阳极炉火法精炼工艺规程
1范围
本标准规定了阳极炉火法精炼的工艺流程、原料质量要求、岗位操作规程、产品质量要求、主要技术经济指标和主要设备。
本标准适用于以粗铜为原料，通过氧化、还原、浇铸生产阳极板的工艺操作过程。 2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。凡不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
YST006—1990 铜冶炼厂工业设计规范（试行）
3工艺流程
阳极炉火法精炼工艺流程见图1。
4基本原理
火法精炼主要包括两个过程：氧化和还原。氧化是利用杂质对氧的亲和力大于铜对氧的亲和力，且杂质氧化物不溶于液态金属铜的原理，通过鼓入N2搅拌，利用粗铜自身含氧将杂质除去。
还原采用混合气（N2+LPG、N2+天燃气），通过氮气增加铜液的搅拌强度，利用LPG或天燃气裂解产生的氢气和一氧化碳将氧化亚铜还原为铜。
主要化学反应为：
氧化：
Cu2O(液)+Me(液)=MeO(液)+2Cu(液)
还原：
Cu2O(液)+H2（气）=2Cu(液)+H2O(气)
Cu2O(液)+CO(气)=2Cu(液)+CO2(气)
透气砖技术：通过在阳极炉炉底增设透气砖装置，氮气从炉体底部鼓入，以增强熔体搅动，进一步改善动力学条件，主要目点及效果：
a）缩短作业时间，提高产品质量，延长风口寿命。
b）降低重油及液化石油汽（LPG）消耗。
c）利于排渣操作，提高炉口寿命。
d）改善环保，进一步降低黑烟排放。
5原料质量要求
5.1粗铜： Cu： 98.5%
S： 0.35
As： 0.21
Pb： 0.06
O2： 0.48
夹渣率： 0.4%
5.2重油：
多西紫杉醇说明书
符合Q/TLYS-JLTY03J004-2008 重油
5.3硫酸钡：BaSO4≥98.0%
5.4液化气：
表1 液化气主要成份
组份 | C2H4 | 粘扣C3H8 | C3H6 | C4H10 | C4H8 | C5 |
% | 2.13 | 20.58 | 27.38 | 20.6 | 27.88 | 1.36 |
| | | | | | |
5.5天燃气：
表2 天燃气主要成份
组份 | C1 | C2 | C3 | iC4 | nC4 | N2 | CO2 | He |
% | 94.7 | 0.55 | 0.08 | 0.01 | 0.01 | 1.92 | 2.71 | 0.02 |
| | | | | | | | |
6岗位操作规程
6.1详细岗位操作规程见《SOP》
6.2阳极炉火法精炼关键控制点
6.2.1透气砖参数控制
a）氮气压力：总管0.6Mpa，分支不小于 0.35Mpa，通常在0.40 Mpa。
b）事故用压缩空气压力：0.6Mpa。
c）流量：根据铜火法精炼不同作业阶段以及各砖所处位置，设定不同的鼓入氮气流量,一般控制在20L/min～150L/min。
d）温度：砖内温度不超过1050℃，砖表温度不超过350℃，否则说明砖消耗过多，必需更换。 6.2.2铜水温度控制。氧化终点铜液温度：1180℃～1200 ℃，还原终点铜液温度： 1220℃～1240 ℃。
a）保证重油畅通，熄火及堵塞时及时用蒸汽吹扫，吹扫后仍堵塞时，则要及时更换油。
b）保证入炉前油压大于0.5 Mpa，过滤器及时清理、疏通。
c）燃烧器冷铜及结垢及时清理。
d）雾化风随油量及时调整，保证良好的雾化效果。
6.2.2.2油量及燃烧风量随作业周期及时调整，避免铜温过高或过低
油量风量： 保温：400 l/h～650 l/h 5000 Nm3/h～9000 Nm3/h
氧化：500 l/h～700 l/h 6000 Nm3/h～11000 Nm3/h
还原：0 l/h～650 l/h 4000 Nm3/h～8000 Nm3/h
6.2.2.3炉内负压随作业周期及时调整，防止冷空气从炉口进入炉内过多，浪费能源，铜温
控制困难
负压：保温：－20 Pa～－50 Pa 氧化：－50 Pa 还原：－50 Pa～－150 Pa
6.2.2.4精炼渣控制好，精炼渣覆盖在铜水表面，传热性能差，热量不易传到铜水中，导致铜水温度过低
a）减少粗铜带渣，要求转炉粗铜终点判断准确，压好渣。
b）阳极炉及时排渣，严禁带渣还原作业。
6.2.3氧化、还原终点判断标准
a）氧化终点：氧化样品表面平整，且略向下凹，呈砖红。
b）还原终点：还原样品表面平整，皱纹细而均匀，中心有油光时。
6.2.4.1模温控制，模温：120℃～200℃。
a）模温检测装置保持完好。
b）喷淋水装置完好，喷嘴堵塞及时疏通，损坏及时修复，以保证喷淋效果。
c）喷淋水入口水压大于0.6 Mpa
d）喷淋水开启严格按操作规程执行，即第一圈至第三圈浇铸时，只开顶部少量冷却水，之后调节底部和侧面水量，确保阳极板及模温在正常情况下。
e）保证喷涂效果，要求喷涂均匀，喷涂液按规定配比：100L（H20）：25kg（Bas04）：1L（水玻璃）。
6.2.4.2铜模变形、开裂及模况控制
a）保证铸模质量，模面平整。
b）选择合适的铜模厚度，一般控制在280 mm左右。
c）铜模背面增加“驼背”，增强铜模抗变形能力。
d）铜模表面增加加强筋，有效缓解热应力过度集中，导致铜模开裂。
e）模面细小裂纹，及是用大锤打平。
f）尽量减少粘模及顶杆灌死。
g）出铜前铜模及时调平，坏模及时更换。
6.2.5 阳极板质量（物理规格）控制
a）控制好铜水温度。
b）保证浇铸设备完好，定时校验。
c）保证浇铸包、中间包砌筑质量及铜水装载量。
d）包嘴冷铜及时清理，不要在浇铸包正在浇铸时清理包嘴冷铜。
e）浇铸时浇铸包不得过量程。
f）及时开启冷却水，控制好冷却水量，控制阳极板离开铜模时温度约700℃，防止预顶起、顶起时，阳极板变形。
g）保证喷涂效果，防止粘模。
h）板面捣打料及时清理。
i）铜模及时调平、坏模及时更换。
j）铜模顶杆及时捶打或更换，防止漏铜及顶杆灌铜。
7产品质量要求
7.1阳极板
7.1.1物理规格
a）阳极板重量不得超出或低于计划重量10Kg。
bjumper2）阳极板上任意一处的厚度不得超出或低于计划厚度5mm。
c）两耳长度方向的端头，相距在1300±10mm之内。
d）不得有高出阳极板表面10mm的飞边、毛刺和鼓包等。
e）阳极板板面弯曲不大于10mm。
f）阳极板表面歪斜不大于6mm。
g）阳极板表面不得有明显的耐火料和夹渣。
h）密集气孔的区域面积不大于阳极板单面面积的2%。
7.1.2化学成份
a）Cu： 99.5%
b）S： 0.005
c）As： 0.1
d）O2： 1200～2000ppm
e）Pb： 300～800 ppm
跟刀架8主要技术经济指标工艺控制参数
8.1主要技术经济指标
a）处理粗铜量 1753.2 t
b）阳极板产量 1598.04 t
c）操作周期 13.95 h
d）阳极板单重 380 Kg
e）重油单耗 16.0 Kg/t-阳极
f）还原液化气单耗 2.8 Kg/t-阳极
g）还原天然气单耗 5.0 Nm3/t-阳极
h）阳极板合格率 98 %
8.2主要工艺控制参数
8.2.1氧化
空气压力 320～410 Kpa
空气流量 ≮600 Nm3/h
重油流量 500～700 l/h
燃烧风量 6000～11000 Nm3/h
氮气流量 ≮600 Nm3/h
氮气压力 320～410 Kpa
8.2.2还原
液化气压力 320～410 Kpa
液化气流量 250～400 Nm3/h
重油流量 0～450 l/h
燃烧风量 4000～8000 Nm3/h
氮气流量 250～400 Nm3/h
天燃气流量 500～700 Nm3/h
天燃气压力 350～400 Kpa
8.2.3保温
重油流量 450～650 l/h
燃烧风量 6000～10000 Nm3/h
8.2.4阳极炉烟气出口温度 1350～1450 ℃
8.2.5排烟风机入口温度 300～350 ℃
8.2.6阳极炉炉口水套冷却水流量 80～100 t/h
进口水温度 25～35 ℃
出口水温度 35～45 ℃
8.2.7氧化终点铜液温度 1180～1200 ℃
8.2.8还原终点铜液温度 1220～1240 ℃
8.2.9冷却塔 进塔水温 60 ℃
出塔水温 38 ℃
8.2.10油泵出口压力 0.9 Mpa
8.2.11模温 120～200 ℃，
9主要设备
表3 主要设备
序号 | 设备名称 | 数量 | 规格型号及主要参数 | 备注 |
1 | 阳极炉 | 3 | Φ4.3×13m 440T钢壳厚50㎜，主电机：90 Kw,事故电机：13 Kw直流电机；快倾：0.59r/min.慢倾：0.026～0.052 r/min，回转式内砌砖。 耐火砖：半再结合镁铬砖 1）、I－E 220×150×86/65mm 2）、C 350×148×79/65mm矩阵键盘程序 3）、L 350×222×79/65mm 4）、I－A1 425×111.4×104.2mm 5）、I－A2 425×157/111.4×146.9/104.2mm 6）、I－D 弧形砖 7）、I－C 取样孔砖,异形砖 8）、I－B 烧嘴孔砖,异形砖 9）、I－1、I－2、I－3 氧化还原风口砖,异形砖 10）、D－1、D－2 出铜口砖,异形砖 11）、I－M、I－N 炉口砖,异形砖 | |
2 | 燃烧室 | 3 | L×B×H=2794×4434×8356㎜ 钢板厚12㎜，T＝1350℃，内衬捣打料 | |
3 | 园盘浇铸机 | 1 | Q＝85t/h 28模单园盘,Φ＝16.6m， | |
3.1 | 驱动电机 | 1 | N=18.5Kw | |
3.2 | 喷淋风机 | 1 | Q=40000m3/h P=2000Pa N=55Kw 介质：水蒸汽 T＝100℃， | |
3.3 | 提取机 19rrr | 2 | Q＝450Kg 转角：240～2650 | |
3.4 | 水槽 | 2 | L×W×H=5000×1880×16500㎜ 水温：70～80℃， | |
3.5 | 液压站 | 1 | Q=140L/min P=130bar N=3×37 Kw | |
3.6 | 铜模 | 28 | L×W×H=1350×1300×2800㎜ 重约3T | |
4 | 园盘浇铸机 | 1 | Q＝110t/h M18双园盘 Φ＝10m | |
4.1 | 驱动电机 | 4 | N=4 Kw无刷交流伺服电机 | |
| | | | |
表3（续）
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