现代的火法炼铜生产流程分为四个工序:
熔炼:用熔炼炉将含铜27%左右的铜精矿混合物进行富氧熔炼, 得到含铜70%左右的铜锍。铜熔炼的方法比较多, 用闪速熔炼法对铜精矿混合物进行熔炼的炉子被称为闪速熔炼炉。
吹炼:用吹炼炉将含铜70%左右的铜锍进行富氧吹炼, 得到含铜98.5%左右的粗铜。以前大多用 PS 转炉对铜锍进行吹炼, 现多用闪速炉进行吹炼, 故该炉称之为闪速吹炼炉。
精炼:用回转阳极炉将含铜98.5%左右的粗铜进行精炼, 得到含铜99.5%左右的阳极铜。
电解:将含铜99.5%左右的阳极板和阴极板一起放到装满电解液的电解槽里进行电解, 从阴极就可以得到含铜99.99%左右的阴极铜, 又称为“电解铜”, 简称“电铜”。
熔炼工序、吹炼工序、精炼工序都是火法生产(熔炼三大炉), 放在一个生产单位容易管理, 通常称该单位为“熔炼车间”; 电解工序是湿法生产, 若放在熔炼车间则不好管理, 故另外成立一个“电解车间”; 冶炼过程会产生大量SO2烟气, 为了处理回收这些冶炼烟气, 又成立一个“硫酸车间”; 由于熔炼时会产生大量的炉渣, 炉渣中还含有很多铜, 为了回收这些宝贵的铜资源, 又成立一个“选矿车间”; 由于铜矿除含有铜、硫等元素外, 还伴生有金、银、铂、钯等贵重金属元素和其他一些杂质元素, 为了回收这些贵重金属, 又成立一个“金银车间”; 由于现在都采用富氧熔炼和富氧吹炼, 生产过程需要大量的氧气, 又成立一个“制氧车间”; 由于冶炼过程需要大量的风、气、水、电及各种能源, 为了管理方便, 又成立一个“动力车间”, 将这些设备全部划归为动力车间管理。
综上所述, 一个闪速炼铜厂至少有熔炼、硫酸、选矿、电解、金银、制氧、动力等生产车间。当然, 还有一些辅助车间和机关单位。
刚参加工作的新职工对铜冶炼不很熟悉, 无法很好地自学, 若有一本这方面的参考资料, 对他们的学习、成长和工作都是非常有利的。本人长期从事铜冶炼行业自动控制方面的工作, 先后在三个铜冶炼厂工作过, 至今已有40年, 积累了一些经验, 现将平时给职工进行培训的资料进行总结、整理, 编辑成本书——《闪速炼铜工艺与控制》。在这本书中, 按照上述七个生产车间的顺序(包括各车间内部的生产工艺顺序), 也就是根据闪速炉炼铜生产工艺流程的顺序, 分章进行介绍。
每个车间的内容为一章, 车间内每个工序(也称子项)是一节, 每节介绍的内容包括:工序功能、带检测点的工艺流程图(P&I图)、工序设备、主要设备介绍、工艺描述、控制系统、联锁逻辑等。在文章的附录部分, 还介绍了自动控制的一些基础知识。
本书对铜冶炼行业生产一线的操作工人、仪表维修人员都有重要的参考价值, 尤其是对刚参加工作的新职工, 通过自学将会得到事半功倍的效果, 对新建的铜冶炼厂将有更大的好处, 会给他们的培训工作提供极大的方便。本书的读者是铜冶炼行业的操作工人及机、电、仪维修人员, 也可以作为铜冶炼专业大专院校学生的参考书。
本书在编辑过程中得到了南昌有色冶金设计研究院、贵溪冶炼厂等单位有关人员的大力协助, 在此向他们表示衷心的感谢!
但愿此书的出版能为我国铜冶炼行业的发展壮大贡献一点微薄之力。
由于作者水平有限, 书中难免有叙述不清、解释不明之处, 甚至还有一些错误的地方, 敬请各位读者批评指正。
杨国才
