一、技術名稱:氧氣側吹熔池熔煉技術
二、技術所屬領域及適用范圍:銅冶煉、銅鎳冶煉、鎳鐵冶煉、銻冶煉、鉛冶煉以及有色金屬綜合回收。
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
在我國已經有5家銅冶煉企業采用氧氣側吹熔池熔煉技術熔煉銅精礦,有1家企業采用氧氣側吹熔池熔煉技術熔煉銅鎳精礦。銅冶煉企業銅精礦至粗銅工藝能耗:≤300kgce/t,回收率:≥98.5%。鎳冶煉企業鎳精礦至高冰鎳工藝能耗:≤680kgce/t。氧氣側吹用于鉛冶煉領域,粗鉛工藝能耗≤230kgce/t,目前投入生產的企業,氧化段煤率約3%,還原段煤率約8%,氧氣側吹還原替代了以焦炭為燃料的鼓風爐還原熔煉,直接液態高鉛渣還原,降低能耗。目前該技術可實現節能量2萬tce/a,CO2減排約5萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
氧氣側吹熔池熔煉技術采用工業氧進行強化熔煉,物料通過加料系統從爐頂加料口連續加入至爐內,富氧空氣從爐身兩側一次風口鼓入爐內熔體中,從爐頂加入的物料在強烈攪動的熔體中快速熔化完成化學反應,以硫化銅鎳精礦為例,銅鎳精礦在爐渣中快速完成熔化及各類化學反應生成低冰鎳(銅鎳锍),由于比重差,低冰鎳下沉至爐缸,爐渣在虹吸室進一步澄降分離,低冰鎳送吹煉系統,熔煉高溫煙氣進入余熱鍋爐回收余熱,經電除塵最后送制酸系統。
2.關鍵技術
氧氣側吹熔池熔煉技術及其核心裝備(氧氣側吹爐)
3.工藝流程
銅冶煉工藝流程,主要包括配料系統、氧氣側吹熔煉、冰銅吹煉、陽極精煉、電解等過程;鉛冶煉工藝流程,主要包括配料系統、氧化熔煉、高鉛渣還原熔煉及煙化爐吹煉。
五、主要技術指標
氧氣側吹煉銅,銅精礦至粗銅工藝能耗:≤300kgce/t,回收率:≥98.5%。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
研發出富氧側吹熔池熔煉技術及其裝備,各項技術經濟指標先進,在采用富氧側吹技術處理銅鎳混合礦領域,總體技術達到國際領先水平。喀拉通克礦業有限公司采用氧
氣側吹熔池熔煉技術煉銅鎳項目于2010建成投產,運行至今各項技術經濟指標先進,技術成熟可靠。國內首次采用氧氣側吹熔池熔煉技術處理銅鎳混合礦并實現工業化生
產,提高了銅、鎳的回收率,降低了單位產品能耗。富氧側吹熔池熔煉爐密封性好,勞動強度低、現場工作環境好。該技術的成功應用為我國銅鎳冶煉行業發展提供了一條有
效途徑,具有良好的經濟效益、環境效益和社會效益。
七、典型應用案例
案例應用單位:新疆喀拉通克礦業有限責任公司
技術提供單位:長沙有色冶金設計研究院
節能改造前情況:2008年4月新疆新鑫礦業股份有限公司喀拉通克銅鎳礦委托長
沙院進行冶煉擴建工程。建設規模:生產規模為水碎金屬化高冰鎳鎳金屬量8kt/a。節能改造內容:(1)采用節能的氧氣側吹煉鎳新工藝,進行富氧空氣熔池熔煉,產出低冰鎳锍的自熱熔煉過程,只需補充少量煤或碎焦。可大幅度節省燃料。(2)本工程實現”以熱定電、余熱利用”對氧氣側吹爐、轉爐和貧化電爐煙氣中的余熱回收發電,年發電量1944萬kWh,全年可節約6804tce。(3)提高水的循環利用率,最大限度地使用循環水,根據生產工藝對循環水用水的要求,本設計將循環給水分為側吹爐、貧化電爐、轉爐密閉煙罩循環水、汽輪機循環水、制氧站循環水、硫酸循環水、空壓機循環水和高冰鎳沖渣循環水六個系統,循環利用率為97.1%。(4)采用電力節能措施。建設期16個月。
節能改造經濟效益:本項目采用氧氣側吹熔池熔煉技術取代原有的鼓風爐熔煉,原有鼓風爐熔煉能耗高,并且需要焦炭作為燃料。氧氣側吹熔池熔煉技術只要補充少量碎煤即可,富氧強化熔煉,熔煉效率高,產能由原來的年產高冰鎳鎳金屬3000t擴到8000t,煙氣二氧化硫濃度高,煙氣全部制酸,生產98%硫酸203557.03t/a。高冰鎳單位產品綜合能耗665.2kgce/t。本項目為改擴建,采用氧氣側吹熔池熔煉技術熔煉銅鎳礦。每年減少焦炭消耗35125t/a。僅此一項減少生產成本約5620萬元/a,也即為企業增加經濟效益5620萬元/a。
八、推廣前景及節能減排潛力
預計未來5年,該技術在行業內的推廣潛力可達到10%,預計投資總額10億元,節能能力20萬tce/a,減排能力53萬tCO2/a。
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