卡爾多爐處理廢雜銅技術(shù)

1、卡爾多爐處理廢雜銅技術(shù)波立登公司的卡爾多(Kaldo)技術(shù)是氧氣冶金在頂吹轉(zhuǎn)爐上的一種應(yīng)用.這種技術(shù)已被成功地用來冶煉銅精礦、廢雜銅、陽極泥和廢雜金等。眾所周知，通過處理低品位廢雜銅來生產(chǎn)粗銅或銅合金是一個非常有利可圖的行業(yè)。低品位廢雜銅來源廣泛，價格低廉。如果能夠滿足環(huán)保的要求，處理這種原料生產(chǎn)成本很低。實踐亦證明，冶煉各種低品位廢雜銅的利潤確實比處理銅精礦和高品位廢雜銅都高。同時，在處理廢雜銅過程中，還會得到很多貴金屬，使得利潤率進一步提高。瑞典波立登公司的卡爾多爐（Kaldo）技術(shù)就是為了滿足廠家追求最大利潤的要求，又能同時滿足嚴格的環(huán)保法規(guī)要求而研發(fā)的。1、 卡爾多技術(shù)的發(fā)展歷史197

2、6年第一臺卡爾多設(shè)備在瑞典北部的波立登公司ROmmskar 冶煉廠投入使用。最初利用這臺設(shè)備處理含鉛粉塵，現(xiàn)在用它處理鉛精礦和廢雜銅。波立登公司在應(yīng)用卡度爐處理廢雜銅的過程中，發(fā)現(xiàn)它是處理低品位廢銅最有競爭力的技術(shù)，經(jīng)濟效益很好。后來這種技術(shù)很快推廣到其它國家的許多具有不同生產(chǎn)能力的冶煉廠處理各種物料，例如還可以有效地處理廢鉛電池以生產(chǎn)再生鉛。1992年意大利威尼斯附近的Nuova Samim 銅冶煉廠利用波立登的卡爾多技術(shù)處理低品位廢雜銅，年產(chǎn)25000噸粗銅。同年，伊朗鉛鋅總公司在Zanjan又采用卡爾多爐建立了一個鉛冶煉廠，處理氧化鉛精礦，年產(chǎn)41000噸鉛。1993年波蘭 KGHM銅業(yè)

3、公司在Glogow 建立了一個貴金屬廠處理陽極泥，采用2m3的卡爾多爐年產(chǎn)1000噸銀。俄羅斯的Kasimov 利用卡爾多技術(shù)處理廢雜銅和廢舊電子元件。印度SWIL銅業(yè)公司2000年引進波立登技術(shù)11m3的卡爾多爐處理廢雜銅，年產(chǎn)銅60000噸。2、 卡爾多爐處理廢雜銅的工藝過程卡爾多爐可以處理含銅在30%以上的廢銅原料，原料主要可分成下列4類：金屬類，低揮發(fā)分：如1號或2號雜銅，鐵銅合金等金屬類，高揮發(fā)分：如黃銅屑和青銅屑、汽車散熱器、小塊銅等非金屬類，低揮發(fā)分：銅渣、陽極爐精煉渣非金屬類，低揮發(fā)分：黃銅和青銅的氧化皮、碎屑或青銅渣各種廢料，如銅電線、電纜等含有機物的廢雜銅原料可直接加料進爐

4、冶煉，不用預(yù)處理。用卡爾多爐處理廢雜銅的主要可分成5個工藝步驟，即加料、熔煉、出渣和造粒、精煉、出銅或銅合金。配料對工藝的經(jīng)濟性影響很大，原料中的金屬、氧化物、揮發(fā)分等要進行很好的平衡。通常廢雜銅原料中的鐵作為氧化物的還原劑，硅作為熔劑。向卡爾多爐中加料通過一個翻斗車（201）來完成，不需要對原料進行預(yù)處理。但要避免直接向爐內(nèi)加入水和油。加料結(jié)束后，氧油噴槍（103）插入爐內(nèi)進行熔煉。開始時，卡爾多爐先以慢速不停地旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為1rpm，并不斷加快，最后達到5rpm左右。氧油噴槍先以中型火焰進行燃燒，如果原料中有塑料等有機物，這時即開始燃燒。隨后自動改變噴槍的氧油化，火焰變?yōu)楦哐趸癄顟B(tài)，部分有機

5、物揮發(fā)并與空氣一起燃燒，在揮發(fā)燃燒過程中，被吸入直升煙道。由于煙道內(nèi)吸入了更多的空氣，最終所有塑料和有機物在直升煙道內(nèi)完全燃燒。為了防止有害化合物的形成，直升煙道內(nèi)的溫度維持在800-9000C。爐內(nèi)的金屬隨著爐內(nèi)溫度的升高開始熔化。為了降低操作成本，爐內(nèi)溫度保持在12500C以下。待熔煉階段（約1.5小時）完成后，開始出渣，這時惰性渣中含有少于0.5%的銅。出來的渣可以進行水淬造粒。爐內(nèi)形成的黑銅接下來進行精煉，這時向爐內(nèi)吹入壓縮空氣，同時卡爾多爐以15rpm的速度旋轉(zhuǎn)。在精煉過程中，F(xiàn)e和Zn首先被除去，將黑銅轉(zhuǎn)變成銅合金（炮銅），進一步精煉除去Pb和Sn，以形成粗銅。精煉階段得到的富銅渣

6、轉(zhuǎn)入下一批料中循環(huán)處理。然后將形成的粗銅從爐內(nèi)倒入銅包去進行鑄錠。一個周期的全部時間為4-6小時。生產(chǎn)規(guī)模取決于卡爾多爐的容積大小。全部操作都在控制室進行遙控。卡爾多爐處理廢雜銅實際上最終得到三種可供銷售的產(chǎn)品，即粗銅、ZnO塵和?；?。3、 主要設(shè)備卡爾多爐處理廢雜銅主要包括加料設(shè)備、卡爾多爐、集煙罩和除塵系統(tǒng)、環(huán)保煙罩以及其它輔助設(shè)備，如渣粒化設(shè)備和銅包等?？柖酄t卡爾多爐包括爐子本身（100）和兩個噴槍，一個為氧氣和燃油噴槍（103），另一個為精煉噴槍（104）。這兩個噴槍都是水冷的并可耐高溫。水冷系統(tǒng)設(shè)有安全保護裝置?？柖酄t是一個襯有耐火磚的鋼制容器。在電機的驅(qū)動下，它可以小于20r

7、pm的速度轉(zhuǎn)動。它還可以進行3600的仰俯，操作者可根據(jù)需要選擇合適的角度進行裝料、熔煉或出銅和出渣?？柖酄t冶煉作業(yè)時，與水平成280角轉(zhuǎn)動，這是為了利用它在傾斜轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的攪動作用。耐火材料采用抗渣粘結(jié)能力強的鉻鎂磚。一般砌兩層，起安全保險作用的一層靠近鋼外殼，內(nèi)層為作業(yè)層。這樣保證在冶煉過程中萬一耐火磚損壞，不致影響爐體的鋼殼而傷及設(shè)備。氧油噴槍可沿托架在液壓馬達的驅(qū)動下移出或移入爐內(nèi)，驅(qū)動系統(tǒng)中的液壓蓄有器可保證萬一停電或動力消失時，噴槍仍能移出卡爾多爐。噴槍是用水進行冷卻的，因而可承受爐內(nèi)的高溫。冷卻系統(tǒng)中的安全裝置可在萬一出現(xiàn)冷卻水泄漏時立即切斷供水。煉好的粗銅和熔渣被直接倒到不同

8、的拾包里。集煙罩和除塵系統(tǒng)如果廢料中含有塑料，它們的大部分將在集煙罩（101）內(nèi)燃燒。水冷的集煙罩緊扣卡度爐的加料口，但其間隙足以吸入適量的空氣保證含有CO和碳氫化合物的離爐煙氣在集煙罩內(nèi)燃燒，集煙罩內(nèi)的溫度能保持在800-9000C，以防止生成有害的化合物。集煙罩內(nèi)襯有防腐蝕的耐火磚。其頂部設(shè)有緊急煙氣出口。經(jīng)過充分燃燒后的煙氣經(jīng)文丘里進行冷卻和除塵。文丘里工作時具有較大的壓降，以保證較高的除塵效率。收集到的粉塵變成泥漿送到濃縮機?？柖酄t環(huán)保煙罩整個卡爾多爐都用環(huán)保煙罩（150）罩住。冶煉過程產(chǎn)生的粉塵都被風(fēng)機抽出煙罩送到袋式過濾器除塵凈化，然后才排到煙囪。因此，卡爾多爐冶煉時，工作環(huán)境和

9、周圍環(huán)境都是清潔的。所以，卡爾多爐處理廢雜銅能滿足最嚴格的環(huán)保法要求。4、生產(chǎn)指標下表舉例給出了不同大小的卡爾多爐的生產(chǎn)規(guī)模及經(jīng)濟技術(shù)指標?？柖酄t工作容積，m3 1 2 4 6加料量廢雜銅平均品位40-50%，噸/年 10000 20000 40000 60000每年運行天數(shù) 320 320 320 320循環(huán)時間，小時 6 6 6 6循環(huán)數(shù)/每天 4 4 4 4循環(huán)數(shù)/每年 1280 1280 1280 1280粗銅生產(chǎn)量，噸/年 4500 10000 20000 24-30000渣量，噸/年 4500 8000 16000 24000塵，噸/年 1000 2000 4000 6000消耗

10、量油或天然氣，m3/年 750 1250 1950 2600氧化，百萬m3/年 1.7 2.9 4.5 6電，MWh/年 1800 3200 5000 6700SiO2，噸/年 240 500 1000 1500耐火磚，噸/年 70 120 250 3805、 舉例：一個年產(chǎn)2萬噸粗銅的卡爾多廠的物料平衡（噸/年）進料 重量（噸） Cu Ni Fe Pb Zn Sn SiO2 CaO Al2O3碎電線 8000 7760（97%）電機 5000 1250（25%） 3500(70%) 50(1%) 7375(50%)黃銅渣 5000 1500（30%） 100(2%) 150(3%) 100(

11、2%) 1000(20%) 50(1%) 100(2%)銅渣 10000 2000（20%） 2000(20%) 400(4%) 500(5%) 2000(20%) 100(10%) 500(5%)低品位廢料 3000 600（20%） 150(5%) 30(1%) 600(20%) 300(10%) 150(5%)廢散熱器 12000 7800（65%） 120(1%) 840(7%) 1440(12%) 480(4%) 120(1%)石英石 3000 2850(95%) 30(1%) 30(1%)合計 46000 20910（45.5%） 100(0.22%) 5920(12.9%) 1340(2.9%) 3020(6.6%) 530(1.1%) 5450(11.8%) 430(0.9%) 750(1.6%)出料金屬 20870 20750(99.4%) 60(0.29%) 0 60(0.29%) 0 20(0.1%)渣 17000 80(0.47%) 40(0.24%) 5920(34.8%) 80(0.47%) 1220(7.18%) 80(0.47%) 5450(32%) 430(2.5%) 750(4.4%)塵 4000 80(2%) 1200(30%) 1