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方圆两步炼铜技术:达到国际领先 加快推广应用

  时间:2017-10-10

  9月29日,中国有色金属工业协会组织的“方圆两步炼铜产业化开发与应用项目”科技成果评价会在东营召开。由中国工程院院士、北京有色金属研究总院高级工程师张国成任组长,全国工程设计大师、中国瑞林工程技术有限公司总工程师姚素平任副组长的成果评价委员会,认真听取了崔志祥董事长、王智总工程师关于项目产业化运行两年来的生产运行情况及技术创新点汇报,充分考察了项目生产现场,并重点就“方圆两步炼铜”的工艺特点和技术优势展开了质询交流。

  方圆两步炼铜产业化开发与应用项目采用方圆公司自主研发的两步炼铜工艺及装备,于2015年10月建成投产,设计年处理多金属矿料150万吨,当前已达到年产阳极铜40万吨的规模,是世界上单体系铜冶炼项目中流程最短,产能最大,最高效、节能、清洁、安全的生产线之一。项目主要装备为一台多元炉搭配两台火精炉,火精炉产出的阳极铜直接浇铸成板。项目搭建起了自动化操控系统,实现了全流程平衡搭配。该技术设计流程短,清洁高效,多金属综合回收,投资成本和运营成本较其他炼铜工艺均有较大优势。运行两年来,经过不断调试、完善,目前各项参数已完全达到设计目标,处于稳定运行状态。

  张国成院士指出,两步炼铜技术将熔炼、吹炼、精炼三段工序缩减为多元炉熔炼和火精炉精炼两段工序,工艺流程短,炼铜过程连续,解决了当前炼铜过程中的多项技术难题,进一步改进了我国当前的炼铜工艺,工艺技术指标先进,环保效果好,是我国自主创新的现代新型铜冶炼工艺。

  姚素平大师指出,对于方圆两步炼铜技术,随着对它的了解越来越深入,我的态度也从开始的质疑到现在的欣赏,有了很大转变。从工艺本身讲,短流程与连续性是最重要的工艺创新。两步炼铜技术减少了现有铜冶炼工艺中吹炼到精炼长时间的过程,使吹炼和精炼在同一炉内完成,无缝过渡,解决了粗铜到阳极铜的物相转换与热平衡的问题。两台吹炼炉交替作业,确保了工艺的连续性,解决了烟气量so2浓度叠加问题,使so2浓度稳定,为制酸系统提供了有利条件。两步炼铜技术兼具短流程与连续性的优势,这是任何铜冶炼工艺都无法比拟的。

  其他专家也从各自领域出发,结合相关技术资料,对该技术在原创性和产业化方面取得的突破性成果给予了高度评价。

  专家组成员、金隆铜业有限公司教授级高工、总经理宋修明:这个项目做得非常好!最重要的就是工艺创新。其他工艺不管怎么先进,都是三大过程,熔炼、吹炼和精炼,而方圆的这个工艺实现了“三步变两步”。装备创新方面,炉子也都不是简单的底吹炉,方圆公司做了大量工作——不是改动,也不是优化,而是创新。从上到下,从进到出,创新研制了多元炉、火精炉以及特殊结构的喷枪。要实现两步炼铜,重点在喷枪的准确切换,我认为这项技术真正做到了智能定量切换。这项技术具有流程短、能耗低、投资省、环保条件好、运行成本低等优势,最大特点是原料适应性强,不需干燥,不需精细的制备原料,备料简单。

  专家组成员、东北大学材料科学与冶金学院院长张廷安教授:

  创新工作做得很好!最大的亮点就是工艺创新,将当前的熔炼、吹炼、精炼三步炼铜过程缩减为两步炼铜,从技术指标对比中可以看出这项技术的先进性……并且研发了集多项功能于一体的多元炉和火精炉。

  专家组成员、北京科技大学教授王成彦:这项技术的创新性最主要地体现在三个方面,即理论创新、工艺创新和装备创新。工艺创新表现在熔炼过程中采用高铁硅比渣型,这在炼铜工艺中是很少采用的。吹炼过程中,像双闪法、三菱法采用的是钙系渣,而火精炉吹炼采用硅系渣,渣量少,SiO₂加入量少,且不会产生泡沫渣,解决了吹炼过程中炉衬损耗问题。

  专家组经充分讨论,一致表示:从理论到实践,再从实践到理论,方圆公司经过不断探索得以实现项目的产业化,两年多来的生产实践使该项目整体工艺进一步优化,技术大幅提升,各项技术指标均达到或超过了设计值。最终,专家组一致认定:

  该技术是我国自主创新的现代新型铜冶炼工艺,拥有完全自主知识产权。成功研发了两步炼铜新工艺和成套装备,工艺流程短,实现了炼铜过程的连续化作业,解决了当前炼铜过程中的多项技术难题,进一步改进了我国当前的炼铜工艺,工艺技术指标先进,环保效果好,原料适应性强,多金属捕集率高,各项指标优于同类技术,整体技术达到国际领先水平。建议加快推广应用。