云南铜业常规铜电解阴极加工机组从半自动化到自动化的改造

云南铜业原有的阴极半自动加工机组存在流程繁琐、劳动强度高、作业安全风险高、生产效率低、阴极合格率低等问题,公司针对上述问题,并根据现有设备,研制了配套的自动化加工机组,并且首创采用了始极片宽条纹压纹和拍打校平的组合整形工艺。相较于原来的半自动加工机组,该自动加工机组生产效率从200片/h上升到大于360片/h,整形合格率从低于70%上升到90%以上,悬垂度得到大幅改善,各个工位可靠衔接、运行顺畅、故障率较低,而且减少了岗位操作人员约10人,取得了显著的经济效益,该阴极加工机组的改造经验可为相关企业提供参考。

西南铜业艾萨炉作业率达到世界一流水平

截至2019年12月16日8时0分0秒,云南铜业股份有限公司西南铜业分公司多项关键技术指标创下历史新高,艾萨炉年平均作业率突破99%,达到世界一流水平。"云南铜业股份有限公司西南铜业分公司(以下简称"西南铜业")艾萨炉年平均作业率99.07%,月度最优作业率高达99.698%,达到世界一流水平!艾萨炉寿达35个月,含铜物料处理量100.93万吨,负荷率104.451%,刷新历史纪录。"2019年12月16日8:00,随着喷枪缓缓升起,艾萨炉中修的号角正式响起,多项关键技术指标创下历史新高,西南铜业沉浸在一片欢腾和无限喜悦的氛围之中。

超大型侧吹熔池熔炼余热锅炉烟气流动及烟尘黏附研究

富氧侧吹熔池熔炼广泛应用于铜、铅、锌等有色金属的提取,其后端的余热锅炉承载着余热回收利用、沉降烟尘的重要作用。但在实际生产过程中,炉内烟气流场混乱,烟尘易黏附积灰,炉壁与部件磨损严重等,导致了余热回收效率降低,低负荷运行甚至被迫停机。针对上述问题,采用多相网格质点方法,对年处理150万t精矿超大型富氧侧吹熔池熔炼余热锅炉内烟气流动特性、烟尘沉降与黏附开展数值模拟研究。结果表明:炉内的烟气涡旋会导致烟尘回流至入口烟道;挡板前移会导致挡板受击与堵塞情况加剧;增大挡板间距能有效减小挡板的堵塞;增大辐射室空间能大幅度减小挡板受到的冲击。

铜冶炼烟尘加压浸出及物相演变行为

铜冶炼烟尘是火法炼铜过程产出的高附加值二次资源,为实现其中铜、锌等有价金属的浸出及砷的分离,本文研究铜烟尘加压浸出及同步沉砷新工艺技术参数优化与过程物相演变规律。结果表明:在反应温度由140℃升高至160℃过程中,锌、铜浸出率分别可达96%和97%,砷沉淀率由36%提高至92%,砷沉淀形态由非晶形砷酸铁(FeAsO_(4)·n H_(2)O,n≠2)向晶型砷酸铁(FeAsO_(4)·2H_(2)O)演变;整个反应过程显著分为以锌、铜高效浸出(0~60 min)和砷铁共沉淀(60~180 min)两个阶段;增大搅拌转速、提高液固比可进一步提升体系的氧化传质速率和砷酸铁矿化物相-臭葱石生成速率。在反应温度160℃、时间3 h、初始酸度40 g/L、液固比5∶1、搅拌转速600 r/min的优化技术参数条件下,锌、铜浸出率均可达96%以上,砷沉淀率可达92%,浸出渣主要物相为硫酸铅与臭葱石,实现了锌、铜的深度浸出和砷的高效分离。

富氧双侧吹铜熔池熔炼炉上升烟道结渣的矿物学分析

富氧双侧吹铜熔池熔炼炉上升烟道烟尘结渣严重,阻塞烟道,是制约熔炼炉长周期高负荷高作业率生产的关键因素。分别利用X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和电子探针显微分析仪,研究富氧双侧吹铜熔池熔炼炉上升烟道结渣烟尘的化学成分、物相组成及微观形貌。结果表明,上升烟道烟尘的主要元素为Fe、Cu、Pb、Zn和O,主要物相是(Cu, Zn, Fe)Fe_(2)O_(4)和Fe_(3)O_(4),表面微观形貌呈致密无孔洞。结合生产过程工况条件,对烟道结渣原因进行分析,认为富氧双侧吹铜熔池熔炼炉生产过程中,富氧空气通过喷嘴鼓入炉内,强烈搅动熔体,熔体中的气泡破裂逸出,喷溅形成的小颗粒熔渣与冰铜被热气流带入上升烟道,熔渣与冰铜被氧化为高熔点的(Cu, Zn, Fe)Fe_(2)O_(4)和Fe_(3)O_(4),在烟道壁面遇冷凝结形成结渣;同时,熔炼炉负压运行,入炉原料水分低,铜精矿等未反应的粉料被烟气带入到上升烟道高温段,在氧化气氛下反应生成黏结结渣;此外,原料中Pb、Zn、As等易挥发性物质进入烟道,被氧化为低熔点化合物后与高熔点的(Cu, Zn, Fe)Fe_(2)O_(4)和Fe_(3)O_(4)黏结在一起,形成致密的结渣烟尘。因此,在冶炼生产中,建议通过控制入炉原料水分和杂质含量,减少粉料入炉;控制渣型和熔炼温度,减少熔体喷溅;使用喷嘴燃烧重油,烧熔结渣烟尘,保证生产正常稳定运行。

顶侧吹双炉连续炼铜渣型优化

利用FactSage软件研究了赤峰双炉连续炼铜过程中不同渣系和造渣剂添加量对熔渣熔点、黏度的热力学影响规律。结果表明:熔炼渣熔点是随CaO、SiO_(2)、MgO以及Al_(2)O_(3)添加量增加而增大的。当吹炼渣中CaO含量超过15%时,吹炼渣的熔点迅速升高。熔炼渣黏度随CaO、SiO_(2)和MgO添加量的增加而降低,随Al_(2)O_(3)添加量增加而增大。结合生产实际得出:随着熔炼温度从1200℃升高至1350℃,熔体黏度由0.3 Pa·s降低至0.128 Pa·s。吹炼渣黏度比熔炼渣黏度小,随CaO和SiO_(2)添加量增加而减小,说明适当升高温度和造渣剂添加量有助于提高渣的流动性。在1340℃熔炼时,最优熔炼渣型组成为CaO 2.5%~3%,SiO_(2)20%~22%,MgO 1.5%,Al_(2)O_(3)4%~4.5%,铁硅比为1.9~2.0。在1280℃吹炼时,最优熔炼渣型组成为CaO 8.5%~9.5%,SiO_(2)1.5%~2.5%,铁含量在30%左右,铁钙比为3.4左右。

内蒙古某铜冶炼炉渣选矿厂流程确定、设计与生产实践

内蒙古赤峰某铜冶炼炉渣主要为侧吹-连续吹炼炉渣,缓冷后铜主要以硫化铜的形式存在,铁主要以磁铁矿和铁橄榄石的形式存在。为了确定选矿厂的流程、设备、产品指标等关键工艺技术及设备信息,通过对比粗碎—半自磨—球磨方案与三段一闭路破碎—球磨方案的优劣,最终确定了包含半自磨的碎磨工艺;通过参考类似选矿厂的实践和技术的先进性、稳定性、可操作性,确定了选矿厂全流程及设备规格型号和数量,并设计了产品指标。生产实践表明,铜冶炼炉渣选矿系统的铜精矿铜品位、回收率及尾矿品位等关键指标均优于设计值,实现了全面达产、达标。

转炉吹炼水冷活动烟罩对烟气逸散控制机理的数值模拟

为了研究转炉铜锍吹炼过程中水冷活动烟罩对烟道内含硫烟气逸散的控制效果,构建了基于RANS方法的多组分流动传热的数值仿真模型,研究了不同转炉角度、不同烟罩限位和长度下的转炉烟气污染控制机理和效果评估。结果表明:转炉烟气的控制机理主要为水冷活动烟罩的遮挡作用和底部进气的气封作用。烟道出口的抽吸作用使气流向上流动,气封能力随着进出口压差减小而下降。延长烟罩可以增强封挡效果和二氧化硫以及三氧化硫的富集效果,工艺烟道内二氧化硫的浓度从7.8%提升至9.8%,三氧化硫的浓度从1.1%提升至1.4%。此外,由于高温区域主要集中在转炉出口附近,峰值温度约为1473 K,因此需要加强相应结构对高温酸性气体冲刷的防护。

硫化砷渣稳定固化及资源化利用研究进展

有色金属冶炼过程产出的硫化砷渣稳定性差,处置不当将造成极大的安全隐患,其稳定固化及资源化利用是有色金属行业可持续发展亟待解决的难题。目前,硫化砷渣的处置主要有两种途径,一种是将其进行无害化处理以减小其毒性和环境风险,使硫化砷中的砷以砷酸铁、砷酸钙等形式固化堆存;另一种是进行资源化利用,将砷转化为高纯金属砷、合金材料等产品,并综合回收硫化砷渣中的其他有价金属,达到污染治理和综合利用的双重目的,符合可持续发展的理念。本文在阐述硫化砷渣物化特性的基础上,论述了近年来硫化砷渣在稳定固化和资源化利用方面的研究动态,为解决工业生产中砷的安全处置提供思路。此外,结合近年来的硫化砷渣处理工艺,对未来砷的治理和砷的清洁回收利用技术进行了展望。

湿法炼锌系统铜回收利用进展与展望

本文从锌精矿中伴生铜的赋存形态出发,阐述了铜在湿法炼锌焙烧、浸出、净化等核心工序中的分布规律与铜物相演变行为。研究结果表明:在沸腾焙烧过程中,铜从黄铜矿(CuFeS_(2))形态转变为CuO、Cu_(2)O、CuS形态,铜对硫的亲和力较大,导致焙砂中残硫高,从而影响铜浸出效率;湿法炼锌流程中约30%、56%和14%的铜分别进入铜镉渣(Cu^(0))、酸性浸出液(Cu^(2+))和浸出渣(CuSO_(4)、Cu_(3)As_(2))中;目前主要采用溶剂萃取、铁粉置换、离子交换树脂和电解沉积等方法分离回收酸性浸出液中的铜,其中溶剂萃取法选择性强、效率高,但引入萃取剂有机物给湿法炼锌主工艺产生不利影响;铁粉置换法成本较低,但后续除铁过程将产生危废铁渣;离子交换法清洁高效,投资成本较高;电解沉积法可直接获得阴极铜产品,但对电积前液成分要求高,电能消耗大。溶液中铜定向分离和富集工艺选择取决于浸出液成分特点、回收率、运行成本及与锌主系统协同性等因素。未来随着资源紧缺、环保要求、经济效益等诸多方面影响,湿法炼锌过程中伴生铜资源的短流程、低成本、高效率回收将成为趋势。

硝酸体系电解精炼制备高纯铜试验研究

以4N阴极铜为原料,研究了用硝酸体系电解精炼制备高纯铜新工艺,探讨了电解液成分对阴极铜中S、Cl、典型正电性杂质及负电性杂质质量分数的影响规律,分析了Cu(NO_(3))_(2)·3H_(2)O原料纯度、电解液组分(Cu^(2+)、HNO_(3)和Cl^(-)质量浓度)和电解周期对阴极铜纯度、杂质质量分数、电流效率和直流电耗的影响规律。结果表明:在Cu(NO_(3))_(2)·3H_(2)O纯度99%下配制电解液,控制电解液中Cu^(2+)质量浓度50 g/L、HNO 3质量浓度31.5 g/L、Cl^(-)质量浓度0.1 g/L、电解周期72~120 h最佳工艺条件下可制得纯度达6N5、主控杂质元素均达到GB/T 26017—2020标准中HPCu-6N要求的高纯阴极铜。

湿法炼锌溶液中离子交换树脂静态吸附Cu^(2+)行为及机理研究

针对湿法炼锌酸性浸出液中铜的选择性分离困难、有机物污染严重等问题,深入研究了D711离子交换树脂静态吸附溶液中Cu^(2+)的分离行为机制及机理。研究结果表明:在料液Cu^(2+)质量浓度为6 g/L、H_(2)SO_(4)初始摩尔浓度为0.01 mol/L、停留时间为120 min、搅拌转速为350 r/min的条件下,用3 g预处理树脂处理50 mL料液时,其对Cu^(2+)的吸附率可达95%左右,D711树脂对Cu^(2+)的吸附量约为34 mg/g;以40%H_(2)SO_(4)溶液为解吸液,在室温、解吸液搅拌转速为350 r/min的条件下,Cu^(2+)的解吸率可达98%左右;D711树脂吸附Cu^(2+)的机理是树脂中的官能团RN-(CH_(2)COOH)_(2)与料液中的Cu^(2+)发生螯合反应,生成负载物RN-(CH_(2)COOH)_(2)▪Cu^(2+)存于树脂中,而树脂中的H+则被置换进入吸附后液。

我国铜冶炼行业废气管理现状及对策建议

铜工业作为我国重要的基础材料产业,在经济、国防和高新技术产业发展中发挥着重要的作用。在为经济建设和社会发展作出重大贡献的同时,也带来了诸多的环境污染问题,其中,铜冶炼过程中的废气治理一直是企业环境管理工作中的重难点。本文通过对我国铜冶炼行业现状、废气产排污特征进行阐述,综合分析了铜冶炼行业废气管理中存在的主要问题,以我国生态环境保护政策为导向,提出对策建议,为铜冶炼行业废气管理提供思路。

基于机器视觉的阳极铜智能搬运系统开发研究

针对当前阳极铜取样作业效率低下,特别是铜板搬运工作仍主要依靠人工完成,劳动强度大、人力成本高且具有一定的作业风险性等问题,文章研发了一种基于机器视觉的阳极铜智能搬运系统.通过视觉系统、夹具系统、机器人系统、运输系统及安全管理系统的多机协同工作,实现了阳极铜的自动化运输和上下料搬运作业.本系统的设计不仅显著减轻了工人的劳动强度、降低了人工成本和操作风险,而且为铜冶炼行业提供了一种安全、高效的物料处理解决方案,具有重要的实际应用价值和行业推广前景.

基于PLC的阳极铜智能取样装置的设计与实现

现代铜冶炼行业对阳极铜板原材料纯度的检测方式主要是通过钻孔取样从阳极铜板中提取铜屑样品,并进行铜含量检测来完成.现有的取样方式大多为人工操作机床对铜板指定位置进行钻孔取样,此方式效率较低,安全性不易保障.文章设计了基于可编程逻辑控制器(PLC)的阳极铜智能取样装置,针对取样的特定作业流程以及铜屑样品的物料输送,设计了装置结构本体及软硬件控制系统,主要包括机床气缸夹具、取样锥斗、气吹震动辅助设备、样屑螺杆收集装置结构、联合控制系统以及上位机工控界面等.实现了选点定位、主轴移动、钻削、吹扫震动以及铜屑样品收集等功能,并通过上位机界面完成人机交互,最终实现对阳极铜板的智能化全自动取样.

智能控制技术在自动化系统中的应用

阐述智能控制技术在自动化系统中的应用,包括机械故障诊断的应用、自动化系统设计应用、日常运行操作的应用。探讨智能控制技术在机器人操作、自动化生产系统中的优化策略。

铜阳极泥选冶联合工艺有价金属走向考察及改进建议

铜阳极泥是资源综合回收的优选对象,分析各有价金属的分散情况对后续的回收有着指导性的方向作用。铜阳极泥选冶联合工艺较为成熟,具有不断外延拓展金属回收的空间。针对4000 t铜阳极泥物料的生产数据,考察了该工艺有价金属的走向,统计分析了金、银、硒、碲、铅、锑、铋、铜等在工艺流程中的分布率,摸清了有价金属主要分散情况。分析表明,金、银、硒、碲最大的分散点均为浮选尾矿,分别占分散总量的67%、37%、34%、58%,确定为重点管控对象。并结合统计分析结果对提高金、银、硒、碲回收率及铅、锑、铋、铜的回收提出了改进建议。

混配铜精矿对我国砷污染防治的影响与对策

砷是我国重点防控的重金属之一,铜冶炼是主要的砷污染物排放源。基于实地调研、专家咨询及行业数据统计等方法,分析了我国混配铜精矿进口量的变化情况和铜冶炼过程中砷的流向,探讨了混配铜精矿进口量的增加对我国砷污染防治的影响,并提出了相应的砷污染防治对策和建议,指出:应对配置混矿的企业进行全流程监管;加强对铜冶炼企业和含砷废物处理处置企业的环境监管;开展含砷废物的资源化利用研究,逐步提高含砷废物的资源化利用率;拓展含砷废物无害化处理路径,降低环境风险。

转炉摇炉过程中水冷密封小车控烟机制研究

为深入理解和掌握转炉摇炉过程中水冷密封小车对烟道内含硫烟气逸散的控制机制,基于数值模拟的方法研究了不同水冷密封小车位置和不同水冷密封小车结构条件下含硫烟气逸散的控制效果及机理。结果表明,小车的封挡和底部上升气流气封的综合作用抑制了烟气的逸散。小车长度增加强化了封挡效果,有利于硫化物富集。具体而言,处于下限位时小车长度由3.6 m延长至4.0 m,工艺烟道内SO_(2)的浓度由7.8%增加至9.8%,SO_(3)的浓度由1.1%增加至1.4%。

BIM技术在大型铜冶炼厂超高边坡中的应用

为进一步推广BIM技术在岩土工程产业链中的应用,依托一大型铜冶炼厂超高边坡的项目,实现在边坡工程中的勘察设计及施工的BIM技术应用,对BIM技术在岩土工程中的应用实践进行应用推广。基于BIM技术,实现勘察正向三维地质建模及模型传递工作,地质模型基于地质沉积规律及工程师的实践经验完成,实现一次建模,多专业的应用,可视化展示地层情况,解决地质剖面纵横不一致的缺陷,利用模型直接形成地质剖面;基于BIM技术,实现岩土正向设计及精细化设计,在设计过程中任意切割地质剖面进行计算,设计不再受地质剖面约束,精细化布置支护结构措施,保证设计结果的准确性,达到隐蔽工程的可视化与精细化设计;基于BIM技术利用勘察及设计工作的BIM成果,实现数字化与可视化管理,提前进行施工模拟,进行三维可视化技术交底,提高工程师对施工过程的理解,掌握施工重难点,降低施工风险,同时基于施工模拟数据,可提前进行各阶段施工准备,更好地保证施工顺利进行。