成果名称

复杂难处理铜精矿高效短流程冶炼清洁生产关键技术与应用

完成单位

易门铜业有限公司、昆明理工大学、中国瑞林工程技术股份有限公司

完成人员

王冲、张体富、孔德颂、杨应宝、王仕博、戚永辉、陈全坤、孔祥玉、张万勇、陈志刚、李建福

评价单位

中科合创（北京）科技成果评价中心

评价日期

2020年6月27日

成果简介

铜精矿日趋低粗杂化，铅、锌、砷、镁、铝含量高，铜含量低，冶炼的能源及环境代价大、作业率低。针对上述问题，易门铜业有限公司开展了复杂难处理铜精矿高效短流程冶炼、制酸及余热回收一体化技术的研发与应用，取得了如下创新成果：
      1、自主研发了二元模型化多级混料与栅栏式富氧强化喷吹系统相耦合的难处理铜精矿高效短流程冶炼技术。针对低、杂、粗原料结构现状，研发了与难处理铜精矿复杂波动成分相匹配的“元素+物相”的二元配料模型以及“堆式+仓式”的多级二元混料方法，在来料复杂多变的前提下，实现了入炉物料成分的稳定配比，扩大了底部强化熔炼炉的原料适应范围；研发的栅栏式富氧强化喷吹系统，与二元多级混料技术相耦合，实现了底部强化熔炼炉运行周期的大幅度提升；研发了集熔炼与沉降贫化于一体的三托辊支撑新型底吹熔炼炉，建成了国内首座三托辊支撑底部强化熔炼炉，取消了贫化电炉，并针对底部强化熔炼炉产出73%以上的高品位冰铜，研发了转炉高品位冰铜一步吹炼技术，冰铜直接进入造铜期富氧吹炼产出粗铜，实现了高效短流程冶炼。
      2、研发了高浓度铜冶炼烟气动态分级转化制酸及微浓度杂散烟气三塔协同脱硫资源化利用技术。针对短流程大产能难处理铜原料冶炼技术产出的烟气浓度高、气浓气量波动大的特点，研发了动态分级转化制酸技术，解决了原有两转两吸制酸技术不能直接利用高浓度烟气制酸及难以应对烟气状态波动的技术难题；研发的微浓度杂散烟气三塔协同脱硫资源化利用技术，提高了脱硫剂双氧水的利用效率，SO₂尾气排放含量＜200mg/m³，实现了尾气超净排放。
      3、研发了多品位余热梯级提质高效发电技术。针对以上熔炼、吹炼及制酸流程所产生的不同品位的烟气余热分散、利用率低的难题，集合了熔炼余热锅炉、吹炼炉水冷烟罩、吹炼余热锅炉、硫酸预转化段、硫酸主转化段五部分余热，利用不同品位的蒸汽吸收不同品位、不同区域的余热进行梯级提质，吨蒸汽发电量达到210kWh/t蒸汽以上，吨蒸汽节能21.45kgce/t，实现了余热高效清洁回收利用。
      以上核心技术整体运用于易门铜业有限公司，产业化实施两年（2018~2019年），经济效益和社会效益显著。 在项目研发和产业化实施过程中，铜冶金技术团队入选云南省创新团队，培养高级工程师等工程技术人才103人，申请专利18件并获得授权专利14件，该项目整体技术达到国际先进水平，其中高杂低铜原料短流程冶炼技术属于国际领先水平，推动了我国铜冶炼行业的科技进步。