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盘点再生铜的冶炼工艺有多少种?
发表时间:2018-12-2 9:53:03

    一、再生铜冶炼工艺

    再生铜处理工艺取决于原料,约2/3的高品位铜废料不需要熔炼处理而直接用于铜产品生产,1/3的废杂铜需要熔炼处理。目前国内外回收利用废杂铜的方法很多,主要可分为两大类:第一类是将高质量的废杂铜直接冶炼成紫精铜或铜合金后供用户使用,称作直接利用;第二类是将废杂铜冶炼成阳极板后经电解精炼成电解铜后供用户使用,称为间接利用。其中,第二类方法根据原料分为高品位和低品位,从冶炼工艺上分为一段、二段和三段法冶炼。

    一段法:铜品位>98%的紫杂铜、黄杂铜、电解残极等直接加入精炼炉内精炼成阳极,再电解生产阴极铜。

    二段法:废杂铜在熔炼炉内先熔化,吹炼成粗铜,再经过精炼炉—电解精炼,产出阴极铜。

    三段法:废杂铜及含铜废料经鼓风炉(或ISA炉、TBRC炉、卡尔多炉等)熔炼—转炉吹炼—阳极精炼—电解,产出阴极铜。原料品位可以低至含铜1%。

    三段法原料综合利用率高,产出的烟尘成分简单、容易处理,粗铜品位较高,精炼炉操作比较容易,设备生产率也比较高等优点,但又有过程复杂、设备多、投资大且燃料消耗多等缺点。因而,再生铜的冶炼一般采用两段法与三段法相结合的工艺流程,此法有利于降低能耗并提高有价金属的综合回收利用。

    二、主要冶炼工艺介绍

    1、北德精炼凯撒冶炼厂凯撒回收再生系统(KRS)

    北德精炼凯撒冶炼厂是目前世界上最大最先进的再生铜精炼厂。凯撒冶炼厂用1台ISA炉取代3台鼓风炉和1台PS转炉,处理含铜1%~80%的残渣和杂铜;ISA炉间断地进行熔炼和吹炼,含铜残渣和杂铜,先在ISA炉中进行还原熔炼,产出黑铜和硅酸盐炉渣,黑铜继续吹炼,产出含铜95%的粗铜。

    2、奥地利MontanwerkeBrixlegg冶炼厂鼓风炉-转炉-反射炉工艺

    MontanwerkeBrixlegg冶炼厂是奥地利唯一的铜冶炼厂,原料为废杂铜,含铜在15%~99%。生产工艺由鼓风炉、PS转炉、固定式阳极炉及电解组成,是典型的三段法。

    该工艺的特点是:不同品位的残渣和紫杂铜用不同的工艺流程生产不同的产品。含铜15%~70%的残渣原料先进鼓风炉,用焦炭还原生产出黑铜,再进转炉生产出粗铜;含铜75%以上的黑铜和铜合金直接进转炉,生产出含铜96%以上的粗铜进阳极炉精炼;含铜品位较高的杂铜、粗铜则直接进阳极炉精炼;而含铜品位更高的光亮铜则无需冶炼处理,直接加入感应电炉生产铜材,对原料的适应性很强。

    3、比利时Metallo-Chimique冶炼厂氧气顶吹旋转转炉(TBRC)冶炼工艺

    Metallo-Chimique冶炼厂的TBRC炉对原料的适应性强,处理的原料非常杂,品种很多。主要原料为含铜25%~30%的工业残渣、各种铜合金(黄铜、青铜等)、废旧电机、海绵铜、电缆、各种品位的杂铜等等,尤以处理含铜、铅、锡的低品位工业残渣、铜合金、难处理的杂铜为主。

    4、卡尔多炉处理低品位废杂铜

    卡尔多炉处理低品位废铜是一种先进的熔炼技术,主要体现在金属回收率高和环境效益好等方面,可以处理含铜15%-99%的废杂铜,适应性强,物料不用预处理,可以直接入炉,可以控制氧化和还原气氛。处理低品位废杂铜分加料、熔炼、放渣、吹炼、出铜5个步骤,在一台炉内分阶段完成,粗铜品位可达到96%。其反应过程通常用废杂铜原料中的铁作为还原剂,添加石英石熔剂。卡尔多炉处理废杂铜工艺是国外二段法处理废杂铜的一种先进工艺,国内大型冶炼厂,如江西铜业也引进该方法处理废杂铜。

    5、NGL炉精炼废杂铜工艺

    针对现有废杂铜处理技术的不足,中国瑞林工程技术有限公司研发了“NGL”炉废杂铜火法精炼工艺。

    NGL炉是结合倾动炉和回转式阳极炉的优点而开发的,侧面有大的加料门和渣门,另一侧有氧化还原口和透气砖,炉体可在一定角度内转动。“NGL炉精炼废杂铜成套工艺及装备”首次在废杂铜精炼工艺中采用了氮气搅动技术,有效强化了精炼过程的传质传热,提高了生产效率。该工艺采用氧气卷吸燃烧的方式供热,大大提高了热效率,缩短了生产周期,使排出的烟气量减少了65%以上。

    NGL炉精炼废杂铜成套工艺及装备于2010年开始,分别在山东金升集团东部铜业有限公司和广西有色集团再生金属有限公司进行了大规模的工业化应用,其4套250吨的NGL炉系统均于2012年投产。

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