项目简介

生产工艺简述：

2.8.1铜泥烘干工艺

本项目外购铜泥中约有50000t/a（干基），含水量约在75%左右，折湿基量200000t/a，这部分铜泥先进行立式烘干机烘干，烘干后大块烘干料（约占烘干量的90%）送富氧熔炼炉熔炼，筛选后的小颗粒（约占干基量的10%）送制砖车间制砖后再进行熔炼。

铜泥烘干工艺流程如下：

预均化：对进厂的铜泥进行均质处理。

配料搅拌：装载机将煤粉、石灰和经预均化后的铜泥分别装入配料仓斗，经电子皮带秤配料。配料后，物料通过皮带机输送至双轴搅拌机进行搅拌。

造粒：经初步混合后的物料通过皮带机输送至滚筒造粒机进行进一步的混合并造粒，得到粒径3-5cm的颗粒。

烘干：将颗粒由皮带输送机喂入烘干机进行烘干。颗粒从烘干机顶部进入，自由落下，物料在窑内的停留时间约12h，烘干机底部台车上点火温度为650℃，中间最高温度为800℃，布料器料面温度为200℃，烟气出口温度为150~180℃。烘干过程中热量主要源于煤粉。烘干主要目的是减少原料中游离水和结晶水。物料经烘干后通过链板输送机输送至料仓，作为下一步筛选使用。

筛选：将烘干后的颗粒通过滚筒筛进行筛选，符合粒径要求的颗粒（大颗粒）进入后续熔炼工艺，不符合要求的颗粒（小颗粒）则去厂内制砖后再进入熔炼工艺。

设备产能匹配性分析：单台Φ3.8*7.0m立式烘干机日处理铜泥200t，企业拟配备4台立式烘干机，全年300天可处理铜泥24万吨。企业实际处理20万吨/a（湿基计），4台立式烘干机可满足处理要求。

2.8.2炉渣浮选工艺

以自产富氧熔炼炉渣为原料采用二段一闭路破碎、一段磨矿、三次粗选、二次精选、一次扫选的浮选生产工艺，选出浮选铜渣作为富氧熔炼炉原料，尾渣外售。工艺过程简述如下：

1、二段一闭路破碎

破碎为二段一闭路流程。第一段选用PEZ2500*1000复摆颚式破碎机，第二段选用PEZ2500-750中型圆锥破碎机，闭路筛分机选用SZZ22700*4500自定中心振动筛。

2、磨矿流程

富氧熔炼炉渣的磨矿分级流程采用一段磨矿分级流程，分级机采用高堰式单螺旋分级机。

3、浮选工艺流程

项目浮选采用硫化钠松油丁黄药作为浮选药剂，采用XSXF8浮选机浮选。

4、过滤

采用过滤机过滤铜渣及尾渣，铜渣回用于富氧熔炼炉制砖工序、尾渣外售水泥厂。

2.8.3制砖工艺说明

低水份铜泥、烘干布袋收尘灰、小颗粒烘干铜泥、小颗粒阳极炉炉渣、小颗粒风管铜泥、富氧熔炼炉回炉烟尘、阳极炉回炉烟尘、浮选铜渣、冶炼炉脱硫渣、石灰以一定的比例，在拌料场进行拌料和混匀，由于铜泥中含有水，加了石灰后，原料中的水与石灰反应生成氢氧化钙，从而增加了铜球的硬度，拌料后的原料运至制砖工序，经振动筛分皮带输送至制砖机制砖，制砖完成后待用。企业加入石灰目的是为利于砖块的粘结成型。制砖后送至铜砖堆棚自然干燥。由于铜泥中含有水分，制砖仅为物理压制过程，工序粉尘产生量较小。

制砖使用的低水份铜泥1.5464万t/a，含水率20%左右。物料中所含水分在制砖时与氧化钙反应生氢氧化钙、或者在晾干和熔炼时蒸发损失，熔炼时蒸发的水份，在湿法脱硫除尘时被冷却下来，最终被脱硫渣带走和蒸发损耗掉。

2.8.4富氧熔炼炉粗炼工艺说明

在富氧熔炼炉熔炼时，含铜原料（造好的铜转、大块烘干铜泥、低品位杂铜、大块阳极炉渣、大块风管铜泥、60%废杂铜）分批次加入富氧熔炼炉中，富氧熔炼炉原、燃料由料斗经提升机提升至炉顶操作平台，直接经过料斗自动加料。焦炭、石英砂、石灰石、造好的铜转在炉顶交替加入（石灰不再另行加入，已经在制砖时拌入铜泥中）；大颗粒烘干铜泥、低品位杂铜、大块阳极炉渣、大块风管铜泥直接加入富氧熔炼炉中。

本项目富氧熔炼炉采用鼓风+氧气（气化后）进行熔炼，由于铜泥冶炼在是还原气氛下进行的，鼓入的氧气浓度不能过高，根据调查，一般以28-30%为宜（若氧气过量，铜会以氧化物的形式进入渣中，会降低铜的回收率，有时甚至会造成局部过热烧穿炉壁），氧气的作用主要是为焦炭燃烧提供氧源，减少空气的鼓入量，从而减少能耗（加热的空气量减少）。

富氧熔炼炉加料口水平设置，上方设有料斗架，放料时松开料车钢绳，原料、燃料会自动卸入加料口，使料口处于封闭状态，炉膛风管从料口下方炉体侧面接入，因侧面抽风，可使料口呈负压状态，可防止炉膛烟气外逸。

熔炼时原燃料在炉内在自重作用下下行，经预热带、还原带，完成冶炼全过程。

富氧熔炼炉熔炼温度1100-1350℃，富氧熔炼炉一般二个半小时出一次铜液，半个小时出一次渣，炉渣采用自然冷却方式冷却（少量炉渣水淬）。

设备产能匹配性分析：项目共设置2台4㎡的富氧熔炼炉，根据资料，富氧熔炼炉的处理能力一般为40-60t/d.㎡（除燃料以外的所有入炉料重量），项目年入炉料（除炭精以外干基计）共计140812/a，折合平均处理能力为58.6t/d.㎡，故项目富氧熔炼炉的生产能力能满足项目生产需求。

本项目富氧熔炼炉技术性能参数如下：

炉床面积：4㎡

炉缸温度：1100-1200℃

床处理能力：160-240t/d

富氧浓度：28-30%

鼓风压力：0.17-0.175MPa

黑铜品位：80-90%，平均85%。

生产的黑铜浇铸后送阳极炉治炼工序。

2.8.5阳极炉精炼工艺说明

1、原料预处理

原料的预处理通常包括挑选分类、解体、打包压块。

1）选分类

挑选分类在原料库进行，以人工为主，剔除杂夹物、铁件、包装塑料等，并可以按外观和成份分类，也可以按块度分类，进行不同的处理。

2）解体

采用手工切割、气割和机械切割等方法把镀铜镶嵌、连接在一起的黑色金属和非金属进行分离解体；大于450mm的块料敲碎、长于500mm的要切断、直径小于25mm的棒及管断成300mm，重量不超过60kg。

3）打包、压块

为了将散装废料方便快速加入炉、提高生产效率，节约燃料消耗，采用打包机，压块机、将解体的废料、散热器、切边残条等打包、压块、使其密度达到2~4.5t/m³。

4）打包物料的储存

打包后物料采用叉车送专门打包料堆场集中储存。

2、阳极精炼

阳极板生产线以废杂铜、富氧熔炼炉黑铜为原料进行生产。

本项目以废杂铜，黑铜块（不以铜精矿为原料，废杂铜原料来自于当地及周边各省地区收购的杂铜）作为原料（如废铜线材、废铜型材及废铜边角料、外单位生产的黑铜等，不对原料进行拆卸、清洗等作业，禁止塑料、橡胶等杂质进入），经阳极炉熔炼生产阳极铜。

进厂废杂铜首先经分拣、打包，包块储存在料库，包块装入料斗，用叉车送往熔炼车间，用地面式加料小车加到阳极炉内，同时电解铜生产线产生的残极也进入阳极炉。整个熔炼过程由加料熔化、氧化、还原、浇铸四个阶段组成。

废铜熔化后，部分杂质在熔化过程中开始氧化及挥发，并且在熔体表面生成炉渣，待铜全部熔化并除去炉渣后，开始用压缩富氧空气通过弯头风管鼓入熔融的铜水中进行氧化造渣。造渣时加入一定量的熔剂石英砂。氧化时间约需5h。

氧化造渣末期需要鼓入压缩空气进行吹氧，其目的有二方面，一是为氧化提供氧气，二是通过压缩空气的强力通入，可对铜液进行搅拌，增加氧气与铜液的接触面积，同时有利于氧化渣上浮到铜液表面。若鼓入纯氧或者是富氧空气，对造成局部过氧，生成铜的氧化物，不但给后续还原工序增加压力，且会降低铜的回收率。因此，在氧化阶段末期不宜使用纯氧或者富氧空气。

氧化主要依靠铜氧化成氧化亚铜并且溶解在熔体内，作为氧化剂将杂质除去，铜的氧化按以下反应进行：

4Cu（液）+O2=2Cu2O

所生成的Cu2O溶解于金属铜内，并与杂质置换：

Cu2O+Me=MeO+2Cu（Me代表杂质）

废铜中硫主要以Cu2S的形态存在，在氧化初期Cu2S氧化缓慢，但在氧化阶段将结束时，则与Cu2O作用并析出二氧化硫气体：

2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑

在氧化末期，虽然熔体中的杂质含量下降了，但氧含量上升为0.6%~1.0%，相当于5%~10%的Cu2O，所以必须进行还原，将氧降至合适的范围内。

3、还原

氧化造渣结束后，扒去铜液表面的渣，除渣彻底以后将还原剂（煤粉）通过弯头风管送入铜液中，使被氧化的铜熔液还原成铜含量在99.0%以上的阳极铜液，在必要的时候还需加入部分柴油以加强炉内的还原气氛。还原后最终含氧量一般控制在0.05~0.2%。还原结束后扒出炉渣。还原作业时停止供应燃料，但继续供燃烧风，加入还原剂保持炉内的还原氛围，除去铜内的氧，并进一步析出二氧化硫。还原时炉膛温度1250~1300℃。还原所需时间约为2h。

4、出铜

还原结束，立即烧开出铜口，阳极铜液经溜槽、中间浇包、定量地浇到圆盘浇铸机上的阳极模模腔内，浇注时需控制铜液温度和阳极板的冷却速度。一般浇铸温度控制在1100~1200℃。阳极铜液凝固后，经捞板机将浇铸机中的阳极板取出，经冷却后，由叉车铲走堆放。阳极板含铜约98.5%。阳极炉治炼过程中产生的高温烟气首先经烟道冷却，烟气温度从1300℃降至220℃以下。烟温降至220℃以下进入炉堂烟气除尘装置，经处理后烟气经50米烟囱排放。

设备产能匹配性分析：项目共设置2台100t的阳极炉，以全年生产300d计，可生产6万吨阳极铜，企业阳极铜生产规模为5万吨/a，故项目配备2台100t阳极炉的生产能力能满足项目生产需求。

2.8.6电解精炼工艺说明

1、电解生产工艺

自产及外购阳极板进入电解车间的阳极校正架校正，校正后的阳极板用行车吊入稀酸泡板槽，洗去板面的氧化皮，经清洗的阳极板装入电解槽，同时装入始极板作为阴极。电解槽中装满流动的硫酸铜溶液，通以直流电进行电解，电解液不断循环，当阴极积铜到一定的周期后，用行车取出阴极板，将阴极板吊到烫铜槽中用95℃的热水煮洗，将电解铜表面的硫酸铜残液煮洗干净后，再由行车将阴极铜吊出槽，抽样化验，检验合格后打包即为可出售的电解铜。煮洗液作为电解补充水，不排放。当阳极经过一定周期后，更换新的阳极板以保证电解的正常进行，取出的残片经冲洗干净表面的阳极泥后，送阳极炉熔炼。

电解反应如下：

阳极反应：Cu-2e-→Cu2+

Me-2e-→Me2+

阴极反应：Cu2++2e-→Cu

2H++2e-→H2

Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属，它们从阳极上溶解进入溶液。

2、电解液的净化

随着电解的进行，阳极中铜不断被溶解的同时其它杂质也被溶解，铜在阴极析出，而Ni2+、Zn2+、As3+、Sb2+等杂质在溶液中会不断聚集和增加，杂质超过一定极限，会影响电解铜的质量。因此，当电解液中杂质升到一定程度时，需定期抽出一定量的电解液进入净液工序，以降低电解液中杂质的含量。

含杂质的电解液首先采样蒸汽加热蒸发浓缩，蒸发的水分冷凝后返回电解工序，溶液中Cu2+浓度达到100～120g/L时，将溶液抽入带夹套的反应釜中搅拌结晶出硫酸铜。硫酸铜经离心机脱水后包装，返回铜电解系统作铜离子补充。结晶母液进入不溶阳极电积铜系统：硫酸铜结晶母液中主要成份是铜和镍，此外还有少量的砷和锑等，其中含铜28~30g/L，采用不溶阳极电积法脱铜、砷等杂质。结晶母液经不溶阳极脱铜后，产出黑铜外售综合利用。含Cu2＋＜0.5g/L的脱铜母液直接加热蒸发，当溶液终点酸度达1000g/L时，蒸发浓缩结束，自然冷却结晶，经自然沉淀后，得到沉淀物为粗制硫酸镍(俗称黄渣)。黄渣经离心机脱水后装袋过磅出售，离心液为废酸(即电解净化母液)，返回铜电解系统配液补配。

电积脱铜用的设备基本上与铜电解相同，阴极仍为铜始极板(也有的用钛阴极)，阳极为含银的铅银合金或含锑合金。

电积脱铜的两极反应为：

阴极：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。

阳极：2OH- -2e-→H2O+1/2O2

由于电积液中铜离子浓度高于杂质浓度，所以电积时，首先在阴极上析出的是铜，当铜离子浓度降到一定程度(低于8g/L)时则杂质砷、锑、铋和铜同时放电，当铜离子进一步降低(降到2g/L)时，除了铜、砷、锑和铋同时放电外，还伴有砷化氢(AsH3)气体析出，当铜、砷离子浓度降到1g/L时，砷化氢产生量急剧增加。AsH3是剧毒物质。在250μL/ L的溶度下，人体持续吸入30min，即可死亡。研究表明，保持电积液中铜离子浓度为2~5g/L时，即可使砷在阴极上大量析出和又能避免产生砷化氢气体。由于各系统铜、酸、砷含量不同。其最佳条件所要求的铜离子浓度范围也略有不同。保持铜、砷离子浓度在最佳脱砷范围内，可通过补充溶液(加辅助液)来实现。国内外的生产实践表明，为避免产生砷化氢，电积液中砷和铜离子浓度的最佳范围为：

As/(g/L)             8            6             2

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

电积法脱铜、砷的技术条件和经济指标为：

电流密度为160~200A/m2，槽电压1.8~2.5V，同极中心距100~130mm，终液含铜和砷量为0.5~1g/L，脱铜电流效率30%~80%，脱砷电流效率10%~20%。

电积过程是除去砷、铋、锑的过程，最后砷进入净液黑铜(黑铜板)，电积方程式：

阴极：

Cu2++2e-→Cu

AsO++ 3e-+2H+ →As+H2O

BiO++3e-+2H+→Bi+H2O

SbO++3e-+2H+→Sb+H2O

2H++2e-→H2

阳极：

2OH--2e-→H2O+1/2O2

主要装置：

特种设备一览表

产品：主要产品为电解铜，年产50000吨；中间产品为黑铜、阳极铜、阳极泥，分别年产47612吨、50000吨、300吨；副产品为冰铜，年产2399吨

主要原料：高水份铜泥、煤粉、废气治理用石灰、活性焦、石灰、部分自产炉渣、硫化钠、松油、丁黄药、低水份铜泥、烘干布袋收尘灰、小颗粒烘干铜泥、小颗粒阳极炉炉渣、小颗粒风管铜泥、富氧熔炼炉回炉烟尘、阳极炉回炉烟尘、浮选铜渣、冶炼炉脱硫渣

、废水处理污泥、石灰、晾干铜砖、大颗粒烘干铜泥、大颗粒阳极炉炉渣、大颗粒风管铜泥、60%废杂铜、石英砂、石灰石、炭精、氧气、黑铜、85%废杂铜、电解残极、黑铁管、泡化碱、镁砂粉、耐火泥、石粉、废活性焦、阳极铜锭、阴极铜、硫酸、明胶、硫脲

、盐酸等

姓名

资质证书号

从业登记编号

项目负责人

段强

S011035000110192001532

027201

项目组成员

段强

S011035000110192001532

027201

邹文斌

S011032000110192001449

024656

周水波

S011044000110192002624

023583

刘冬

S011035000110193001264

035395

报告编制人

段强

S011035000110192001532

027201

刘冬

S011035000110193001264

035395

报告审核人

胡南云

S011035000110201000574

019541

过程控制负责人

尧赛民

1600000000300934

029672

技术负责人

张艳军

1500000000100161

025440

现场开展安全评价工作的人员

时间

主要任务

段强

2023年1月6日

现场勘察、提出评价意见

刘冬

2023年1月6日

现场勘察/现场复查；收集资料、报告编制、过程控制

邹文斌

2023年1月6日

现场勘查、资料收集、报告编制

评价结论

贵溪市元泰环保科技有限公司技术改造项目符合现行安全生产法律、法规和相关标准、规范的要求，在之后的初步设计、施工图设计和建设施工、安装调试及生产运行中，严格执行国家有关安全生产法律、法规和有关标准、规范，合理采纳本报告书中安全对策措施及建议，真正做到安全设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用的安全“三同时”，本工程的危险、有害因素可得到有效控制，风险在可接受范围内，具有一定的本质安全水平，该项目从安全方面分析可行。

报告提交时间

2022年1月9日