炉渣无害化处理的同时,实现了渣中有价金属的全面回收,占地小、投资省、环保好,综合效益突出。


二次铜资源回收技术

侧吹浸没燃烧技术(SSC)

该技术是由中国恩菲自主研发的一种处理以含铜为主不发热物料的综合回收技术,通过一台富氧浸没式侧吹炉,将低品位杂铜、线路板、含铜污泥、 含铜烟尘等进行强化冶炼,产出含有价金属的粗铜产物。入炉物料含有的有机物经过高温分解、二次燃烧、骤冷、尾气治理后达标排放。

该技术具有热利用率高、安全环保等特点,是一种应用于城市矿产处理的新技术。

氧气斜吹旋转转炉冶炼技术

氧气斜吹旋转转炉及控制系统由中国恩菲自主研发,使用纯氧冶炼,炉体既能旋转,又能倾转,适应于高熔点物质的高温熔炼。该技术已在杂铜、铜阳极泥、 高镍铜精矿吹炼、一次合金熔炼、铜浮渣等工程中进行工业应用。

非浸没式纯氧顶吹冶炼技术

纯氧顶吹冶炼技术是中国恩菲在顶吹技术的基础上研发而来的一种新工艺,具有顶吹技术的优点,采用水冷纯氧氧枪进行自热熔炼,反应器为固定的直立圆筒形冶金炉。该技术可用于处理硫化物精矿及二次铜原料。

倾动炉技术

对于高品位二次铜原料可以采用“倾动炉”技术,相对传统工艺, 其原料适应性好,既可处理固态炉料,又可处理液态炉料;加料方便、布料均匀、熔化速度快、操作条件好、炉寿长、炉子作业率高等优点。


氧化铜矿湿法冶金技术

中国恩菲掌握的氧化铜矿浸出技术包括:堆浸、搅拌浸出。

堆浸技术

包括永久堆浸工艺、薄层堆浸工艺、制粒堆浸工艺、浓酸熟化堆浸工艺等,浸出周期3~6个月。

搅拌浸出技术

此工艺需要磨矿,铜回收率高,浸出周期2~3小时,浸出后需要液固分离,采用磨矿-脱水-浸出-CCD-高低铜萃取-铜电积生产阴极铜,低铜萃余液进一步回收钴。中国恩菲在传统工艺上进行了技术优化升级,提高了铜回收率。


硫化铜矿湿法冶金技术

加压浸出技术

在加压、高温、通氧的条件下将硫化矿中的铜、钴等有价金属浸出到溶液中。无二氧化硫废气排放,生产成本低。

焙烧浸出技术

硫化铜中的铜通过焙烧转化为硫酸铜或氧化铜,再进行浸出回收铜产品。

生物浸出技术

利用中低温细菌和高温细菌的氧化作用将矿石中的铜浸出到溶液中,可采用的工艺有堆浸和搅拌浸出。


铜电解技术

中国恩菲拥有丰富的电解工程设计经验,掌握传统电解、永久阴极电解技术,采用大型乙烯基树脂电解槽、自动吊车、阴极剥片机组、阳极整形机组、残极洗涤机组等一系列大型化、自动化装备,设计了单系列最大规模400kt/a阴极铜。


铜萃取电积技术

拥有三相污物的捞取和分离技术、电解液的除油技术、电积的酸雾抑制和吸收技术及大型铜萃取箱和萃取工艺的优化设计(如级数、串并联、洗涤等设计优化)能力。


铜阳极泥处理技术

回转窑-湿法工艺

阳极泥采用硫酸化焙烧/氧化焙烧脱硒,焙砂浸铜、沉银,浸出渣氯化提金、分银,产出合格的贵金属产品。该流程工艺成熟、返料少、投资省,适合阳极泥处理量2kt/a以下规模。

氧气斜吹旋转转炉联合工艺

该工艺采用加压浸出除去铜、碲,用氧气斜吹旋转转炉代替传统的贵铅炉和分银炉,直接产出含金银的阳极板,处理能力大、流程短、有价金属回收率高、环境好,适用于阳极泥处理量2kt/a以上规模。

全湿法工艺

该工艺采用高压釜脱铜-氯化浸出-金还原-氯化渣脱铅-亚纳浸银-银还原熔铸-银电解流程;污染少、投资小、金属回收率高,适用于阳极泥处理量2kt/a以下规模。


目前,中国恩菲的铜冶炼技术已陆续在智利、秘鲁、澳大利亚、印度、越南、印尼、蒙古、俄罗斯等国申请专利,受到全球的广泛关注。

未来,在推动行业技术进步、产业升级的道路上,恩菲人将继续承担有色矿冶国家队的重要责任,为推动行业高技术高质量发展不懈努力。

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