“白銀煉銅法”工藝的發(fā)展和展望

廖文江

（中國(guó)瑞林工程技術(shù)股份有限公司，江西南昌 330038）

1 “白銀煉銅法”工藝發(fā)展

“白銀煉銅法”工藝最早由白銀有色集團(tuán)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“白銀公司”）開(kāi)發(fā)，是一種雙側(cè)吹熔池熔煉工藝，因發(fā)明單位為白銀公司而命名為白銀煉銅法，也是我國(guó)第1個(gè)原創(chuàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的銅熔煉工藝?！鞍足y煉銅法”工藝于1972年開(kāi)始研發(fā)，1980年投入工業(yè)生產(chǎn)，其發(fā)展歷程見(jiàn)表1。

表1 “白銀煉銅法”工藝發(fā)展歷程

2 “白銀煉銅法”工藝兩個(gè)發(fā)展階段中的重大創(chuàng)新

通過(guò)以上的發(fā)展歷程，特別是2005年以來(lái)兩次的發(fā)展，即在2005年與中國(guó)瑞林工程技術(shù)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)瑞林”）合作研發(fā)新型白銀爐（以下簡(jiǎn)稱“階段Ⅰ”）和2014年以后白銀公司進(jìn)行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)攻關(guān)（以下簡(jiǎn)稱“階段Ⅱ”），實(shí)施了給料系統(tǒng)改造、爐體結(jié)構(gòu)優(yōu)化、爐體水套冷卻強(qiáng)度強(qiáng)化、熔煉吹風(fēng)口優(yōu)化設(shè)計(jì)、爐體砌筑優(yōu)化、白銀爐外供熱系統(tǒng)改造、白銀爐余熱鍋爐改造、白銀爐監(jiān)控系統(tǒng)在線化等多項(xiàng)技術(shù)改造。“白銀煉銅法”工藝近年兩次發(fā)展中的重大創(chuàng)新，見(jiàn)表2。

表2 “白銀煉銅法”工藝的重大創(chuàng)新

通過(guò)這兩個(gè)階段的技術(shù)創(chuàng)新，以及關(guān)鍵工藝參數(shù)的優(yōu)化，生產(chǎn)控制的強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)了熔煉作業(yè)率、爐體床能力、環(huán)保指標(biāo)、綜合能耗、爐體操作環(huán)境、爐壽命等多項(xiàng)關(guān)鍵工藝技術(shù)指標(biāo)大幅提升，使得“白銀煉銅法”工藝成為我國(guó)銅冶煉行業(yè)規(guī)范條件中的先進(jìn)銅冶煉工藝技術(shù)，邁入了國(guó)際煉銅技術(shù)先進(jìn)行列。

兩個(gè)階段優(yōu)化后的工藝技術(shù)指標(biāo)對(duì)比，見(jiàn)表3。

表3 兩個(gè)階段優(yōu)化后的工藝技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

3 “白銀煉銅法”工藝的應(yīng)用現(xiàn)狀和制約因素

經(jīng)過(guò)以上的發(fā)展后，目前的“白銀煉銅法”工藝流程，見(jiàn)圖1。

圖1 現(xiàn)“白銀煉銅法”工藝流程

由圖1看出，“白銀煉銅法”已經(jīng)取得了革命性進(jìn)步。該工藝在平穩(wěn)高效運(yùn)行上實(shí)現(xiàn)重大突破，但想要進(jìn)一步發(fā)展還受到以下發(fā)展瓶頸和多種因素的制約：

1）主要的配套工序和公輔設(shè)施多是在原有老系統(tǒng)上填平補(bǔ)齊，或只是對(duì)于局部進(jìn)行改造，造成整個(gè)系統(tǒng)的很多工序規(guī)模和產(chǎn)能不匹配。例如，白銀爐余熱鍋爐是在2008年按照100 kt/a粗銅生產(chǎn)能力配套設(shè)計(jì)的；制氧站規(guī)模為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下20 000 m3/h，僅能滿足現(xiàn)150 kt/a粗銅的生產(chǎn)規(guī)模；后續(xù)采用的轉(zhuǎn)爐吹煉工藝是已有的老系統(tǒng)；現(xiàn)有白銀爐的熔煉主廠房建于1956年，已經(jīng)使用60余載，主廠房結(jié)構(gòu)的老化較為嚴(yán)重，噸位偏小的冶金吊車(chē)也限制了物料倒運(yùn)效率。

2）現(xiàn)有硫酸生產(chǎn)裝置建于2007年，其能力是為2009年銅冶煉污染治理工程前的50 m2老白銀爐配套設(shè)計(jì)的。雖經(jīng)幾次小的擴(kuò)能改造，但還是趕不上白銀爐的發(fā)展步伐，目前已成為制約白銀爐產(chǎn)能進(jìn)一步提升的瓶頸。

4 “白銀煉銅法”工藝的優(yōu)化建議

綜上所述，“白銀煉銅法”工藝在很多方面還可以持續(xù)優(yōu)化，有著繼續(xù)提升的廣闊空間：1）采用精確配礦、在線分析精礦成分等備料、給料系統(tǒng)的優(yōu)化措施，從源頭上保證入爐物料的穩(wěn)定。2）持續(xù)優(yōu)化爐體結(jié)構(gòu)，充分吸取其他爐型的優(yōu)點(diǎn)，并從關(guān)鍵部分的水套、吹風(fēng)口的設(shè)計(jì)上做文章。3）開(kāi)展新型白銀熔煉爐模型研究，以達(dá)到爐體主要參數(shù)的最優(yōu)，如爐體寬度、吹風(fēng)口的角度、高度、間距等。4）現(xiàn)有白銀爐的操作控制還停留在傳統(tǒng)的主觀經(jīng)驗(yàn)操作層面，在原料成分發(fā)生波動(dòng)時(shí)無(wú)法實(shí)時(shí)跟蹤最佳工作點(diǎn)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也無(wú)法進(jìn)一步優(yōu)化。應(yīng)在配套精確配礦和數(shù)模計(jì)算的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)新型白銀爐銅熔煉計(jì)算機(jī)在線控制，真正實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中的適時(shí)和實(shí)時(shí)的客觀調(diào)控，保證爐況始終在最佳工況下運(yùn)行。

5 “白銀煉銅法”工藝的發(fā)展展望

白銀公司始終肩負(fù)著弘揚(yáng)民族煉銅技術(shù)的使命與責(zé)任，創(chuàng)新和發(fā)展白銀爐意義重大。為了更好更快地發(fā)展“白銀煉銅法”工藝，白銀公司于2018年2月與中國(guó)瑞林簽訂了 “新型白銀法煉銅技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用戰(zhàn)略合作協(xié)議”，擬通過(guò)雙方的合作，采用標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、模塊化的手段實(shí)現(xiàn)白銀煉銅法的定型、固化，讓更加成熟、完善、系統(tǒng)的白銀煉銅技術(shù)真正跨入世界先進(jìn)煉銅工藝之列，最終實(shí)現(xiàn)白銀爐技術(shù)升級(jí)攻關(guān)成果的產(chǎn)業(yè)化。

目前，白銀公司和中國(guó)瑞林正就以下幾個(gè)發(fā)展方向進(jìn)行合作研究：1）新型白銀銅熔煉工藝技術(shù)提升與完善；2）白銀銅吹煉工藝及裝備技術(shù)開(kāi)發(fā)；3）新型白銀爐銅熔煉計(jì)算機(jī)在線控制；4）新型白銀熔煉爐本體及其附屬設(shè)施升級(jí)系列設(shè)計(jì)與成套；5）新型白銀熔煉爐模型研究；6）新型白銀爐配套的備料、加料、供風(fēng)供氧、燃料燃燒、煙氣及煙塵處理、放銅排渣等配套的專有技術(shù)及裝備研發(fā)。

白銀公司擬在2020年左右在本部新建一個(gè)200 kt/a白銀爐項(xiàng)目，中國(guó)瑞林也正在某國(guó)外銅冶煉項(xiàng)目中推廣“白銀煉銅法”工藝。相信屆時(shí)，一個(gè)產(chǎn)能更大、環(huán)保更好、能耗更低、自動(dòng)化程度更高的全新的“白銀煉銅法”工藝將呈現(xiàn)在世界面前。