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項目簡介

生產工藝簡述：

2.8.1銅泥烘干工藝

本項目外購銅泥中約有50000t/a（干基），含水量約在75%左右，折濕基量200000t/a，這部分銅泥先進行立式烘干機烘干，烘干后大塊烘干料（約占烘干量的90%）送富氧熔煉爐熔煉，篩選后的小顆粒（約占干基量的10%）送制磚車間制磚后再進行熔煉。

銅泥烘干工藝流程如下：

預均化：對進廠的銅泥進行均質處理。

配料攪拌：裝載機將煤粉、石灰和經預均化后的銅泥分別裝入配料倉斗，經電子皮帶秤配料。配料后，物料通過皮帶機輸送至雙軸攪拌機進行攪拌。

造粒：經初步混合后的物料通過皮帶機輸送至滾筒造粒機進行進一步的混合并造粒，得到粒徑3-5cm的顆粒。

烘干：將顆粒由皮帶輸送機喂入烘干機進行烘干。顆粒從烘干機頂部進入，自由落下，物料在窯內的停留時間約12h，烘干機底部臺車上點火溫度為650℃，中間最高溫度為800℃，布料器料面溫度為200℃，煙氣出口溫度為150~180℃。烘干過程中熱量主要源于煤粉。烘干主要目的是減少原料中游離水和結晶水。物料經烘干后通過鏈板輸送機輸送至料倉，作為下一步篩選使用。

篩選：將烘干后的顆粒通過滾筒篩進行篩選，符合粒徑要求的顆粒（大顆粒）進入后續熔煉工藝，不符合要求的顆粒（小顆粒）則去廠內制磚后再進入熔煉工藝。

設備產能匹配性分析：單臺Φ3.8*7.0m立式烘干機日處理銅泥200t，企業擬配備4臺立式烘干機，全年300天可處理銅泥24萬噸。企業實際處理20萬噸/a（濕基計），4臺立式烘干機可滿足處理要求。

2.8.2爐渣浮選工藝

以自產富氧熔煉爐渣為原料采用二段一閉路破碎、一段磨礦、三次粗選、二次精選、一次掃選的浮選生產工藝，選出浮選銅渣作為富氧熔煉爐原料，尾渣外售。工藝過程簡述如下：

1、二段一閉路破碎

破碎為二段一閉路流程。第一段選用PEZ2500*1000復擺顎式破碎機，第二段選用PEZ2500-750中型圓錐破碎機，閉路篩分機選用SZZ22700*4500自定中心振動篩。

2、磨礦流程

富氧熔煉爐渣的磨礦分級流程采用一段磨礦分級流程，分級機采用高堰式單螺旋分級機。

3、浮選工藝流程

項目浮選采用硫化鈉松油丁黃藥作為浮選藥劑，采用XSXF8浮選機浮選。

4、過濾

采用過濾機過濾銅渣及尾渣，銅渣回用于富氧熔煉爐制磚工序、尾渣外售水泥廠。

2.8.3制磚工藝說明

低水份銅泥、烘干布袋收塵灰、小顆粒烘干銅泥、小顆粒陽極爐爐渣、小顆粒風管銅泥、富氧熔煉爐回爐煙塵、陽極爐回爐煙塵、浮選銅渣、冶煉爐脫硫渣、石灰以一定的比例，在拌料場進行拌料和混勻，由于銅泥中含有水，加了石灰后，原料中的水與石灰反應生成氫氧化鈣，從而增加了銅球的硬度，拌料后的原料運至制磚工序，經振動篩分皮帶輸送至制磚機制磚，制磚完成后待用。企業加入石灰目的是為利于磚塊的粘結成型。制磚后送至銅磚堆棚自然干燥。由于銅泥中含有水分，制磚僅為物理壓制過程，工序粉塵產生量較小。

制磚使用的低水份銅泥1.5464萬t/a，含水率20%左右。物料中所含水分在制磚時與氧化鈣反應生氫氧化鈣、或者在晾干和熔煉時蒸發損失，熔煉時蒸發的水份，在濕法脫硫除塵時被冷卻下來，最終被脫硫渣帶走和蒸發損耗掉。

2.8.4富氧熔煉爐粗煉工藝說明

在富氧熔煉爐熔煉時，含銅原料（造好的銅轉、大塊烘干銅泥、低品位雜銅、大塊陽極爐渣、大塊風管銅泥、60%廢雜銅）分批次加入富氧熔煉爐中，富氧熔煉爐原、燃料由料斗經提升機提升至爐頂操作平臺，直接經過料斗自動加料。焦炭、石英砂、石灰石、造好的銅轉在爐頂交替加入（石灰不再另行加入，已經在制磚時拌入銅泥中）；大顆粒烘干銅泥、低品位雜銅、大塊陽極爐渣、大塊風管銅泥直接加入富氧熔煉爐中。

本項目富氧熔煉爐采用鼓風+氧氣（氣化后）進行熔煉，由于銅泥冶煉在是還原氣氛下進行的，鼓入的氧氣濃度不能過高，根據調查，一般以28-30%為宜（若氧氣過量，銅會以氧化物的形式進入渣中，會降低銅的回收率，有時甚至會造成局部過熱燒穿爐壁），氧氣的作用主要是為焦炭燃燒提供氧源，減少空氣的鼓入量，從而減少能耗（加熱的空氣量減少）。

富氧熔煉爐加料口水平設置，上方設有料斗架，放料時松開料車鋼繩，原料、燃料會自動卸入加料口，使料口處于封閉狀態，爐膛風管從料口下方爐體側面接入，因側面抽風，可使料口呈負壓狀態，可防止爐膛煙氣外逸。

熔煉時原燃料在爐內在自重作用下下行，經預熱帶、還原帶，完成冶煉全過程。

富氧熔煉爐熔煉溫度1100-1350℃，富氧熔煉爐一般二個半小時出一次銅液，半個小時出一次渣，爐渣采用自然冷卻方式冷卻（少量爐渣水淬）。

設備產能匹配性分析：項目共設置2臺4㎡的富氧熔煉爐，根據資料，富氧熔煉爐的處理能力一般為40-60t/d.㎡（除燃料以外的所有入爐料重量），項目年入爐料（除炭精以外干基計）共計140812/a，折合平均處理能力為58.6t/d.㎡，故項目富氧熔煉爐的生產能力能滿足項目生產需求。

本項目富氧熔煉爐技術性能參數如下：

爐床面積：4㎡

爐缸溫度：1100-1200℃

床處理能力：160-240t/d

富氧濃度：28-30%

鼓風壓力：0.17-0.175MPa

黑銅品位：80-90%，平均85%。

生產的黑銅澆鑄后送陽極爐治煉工序。

2.8.5陽極爐精煉工藝說明

1、原料預處理

原料的預處理通常包括挑選分類、解體、打包壓塊。

1）選分類

挑選分類在原料庫進行，以人工為主，剔除雜夾物、鐵件、包裝塑料等，并可以按外觀和成份分類，也可以按塊度分類，進行不同的處理。

2）解體

采用手工切割、氣割和機械切割等方法把鍍銅鑲嵌、連接在一起的黑色金屬和非金屬進行分離解體；大于450mm的塊料敲碎、長于500mm的要切斷、直徑小于25mm的棒及管斷成300mm，重量不超過60kg。

3）打包、壓塊

為了將散裝廢料方便快速加入爐、提高生產效率，節約燃料消耗，采用打包機，壓塊機、將解體的廢料、散熱器、切邊殘條等打包、壓塊、使其密度達到2~4.5t/m3。

4）打包物料的儲存

打包后物料采用叉車送專門打包料堆場集中儲存。

2、陽極精煉

陽極板生產線以廢雜銅、富氧熔煉爐黑銅為原料進行生產。

本項目以廢雜銅，黑銅塊（不以銅精礦為原料，廢雜銅原料來自于當地及周邊各省地區收購的雜銅）作為原料（如廢銅線材、廢銅型材及廢銅邊角料、外單位生產的黑銅等，不對原料進行拆卸、清洗等作業，禁止塑料、橡膠等雜質進入），經陽極爐熔煉生產陽極銅。

進廠廢雜銅首先經分揀、打包，包塊儲存在料庫，包塊裝入料斗，用叉車送往熔煉車間，用地面式加料小車加到陽極爐內，同時電解銅生產線產生的殘極也進入陽極爐。整個熔煉過程由加料熔化、氧化、還原、澆鑄四個階段組成。

廢銅熔化后，部分雜質在熔化過程中開始氧化及揮發，并且在熔體表面生成爐渣，待銅全部熔化并除去爐渣后，開始用壓縮富氧空氣通過彎頭風管鼓入熔融的銅水中進行氧化造渣。造渣時加入一定量的熔劑石英砂。氧化時間約需5h。

氧化造渣末期需要鼓入壓縮空氣進行吹氧，其目的有二方面，一是為氧化提供氧氣，二是通過壓縮空氣的強力通入，可對銅液進行攪拌，增加氧氣與銅液的接觸面積，同時有利于氧化渣上浮到銅液表面。若鼓入純氧或者是富氧空氣，對造成局部過氧，生成銅的氧化物，不但給后續還原工序增加壓力，且會降低銅的回收率。因此，在氧化階段末期不宜使用純氧或者富氧空氣。

氧化主要依靠銅氧化成氧化亞銅并且溶解在熔體內，作為氧化劑將雜質除去，銅的氧化按以下反應進行：

4Cu（液）+O2=2Cu2O

所生成的Cu2O溶解于金屬銅內，并與雜質置換：

Cu2O+Me=MeO+2Cu（Me代表雜質）

廢銅中硫主要以Cu2S的形態存在，在氧化初期Cu2S氧化緩慢，但在氧化階段將結束時，則與Cu2O作用并析出二氧化硫氣體：

2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑

在氧化末期，雖然熔體中的雜質含量下降了，但氧含量上升為0.6%~1.0%，相當于5%~10%的Cu2O，所以必須進行還原，將氧降至合適的范圍內。

3、還原

氧化造渣結束后，扒去銅液表面的渣，除渣徹底以后將還原劑（煤粉）通過彎頭風管送入銅液中，使被氧化的銅熔液還原成銅含量在99.0%以上的陽極銅液，在必要的時候還需加入部分柴油以加強爐內的還原氣氛。還原后最終含氧量一般控制在0.05~0.2%。還原結束后扒出爐渣。還原作業時停止供應燃料，但繼續供燃燒風，加入還原劑保持爐內的還原氛圍，除去銅內的氧，并進一步析出二氧化硫。還原時爐膛溫度1250~1300℃。還原所需時間約為2h。

4、出銅

還原結束，立即燒開出銅口，陽極銅液經溜槽、中間澆包、定量地澆到圓盤澆鑄機上的陽極模模腔內，澆注時需控制銅液溫度和陽極板的冷卻速度。一般澆鑄溫度控制在1100~1200℃。陽極銅液凝固后，經撈板機將澆鑄機中的陽極板取出，經冷卻后，由叉車鏟走堆放。陽極板含銅約98.5%。陽極爐治煉過程中產生的高溫煙氣首先經煙道冷卻，煙氣溫度從1300℃降至220℃以下。煙溫降至220℃以下進入爐堂煙氣除塵裝置，經處理后煙氣經50米煙囪排放。

設備產能匹配性分析：項目共設置2臺100t的陽極爐，以全年生產300d計，可生產6萬噸陽極銅，企業陽極銅生產規模為5萬噸/a，故項目配備2臺100t陽極爐的生產能力能滿足項目生產需求。

2.8.6電解精煉工藝說明

1、電解生產工藝

自產及外購陽極板進入電解車間的陽極校正架校正，校正后的陽極板用行車吊入稀酸泡板槽，洗去板面的氧化皮，經清洗的陽極板裝入電解槽，同時裝入始極板作為陰極。電解槽中裝滿流動的硫酸銅溶液，通以直流電進行電解，電解液不斷循環，當陰極積銅到一定的周期后，用行車取出陰極板，將陰極板吊到燙銅槽中用95℃的熱水煮洗，將電解銅表面的硫酸銅殘液煮洗干凈后，再由行車將陰極銅吊出槽，抽樣化驗，檢驗合格后打包即為可出售的電解銅。煮洗液作為電解補充水，不排放。當陽極經過一定周期后，更換新的陽極板以保證電解的正常進行，取出的殘片經沖洗干凈表面的陽極泥后，送陽極爐熔煉。

電解反應如下：

陽極反應：Cu-2e-→Cu2+

Me-2e-→Me2+

陰極反應：Cu2++2e-→Cu

2H++2e-→H2

Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更負電性的金屬，它們從陽極上溶解進入溶液。

2、電解液的凈化

隨著電解的進行，陽極中銅不斷被溶解的同時其它雜質也被溶解，銅在陰極析出，而Ni2+、Zn2+、As3+、Sb2+等雜質在溶液中會不斷聚集和增加，雜質超過一定極限，會影響電解銅的質量。因此，當電解液中雜質升到一定程度時，需定期抽出一定量的電解液進入凈液工序，以降低電解液中雜質的含量。

含雜質的電解液首先采樣蒸汽加熱蒸發濃縮，蒸發的水分冷凝后返回電解工序，溶液中Cu2+濃度達到100～120g/L時，將溶液抽入帶夾套的反應釜中攪拌結晶出硫酸銅。硫酸銅經離心機脫水后包裝，返回銅電解系統作銅離子補充。結晶母液進入不溶陽極電積銅系統：硫酸銅結晶母液中主要成份是銅和鎳，此外還有少量的砷和銻等，其中含銅28~30g/L，采用不溶陽極電積法脫銅、砷等雜質。結晶母液經不溶陽極脫銅后，產出黑銅外售綜合利用。含Cu2＋＜0.5g/L的脫銅母液直接加熱蒸發，當溶液終點酸度達1000g/L時，蒸發濃縮結束，自然冷卻結晶，經自然沉淀后，得到沉淀物為粗制硫酸鎳(俗稱黃渣)。黃渣經離心機脫水后裝袋過磅出售，離心液為廢酸(即電解凈化母液)，返回銅電解系統配液補配。

電積脫銅用的設備基本上與銅電解相同，陰極仍為銅始極板(也有的用鈦陰極)，陽極為含銀的鉛銀合金或含銻合金。

電積脫銅的兩極反應為：

陰極：Cu2++2e-→Cu；AsO++3e-+2H+→As+H2O；BiO++3e-+2H+→Bi+H2O

SbO++3e-+2H+→Sb+ H2O；2H++2e-→H2；As++4e-+3H+→AsH3。

陽極：2OH- -2e-→H2O+1/2O2

由于電積液中銅離子濃度高于雜質濃度，所以電積時，首先在陰極上析出的是銅，當銅離子濃度降到一定程度(低于8g/L)時則雜質砷、銻、鉍和銅同時放電，當銅離子進一步降低(降到2g/L)時，除了銅、砷、銻和鉍同時放電外，還伴有砷化氫(AsH3)氣體析出，當銅、砷離子濃度降到1g/L時，砷化氫產生量急劇增加。AsH3是劇毒物質。在250μL/ L的溶度下，人體持續吸入30min，即可死亡。研究表明，保持電積液中銅離子濃度為2~5g/L時，即可使砷在陰極上大量析出和又能避免產生砷化氫氣體。由于各系統銅、酸、砷含量不同。其最佳條件所要求的銅離子濃度范圍也略有不同。保持銅、砷離子濃度在最佳脫砷范圍內，可通過補充溶液(加輔助液)來實現。國內外的生產實踐表明，為避免產生砷化氫，電積液中砷和銅離子濃度的最佳范圍為：

As/(g/L)             8            6             2

Cu/ (g/L)           2~6          1~5           0.5~3

電積法脫銅、砷的技術條件和經濟指標為：

電流密度為160~200A/m2，槽電壓1.8~2.5V，同極中心距100~130mm，終液含銅和砷量為0.5~1g/L，脫銅電流效率30%~80%，脫砷電流效率10%~20%。

電積過程是除去砷、鉍、銻的過程，最后砷進入凈液黑銅(黑銅板)，電積方程式：

陰極：

Cu2++2e-→Cu

AsO++ 3e-+2H+ →As+H2O

BiO++3e-+2H+→Bi+H2O

SbO++3e-+2H+→Sb+H2O

2H++2e-→H2

陽極：

2OH--2e-→H2O+1/2O2

主要裝置：

特種設備一覽表

產品：主要產品為電解銅，年產50000噸；中間產品為黑銅、陽極銅、陽極泥，分別年產47612噸、50000噸、300噸；副產品為冰銅，年產2399噸

主要原料：高水份銅泥、煤粉、廢氣治理用石灰、活性焦、石灰、部分自產爐渣、硫化鈉、松油、丁黃藥、低水份銅泥、烘干布袋收塵灰、小顆粒烘干銅泥、小顆粒陽極爐爐渣、小顆粒風管銅泥、富氧熔煉爐回爐煙塵、陽極爐回爐煙塵、浮選銅渣、冶煉爐脫硫渣

、廢水處理污泥、石灰、晾干銅磚、大顆粒烘干銅泥、大顆粒陽極爐爐渣、大顆粒風管銅泥、60%廢雜銅、石英砂、石灰石、炭精、氧氣、黑銅、85%廢雜銅、電解殘極、黑鐵管、泡化堿、鎂砂粉、耐火泥、石粉、廢活性焦、陽極銅錠、陰極銅、硫酸、明膠、硫脲

、鹽酸等

姓名

資質證書號

從業登記編號

項目負責人

段強

S011035000110192001532

027201

項目組成員

段強

S011035000110192001532

027201

鄒文斌

S011032000110192001449

024656

周水波

S011044000110192002624

023583

劉冬

S011035000110193001264

035395

報告編制人

段強

S011035000110192001532

027201

劉冬

S011035000110193001264

035395

報告審核人

胡南云

S011035000110201000574

019541

過程控制負責人

堯賽民

1600000000300934

029672

技術負責人

張艷軍

1500000000100161

025440

現場開展安全評價工作的人員

時間

主要任務

段強

2023年1月6日

現場勘察、提出評價意見

劉冬

2023年1月6日

現場勘察/現場復查；收集資料、報告編制、過程控制

鄒文斌

2023年1月6日

現場勘查、資料收集、報告編制

評價結論

貴溪市元泰環保科技有限公司技術改造項目符合現行安全生產法律、法規和相關標準、規范的要求，在之后的初步設計、施工圖設計和建設施工、安裝調試及生產運行中，嚴格執行國家有關安全生產法律、法規和有關標準、規范，合理采納本報告書中安全對策措施及建議，真正做到安全設施與主體工程同時設計、同時施工、同時投入生產和使用的安全“三同時”，本工程的危險、有害因素可得到有效控制，風險在可接受范圍內，具有一定的本質安全水平，該項目從安全方面分析可行。

報告提交時間

2022年1月9日