Kaldo工艺处理铜阳极泥的金属平衡计算
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DCS在卡尔多炉处理阳极泥过程控制的应用0概述卡尔多炉是一个既可以前后倾转又可以绕炉子中心轴线转动的冶炼炉,它是目前世界上技术先进的富氧顶吹法冶炼铅、铜、阳极泥及贵重金属的装备之一,具有节能、工艺流程短、自动化程度高,综合回收率高、能够满足当前严格的环保要求等优点。
卡尔多炉处理铜电解阳极泥技术,是某稀贵金属公司于2007年Outotec公司引进。
了解工艺,熟悉它的典型控制回路和连锁点,便能更快得消化和掌握卡尔多炉控制策略,从而为设计、安装调试该控制系统赢得时间。
1工艺介绍整个工艺主要流程为如图1所示。
其主要工艺流程有:常压浸出、压力浸出、干燥、熔炼、烟气净化、硒回收工序等工序。
常压浸出工序:浸出始液制备后,在搅拌的条件下,向浸出槽加入阳极泥。
泥浆加热至约80-85℃,并通过浸没式管道通入氧气。
浸出完成后,使阳极泥沉积一段时间。
过滤槽内的溶液用压滤机进行过滤,滤液收集到缓冲槽。
压力浸出工序:常压浸出后阳极泥浆泵入反应釜,然后用高压蒸汽加热阳极泥浆,此时压力大约为200kPa。
冲洗后,关闭所有的阀门,并通氧直到反应釜压力达到860kPa时,自动停止供氧。
通过冷凝器,将蒸汽放出,将阳极泥冷却,送入缓冲槽并进一步冷却至99.5%的粗硒。
一次沉积的滤液重复前面工序,二次沉积,二次沉硒返回卡尔多炉,滤液部分用于铜浸出工序,过量溶液送入废水处理。
2工艺要求及系统硬件配置根据工艺要求,为安全稳定地生产,减少故障发生和提高生产效率,卡尔多炉的自动控制主要包括如下内容:采用ABB 800F DCS控制系统实现熔炼过程的数据采集、控制管理等功能,控制器为1:1冗余。
控制器可以在不中断正在运行的程序或将控制转换至后备处理器的情况下,具有在线编程和修改的能力。
在熔炼车间设置车间主控制室和现场控制柜、电气控制柜。
主控室设置有计算机操作员站和顶吹转炉操作台,现场控制柜、电气控制柜采用远程I/O站。
各现场控制单元和操作员站通过现场控制总线profibus-dp连接,数据资源共享。
关于紫金阳极泥综合回收硫平衡的计算紫金阳极泥处理采用的工艺是压力浸铜-卡尔多炉粗炼-银电解-金精炼。
1、硫来源及设计取值硫来源二种:铜阳极泥和硒还原用的二氧化硫。
铜阳极泥中的硫主要以硫化盐、硫酸盐及其它复合硫化物等形式存在1.1 铜阳极泥根据我们掌握国内铜冶炼企业的阳极泥成份数据,目前金川集团阳极泥中的硫总量为7-10%;2010年平均为7.46%;贵冶阳极泥中的硫总量为6-9%;元素普查平均为6.8%。
为此,我们将紫金阳极泥中硫总量设计取值为9%(硫酸盐含硫6.5%;其余硫2.5%,相对国内同类企业来说,硫总量取值稍偏上限)1.2 硒还原用的二氧化硫硒回收工序还原粗硒用的二氧化硫总量为185吨/年,根据奥图泰提供的相关数据,还原时二氧化硫真正被硒利用效率为40-45%。
本设计取40%。
2、硫去向2.1压力浸铜工序:铜阳极泥经压浸后,泥中硫化盐及硫酸盐的硫均进脱铜渣,而入硫酸铜溶液中的硫很少,可忽略不计2.2卡尔多炉粗炼工序:脱铜渣入卡尔多炉内,部分硫随造渣入熔炼渣中,此渣送铜冶炼转炉系统处理回收金银;部分硫化物或硫酸盐在卡尔多炉里被氧化或高温分解成二氧化硫、三氧化硫而进入烟气;到吹炼、精炼后期,硫入吹炼渣及朵尔合金非常少,可忽略不计。
3 、含硫烟气处理措施3.1卡尔多炉烟气含硫的卡尔多炉烟气,大部分入直升烟道,经文丘里洗涤器、电除雾除尘收硒,再进二氧化硫吸收塔用液碱处理,再达标排放(设计值:二氧化硫排放浓度398mg/Nm3);小部分因卡尔多炉操作倾转而逸散出来,进布袋除尘器收尘后直排。
但这也需要达标排放(设计值:二氧化硫排放浓度58.4mg/Nm3)。
3.2硒还原用的二氧化硫在硒回收工序,对硒还原未被利用而逸散出来的二氧化硫烟气,经收集也被抽入二氧化硫吸收塔用液碱处理,再达标排放(设计值:二氧化硫排放浓度398mg/Nm3)。
4 、硫平衡本工程硫平衡表及二氧化硫排放量,见下。
紫金阳极泥处理硫平衡表及二氧化硫排放情况。
英文回答:In accordance with national routes, approaches and policies, the copper electrolyte anodel extraction process should include major process steps such as leaching, extraction, electrolysis, etc. Precious metals in copper electrolytic arctic sludge are transferred to the solution by first leaching process, in response to high acid or hydrogen chloride solutions. The leaching response needs to be carried out in high temperature and mixing conditions to increase the response rate and solubility efficiency. The second is the extraction process, which extracts precious metals from leachate using organic solvents that are highly selective and extract efficient, such as thallium or dimethylhexone. Finally, electrolytic processes are used to restore precious metals in the organic phase where precious metals are enriched by electrolytic reactions. The whole process achieves the purpose of extracting precious metals from copper electrolytic anode mud by leaching, extraction and electrolysis.根据国家的路线、方针和政策,铜电解阳极泥贵金属提取工艺流程应包括浸出、萃取、电解等主要工艺步骤。
铜阳极泥卡尔多炉法提取工艺铜阳极泥卡尔多炉法是一种常用的铜提取工艺,该工艺在铜的冶炼过程中具有重要的应用价值。
本文将对铜阳极泥卡尔多炉法的提取工艺进行详细介绍。
铜阳极泥卡尔多炉法是一种将铜阳极泥转化为高纯度铜的工艺。
铜阳极泥是指在铜电解过程中,阳极上产生的泥状物质,主要由金属铜、铜氧化物以及其他杂质组成。
铜阳极泥中的金属铜是有价值的资源,因此需要通过卡尔多炉法进行提取。
铜阳极泥需要经过干燥处理。
干燥的目的是去除阳极泥中的水分,以便后续的处理。
干燥的方法可以采用自然干燥或机械干燥,具体的选择取决于生产工艺和设备条件。
接下来,干燥后的铜阳极泥要进行焙烧处理。
焙烧是将阳极泥中的有机物和硫化物热解、氧化的过程。
焙烧的温度和时间需要根据阳极泥的成分和工艺要求进行控制。
焙烧后,阳极泥中的有机物和硫化物会转化为氧化物,并释放出有害气体。
为了保护环境,需要对有害气体进行收集和处理。
经过焙烧处理后的阳极泥要进行熔炼。
熔炼是将阳极泥中的铜氧化物还原为金属铜的过程。
熔炼的方法一般采用卡尔多炉法。
卡尔多炉是一种高温熔炼设备,具有良好的热效率和冶炼效果。
熔炼时,将阳极泥与煤或焦炭等还原剂一起投入到卡尔多炉中,通过高温和还原剂的作用,将铜氧化物还原为金属铜。
在熔炼过程中,还可以添加一些助熔剂和氧化剂,以调整熔体的性质和提高冶炼效率。
熔炼后得到的铜液可以通过连铸、浇铸等方式进行成型,得到铜坯或铜棒等产品。
连铸是将铜液倒入连铸机中,通过冷却和凝固,将液态铜转化为固态铜坯。
浇铸是将铜液倒入铸型中,通过冷却和凝固,得到所需形状的铜坯或铜棒。
还需要对铜坯进行精炼和纯化处理,以提高铜的纯度。
精炼和纯化的方法可以采用电解、吹氧、火法等多种工艺。
通过这些处理,可以得到高纯度的铜产品,用于制造电线、电缆等各种铜制品。
铜阳极泥卡尔多炉法是一种常用的铜提取工艺。
通过干燥、焙烧、熔炼等步骤,可以将铜阳极泥转化为高纯度的铜产品。
铜阳极泥卡尔多炉法具有工艺简单、冶炼效率高等优点,被广泛应用于铜冶炼行业中。
采用Kaldo炉从阳极泥中提取稀贵金属
陈志刚
【期刊名称】《中国有色冶金》
【年(卷),期】2008(000)006
【摘要】介绍了Kaldo炉的结构以及采用Kaldo炉从阳极泥中提取稀贵金属的工艺过程.
【总页数】4页(P43-45,62)
【作者】陈志刚
【作者单位】铜陵有色金属集团控股有限公司第一冶炼厂,安徽,铜陵,244000【正文语种】中文
【中图分类】TF831;TF843.5;TF803.1
【相关文献】
1.真空冶金在铅阳极泥回收稀贵金属中的工艺研究 [J], 浦恩彬;张俊
2.从铜阳极泥中综合回收重有色金属和稀、贵金属 [J], 侯慧芬
3.利用Kaldo炉技术从阳极泥中提取稀贵金属 [J], 陈志刚
4.铅阳极泥中贵金属金银的提取工艺研究 [J], 王晓松;侯晓磊;赵天平
5.铜阳极泥中硒及贵金属的提取 [J], 张文广;饶小宝;张来军;余林
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处理铜阳极泥回收金银铂铑钯的实验研究一、实验研究简介对于铜冶炼公司在电解铜产出的阳极泥回收处理过程中出现的铂、钯金属回收率低,金的直收率不够高等情况,对其处理铜阳极泥中的金、银、铂、钯等贵金属的回收过程进行实验研究。
结果表明:在现今阳极泥处理工艺中,金、银的分布比较集中,粗金粉富集了阳极泥中近88%(质量分数)的金;97%左右的银集中于粗银粉中;铂与钯分布较分散,铂钯精矿、沉氯化银后液、析铂钯后液以及分银渣中都含有金属铂和钯,其含量都分别在53%、14%、26%和8%左右。
二、铜阳极泥概述铜阳极泥是在电解精炼粗铜时得到的不溶物,它的产率一般为电解铜产量的0.2%~1.0%因其中含有大量的贵金属和稀有元素而成为提取稀贵金属的重要原料。
合理综合处理铜电解阳极泥不仅可实现资源综合利用,同时具有明显的经济效益和社会效益。
众所周知,阳极泥处理的效益首先来自于金银铂钯等贵金属的高效回收。
某有色金属公司在铜阳极泥的处理过程中出现了铂、钯金属回收率低,金的直收率不够高等情况。
为此,本文作者应用物质流方法对该铜阳极泥处理过程中金、银、铂、钯等元素的行为进行研究,旨在明晰这些元素的分布与走向,从而为确定综合回收方案,实现铜阳极泥高效综合利用提供理论指导。
三、实验研究方法1 实验本研究是以铜冶炼公司自产的铜阳极泥为原料,通过在实验室对该公司的铜阳极泥处理工艺(见图1)的主要过程如焙烧工序、分铜工序、分金工序和分银工序等进行工艺模拟实验,准确测量各个工序所得实验产物的质量或体积,即固相产物的质量和液相产物的体积,并将所得产物进行元素含量检测,最后再对测量和元素含量检测结果进行分析、计算处理,得出金、银、铂、钯等元素的分布走向图,从而在此物质流分析研究的基础上,为铜阳极泥处理工艺的改进提供指导。
1.1 焙烧工序铜阳极泥的成分因厂家使用的原料、生产工艺和操作不同而不同。
本研究所选取的铜阳极泥中金、银、铂、钯的含量如表1所列。
doi:10.3969/j.issn.1007-7545.2020.02.009收稿日期:2019-09-28基金项目:国家发展改革委员会投资项目(发改投资[2012]542号)作者简介:花少杰(1981-),山东聊城人,硕士,工程师.卡尔多炉处理高杂铜阳极泥的工艺改进花少杰,胡鹏举,布金峰(阳谷祥光铜业有限公司,山东阳谷252327)摘要:随着铜闪速熔炼工艺日益成熟,对复杂铜矿的适应性越来越强,后续电解精炼产出更多杂质含量较高的铜阳极泥。
针对杂质高、金银品位低的铜阳极泥,从卡尔多炉操作和配套设施工艺以及中间物料控制三方面进行了优化改造,使得卡尔多炉的年处理物料量从2 400t提升至3 800t,生产能力提高了58.3%,实现了金银产能的最大化。
关键词:卡尔多炉;低品位;铜阳极泥;优化改造;中间物料中图分类号:TF811 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2020)02-0045-04Technology Improvement on Treatment of Copper Anode Slime withHigh Impurity in Kaldo FurnaceHUA Shao-jie,HU Peng-ju,BU Jin-feng(Yanggu Xiangguang Copper Co.,Ltd.,Yanggu 252327,Shandong,China)Abstract:With gradual maturity of copper flash smelting and stronger adaptability to treat complex copperore,more copper anode slime with higher impurity content was produced by subsequent electrolyticrefining.To address copper anode slime with high impurity and low-grade gold and silver,optimizationand transformation of operation of Kaldo furnace,supporting facility,and controlling of intermediatematerials were carried out.Annual processing capacity of Kaldo furnace rises from 2 400tto 3 800t,andproduction capacity of gold and silver is maximized.Key words:Kaldo furnace;low-grade;copper anode slime;optimization;intermediate material 卡尔多炉[1]最初应用于钢铁冶炼,后逐步扩展到镍、铜、铅以及阳极泥等贵金属物料处理[2-3]。
铜电解精炼冶金计算1、物料平衡计算计算条件:产量为100000t电解铜/a,年工作日为355天。
火法精炼后阳极成分见表7-1。
表7-1 阳极成分元素Cu Ni As Sb Ag Fe Bi TeSe+S O Au Pb99.0 0.08 0.2 0.126 0.06 0.002 0.025 0.01 0.002 0.10 0.025 0.1 含量%电回收率:99.0%;残极率:15%。
铜电解过程元素分配%)(W:/表7-2 铜电解过程元素分配%)(W/元素进入电解液进入阳极泥进入电解铜Cu 1.75 0.15 98.10Ni 81.00 18.70 0.20As 63.40 36.30 0.3Sb 17 78 5Ag —95 2Bi 18 82.5 1.5 TeSe+—94 6S —96 4O —97 3Au —98.5 1.5Pb —93 7Fe 74 53 21假设以溶解100kg的阳极铜平衡进行计算1.1阴极铜产量和电铜品味计算Cu:99.0×98.1%=97.119kgNi:0.08×0.2%=0.00016kgAs:0.2×0.3%=0.0006kgSb:0.126×5%=0.0063kgAg:0.06×5%=0.003kgBi:0.025×1.5%=0.000375kgSe+Te:0.01×6%=0.0006kgFe:0.002×21%=0.00042kgS:0.002×4%=0.00008kgO:0.1×3%=0.003kgAu:0.025×1.5%=0.000375kgPb:0.1×7%%=0.007kg合计:97.141kg电铜品位:97.119÷97.141=99.98%1.2阳极泥率和成份计算Cu :99×0.15%=0.1485kg Ni :0.08×18.7%=0.1496kg As :0.2×36.3%=0.0726kg Sb :0.126×78%=0.09828kg Ag :0.06×95%=0.057kg Se+Te :0.01×94%=0.0094kg S :0.002×96%=0.00193kg O :0.1×97%=0.097kg Au :0.025×98.5%=0.024625kg Pb :0.1×93%=0.093kg Fe:0.002×3%=0.00006kg 合计:0.5449kg阳极泥率:0.55%(对溶解阳极铜) 1.3电解物料平衡计算(1)1t 阴极铜需要溶解的阳极量t 0119.1%8.99%991%98.991=⨯⨯⨯(2)阳极实际需要量a t /322.119288)15.01(998.0100000119.1=-⨯⨯(3)阳极实际溶解的量a t /101395998.01000000119.1=⨯(4)阳极铜的含量a t /4388.11809599.0322.119288=⨯ (5)残极量a t /2483.1789315.0322.119288=⨯ (6)残极铜的含量a t /3158.1771499.02482.17893=⨯ (7)阳极的泥量(8)阳极泥含铜量:150.5716t/a (9)电解液中各个元素的含量:根据阳极成分和计算的阳极泥中各元素量及其成分见表7-3表7-3 阳极泥中各元素重量级百分比元素 进入阳极泥的量t/a阳极泥成分,%元素进入阳极泥的量t/a阳极泥成分,%表7-4 电解液中各元素的含量Cu101395.0737⨯99%⨯0.15%=150.571623.28Au101395.0737⨯0.025%⨯98.5%=24.96853.86As101395.0737⨯0.2%⨯36.3%=73.6128 11.37Ag101395.0737⨯0.06%⨯95%=57.79518.93 Sb101395.0737⨯0.126%⨯78%=99.651015.46Fe101395.0737⨯0.002%⨯3%=0.06170.06080.01 Ni101395.0737⨯0.08%⨯18.70%=15.16872.34S101395.0737⨯0.002%⨯94%=1.90620.29 Pb101395.0737⨯0.1%⨯93%=94.297414.56O101395.0737⨯0.10%⨯97%=98.353215 Bi101395.0737⨯0.025%⨯82.5%=20.91273.23其它 Se+Te101395.0737⨯0.01%⨯94%=9.53111.47 共计装入物料 名 称 物料量 CuAsNiAuAgt/a % a t /% a t /% a t /% a t /% a t /阳极 119288.3 99.0 118095.4 0.2 238.5 0.08 95.4 0.025 29.8 0.06 71.5 合 计118095.4238.595.429.871.5产 出物料 名 称 物料量 Cu As Ni Au Agt/a %a t /% a t /% a t /% a t /% a t /电解铜 10000 99.98 99980 残极铜 17893.2 99..0 17714.3 0.2 35.78 0.08 14.3 0.025 4.47 0.06 10.73 阳极泥557.62797.9775.3216.84159.11.615.120.87.5610.194.5+7.3铜电解精炼热平衡计算 仪器及实验条件参数设定如下: 电解槽的外形尺寸:5100×1265×1395; 电流强度:10000A ; 槽间电压:0.3V ; 电解槽的数量:560; 电解槽的外壁温度:35°C 电解车间温度:2°C5 电解液的温度:60°C电解液循环速度:20L/min (商品槽与种板槽共用一个循环系统);7.3.1 热量支出电解液 2936.25 292.97 60.66 损失及计算误差300.50.04合计177327.65302 89.2 8.92 115.96(1)槽液面上水蒸气的热损失q 1槽的总液表面积S=4.9×1.065×560=2922.36m 2每平方电解槽液面在无覆盖时的水分蒸发量查表得1.35kg/(m 2·h). 60℃的水气化为2358.42kg kJ /则q 1=2922.36×1.35×2358.42=9304405.566kJ/h(2)槽液面上对流传热与辐射损失q 2根据化工原理的傅立叶传热公式:Q=KS (t 1-t 2)式中:K —辐射与对流联合导热系数,kJ/( m 2·h ·℃)取39.35; S —传热面积,㎡;21t t —电解液与车间空气温度差,℃。
卡尔多炉作业操作流程(结合奥图泰资料,朱健玲整理,仅供参考)1、卡尔多炉技术操作概述卡尔多炉作业方式采用批量处理,即分批加料、分批熔炼,每炉物料熔炼、吹炼完毕,放空炉子,再进行下一炉的加料、熔炼和吹炼作业。
铜阳极泥脱铜浸出渣(干)处理量:4.1㎏/炉。
炉子作业周期:14~16h/炉,生产周期:26h/炉。
炉子作业周期指熔炼、吹炼、精炼过程;生产周期指:从干燥、加料、熔炼、吹炼,出炉和浇铸整过程。
卡尔多炉入炉物料主要包括以下三部分:(1)铜阳极泥脱铜浸出渣(1%≤H2O≤3%)(2)熔剂:焦粉、苏打、硅石(石英沙)、精铅或氧化铅氧化铅:贵金属(Au、Ag等)捕集剂。
由于铜阳极泥中含Pb量不足,需要额外补充铅量才能完全捕集阳极泥中的Au、Ag等贵金属。
苏打(Na2CO3)是碱性熔剂,能与As, Sb等高价氧化物造渣,并能降低炉渣的熔点,改善炉渣的流动性,使炉渣易与贵铅分离。
其配入量视阳极泥中酸性成分SiO2的含量而定,以产出硅酸度为1-1.5的炉渣为宜,一般配入量为8%--14%。
石英是酸性熔剂,能与碱性氧化物(如PbO,Na2O)等造渣。
焦炭粉主要是用作还原剂而不是燃料,它能把阳极泥中的PbO还原成金属铅。
焦粉的用量,以还原适量的金属铅为度,不宜过多,以防止其它杂质氧化物也被还原,降低贵铅质量。
焦粉多,灰分也多,会影响炉渣性质,增大渣量。
(3)循环返料:返料是指从各个生产工序产出的富含Au、Ag、Se等,需要重新入炉冶炼的物料,主要有以下几种:浸出脱铜工序:Ag、Se置换滤饼(Ag:80%)卡尔多炉工序:吹炼渣、熔炼渣、吹炼渣和精炼渣的渣包底部贵金属沉积物布袋收的烟尘烟气净化工序:文丘里沉淀泥、二次硒沉淀物(Se:90%)银精炼工序:置换银粉(Ag:98~99%)金精炼工序:置换银粉(Ag:95%)2 卡尔多炉作业过程描述2.1熔炼过程熔炼过程采用分批进料、分批熔炼方式作业,每炉物料分为2~3批进料。
7I ndustry development行业发展铜阳极泥卡尔多炉处理工艺浅析陈占飞(紫金铜业有限公司,福建 龙岩 364200)摘 要:本文介绍了某企业采用卡尔多炉处理铜阳极泥的工艺流程、主要设备和生产实践,并对工艺原理进行了详细的介绍;实践证明,卡尔多炉处理铜阳极泥金属提纯度高,生产成本低。
关键词:卡尔多炉;铜阳极泥;工艺原理中图分类号:TF811 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)09-0007-2收稿日期:2020-05作者简介:陈占飞,男,生于1984年,汉族,河北赵县人,本科,工程师,研究方向:冶金。
卡尔多炉又称斜吹转炉,用于处理铜阳极泥始于1993年。
自2007年至今,国内已陆续有数家企业采用该工艺从铜阳极泥中回收金、银、硒、碲等。
某企业采用0.8m 3卡尔多炉,设计年处理铜阳极泥2000t,已正式投产。
1 工艺概况1.1 主要工艺流程主要工艺流程:铜阳极泥经常压酸浸脱铜—高压酸浸脱铜—制粒干燥—卡尔多炉熔炼、吹炼及精炼—合金浇铸—电解提银—王水分金—铂、钯提纯工艺等;并配套硒、碲回收等辅助系统。
1.2 卡尔多炉作业模式卡尔多炉主要生产过程分为还原熔炼、氧化吹炼及精炼。
还原熔炼:根据炉内容积,以“—分批次加料并化料—熔炼—排渣—”为一个熔炼周期进行作业,一般在完成三次熔炼排渣后,进入吹炼阶段。
氧化吹炼:加入一定量的石英砂并向炉内鼓入空气,使贵铅中大部分杂质氧化造渣或进入烟气。
后期(也称精炼阶段)加入一定量的苏打,除去碲、锑等,得到含少量杂质的多尔合金。
2 熔炼及吹炼过程主要原理熔炼的主要目的是在还原条件下,使金银化合物及部分PbO 还原成金属,以铅捕集金、银等贵金属,完成贵金属的富集,形成贵铅;铜阳极泥中的As、Sb 及其他元素氧化物杂质,通过造渣和进入烟气而除去。
吹炼进一步使贵铅中的杂质氧化造渣或经烟气开路,得到纯度较高的金银合金。
2.1 入炉阳极泥的物化性质在高温、富氧条件下,铜阳极泥经常压、高压酸浸等工序处理后,大部分铜和少量硒、碲、银元素开路进入溶液。