通过处理低档次废杂铜来出产粗铜或铜合金是一个十分有利可图的职业。低档次废杂铜来历广泛,报价低廉。假如能够满意环保的要求,处理这种质料出产本钱很低。实践亦证明,冶炼各种低档次废杂铜的赢利的确比处理铜精矿和高档次废杂铜都高。一同,在处理废杂铜进程中,还会得到许多贵金属,使得赢利率进一步进步。瑞典波立登公司的卡尔多炉(Kaldo)技能就是为了满意供应商寻求最大赢利的要求,又能一同满意严厉的环保法规要求而研制的。
一、卡尔多技能的开展前史
1976年第一台卡尔多设备在瑞典北部的波立登公司ROmmskar 冶炼厂投入使用。开端使用这台设备处理含铅粉尘,现在用它处理铅精矿和废杂铜。波立登公司在使用卡度炉处理废杂铜的进程中,发现它是处理低档次废铜最有竞争力的技能,经济效益很好。后来这种技能很快推行到其它国家的许多具有不同出产能力的冶炼厂处理各种物料,例如还能够有效地处理废铅电池以出产再生铅。
1992年意大利威尼斯邻近的Nuova Samim 铜冶炼厂使用波立登的卡尔多技能处理低档次废杂铜,年产25000吨粗铜。同年,伊朗铅锌总公司在Zanjan又选用卡尔多炉建立了一个铅冶炼厂,处理氧化铅精矿,年产41000吨铅。1993年波兰 KGHM铜业公司在Glogow 建立了一个贵金属厂处理阳极泥,选用2m3的卡尔多炉年产1000吨银。俄罗斯的Kasimov 使用卡尔多技能处理废杂铜和废旧电子元件。印度SWIL铜业公司2000年引入波立登技能11m3的卡尔多炉处理废杂铜,年产铜60000吨。
二、卡尔多炉处理废杂铜的工艺进程
卡尔多炉能够处理含铜在30%以上的废铜质料,质料首要可分红下列4类:
金属类,低蒸发分:如1号或2号杂铜,铁铜合金等
金属类,高蒸发分:如黄铜屑和青铜屑、轿车散热器、小块铜等
非金属类,低蒸发分:铜渣、阳极炉精粹渣
非金属类,低蒸发分:黄铜和青铜的氧化皮、碎屑或青铜渣
各种废料,如铜电线、电缆等含有机物的废杂铜质料可直接加料进炉冶炼,不用预处理。
用卡尔多炉处理废杂铜的首要可分红5个工艺进程,即加料、熔炼、出渣和造粒、精粹、出铜或铜合金。配料对工艺的经济性影响很大,质猜中的金属、氧化物、蒸发分等要进行很好的平衡。一般废杂铜质猜中的铁作为氧化物的复原剂,硅作为熔剂。
向卡尔多炉中加料通过一个翻斗车(201)来完结,不需求对质料进行预处理。但要避免直接向炉内加入水和油。
加料完毕后,氧油喷(103)刺进炉内进行熔炼。开端时,卡尔多炉先以慢速不停地旋转,转速为1rpm,并不断加速,终究到达5rpm左右。氧油喷先以中型火焰进行焚烧,假如质猜中有塑料等有机物,这时即开端焚烧。随后主动改动喷的氧油化,火焰变为高氧化状况,部分有机物蒸发并与空气一同焚烧,在蒸发焚烧进程中,被吸入直升烟道。因为烟道内吸入了更多的空气,终究一切塑料和有机物在直升烟道内彻底焚烧。为了避免有害化合物的构成,直升烟道内的温度维持在800-9000C。炉内的金属跟着炉内温度的升高开端熔化。为了下降操作本钱,炉内温度保持在12500C以下。待熔炼阶段(约1.5小时)完结后,开端出渣,这时慵懒渣中含有少于0.5%的铜。出来的渣能够进行水淬造粒。
炉内构成的黑铜接下来进行精粹,这时向炉内吹入压缩空气,一同卡尔多炉以15rpm的速度旋转。在精粹进程中,Fe和Zn首要被除掉,将黑铜转变成铜合金(炮铜),进一步精粹除掉Pb和Sn,以构成粗铜。精粹阶段得到的富铜渣转入下一批猜中循环处理。
然后将构成的粗铜从炉内倒入铜包去进行铸锭。
一个周期的悉数时刻为4-6小时。出产规划取决于卡尔多炉的容积巨细。悉数操作都在控制室进行遥控。卡尔多炉处理废杂铜实际上终究得到三种可供供应的产品,即粗铜、ZnO尘和粒化渣。
三、首要设备
卡尔多炉处理废杂铜首要包含加料设备、卡尔多炉、集烟罩和除尘体系、环保烟罩以及其它辅佐设备,如渣粒化设备和铜包等。
卡尔多炉
卡尔多炉包含炉子自身(100)和两个喷,一个为氧气和燃油喷(103),另一个为精粹喷(104)。这两个喷都是水冷的并可耐高温。水冷体系设有安全保护设备。
卡尔多炉是一个衬有耐火砖的钢制容器。在电机的驱动下,它能够小于20rpm的速度滚动。它还能够进行3600的仰俯,操作者可根据需求挑选适宜的视点进行装料、熔炼或出铜和出渣。卡尔多炉冶炼作业时,与水平成280角滚动,这是为了使用它在歪斜滚动时发生的搅动效果。
耐火材料选用抗渣粘结能力强的铬镁砖。一般砌两层,起安全稳妥效果的一层接近钢外壳,内层为作业层。这样确保在冶炼进程中假如耐火砖损坏,不致影响炉体的钢壳而伤及设备。
氧油喷可沿托架在液压马达的驱动下移出或移入炉内,驱动体系中的液压蓄有器可确保假如停电或动力消失时,喷仍能移出卡尔多炉。喷是用水进行冷却的,因此可接受炉内的高温。冷却体系中的安全设备可在假如呈现冷却水走漏时当即堵截供水。炼好的粗铜和熔渣被直接倒到不同的拾包里。
集烟罩和除尘体系
假如废猜中含有塑料,它们的大部分将在集烟罩(101)内焚烧。水冷的集烟罩紧扣卡度炉的加料口,但其空隙足以吸入适量的空气确保含有CO和碳氢化合物的离炉烟气在集烟罩内焚烧,集烟罩内的温度能保持在800-9000C,以避免生成有害的化合物。集烟罩内衬有防腐蚀的耐火砖。其顶部设有紧迫烟气出口。通过充沛焚烧后的烟气丘里进行冷却和除尘。文丘里作业时具有较大的压降,以确保较高的除尘功率。收集到的粉尘变成泥浆送到浓缩机。
卡尔多炉环保烟罩
整个卡尔多炉都用环保烟罩(150)罩住。冶炼进程发生的粉尘都被风机抽出烟罩送到袋式过滤器除尘净化,然后才排到烟囱。因此,卡尔多炉冶炼时,作业环境和周围环境都是清洁的。所以,卡尔多炉处理废杂铜能满意最严厉的环保法要求。
四、出产指标
下表举例给出了不同巨细的卡尔多炉的出产规划及经济技能指标。
卡尔多炉作业容积,m3 1 2 4 6
加料量
废杂铜均匀档次40-50%,吨/年 10000 20000 40000 60000
每年运转天数 320 320 320 320
循环时刻,小时 6 6 6 6
循环数/每天 4 4 4 4
循环数/每年 1280 1280 1280 1280
粗铜出产量,吨/年 4500 10000 20000 24-30000
渣量,吨/年 4500 8000 16000 24000
尘,吨/年 1000 2000 4000 6000
消耗量
油或天然气,m3/年 750 1250 1950 2600
氧化,百万m3/年 1.7 2.9 4.5 6
电,MWh/年 1800 3200 5000 6700
SiO2,吨/年 240 500 1000 1500
耐火砖,吨/年 70 120 250 380
五、举例:一个年产2万吨粗铜的卡尔多厂的物料平衡(吨/年)
进料 分量(吨) Cu Ni Fe Pb Zn Sn SiO2 CaO Al2O3
碎电线 8000 7760(97%)
电机 5000 1250(25%) 3500(70%) 50(1%) 7375(50%)
黄铜渣 5000 1500(30%) 100(2%) 150(3%) 100(2%) 1000(20%) 50(1%) 100(2%)
铜渣 10000 2000(20%) 2000(20%) 400(4%) 500(5%) 2000(20%) 100(10%) 500(5%)
低档次废料 3000 600(20%) 150(5%) 30(1%) 600(20%) 300(10%) 150(5%)
废散热器 12000 7800(65%) 120(1%) 840(7%) 1440(12%) 480(4%) 120(1%)
石英石 3000 2850(95%) 30(1%) 30(1%)
算计 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
金属 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%)
尘 4000 80(2%) 1200(30%) 1800(45%) 430(10.7%)
总和 20910 100 5920 1340 3020 530 5450 430 155
六、定论
用卡尔多炉处理废杂铜有许多长处:
a) 熔炼、复原和精粹可都在同一个熔炉内完结,无需外加熔炉
b) 既可处理高档次废杂铜,又可处理低档次废杂铜。而处理低档次废杂铜经济效益更好
c) 产出可堆积的慵懒炉渣,其金属含量很低,一般渣含铜小于0.5%
d) 卡尔多炉结构紧凑,设备简略,能彻底密闭,因此可避免排放物溢散。操作环境杰出,对外也没有污染,可满意最严厉的环境要求
e) 出产灵敏,适于处理各种物料,并可在不同金属间转化,不用对设备作任何改造
f) 出资省,经济效益好,工厂规划可大可小
一、卡尔多技能的开展前史
1976年第一台卡尔多设备在瑞典北部的波立登公司ROmmskar 冶炼厂投入使用。开端使用这台设备处理含铅粉尘,现在用它处理铅精矿和废杂铜。波立登公司在使用卡度炉处理废杂铜的进程中,发现它是处理低档次废铜最有竞争力的技能,经济效益很好。后来这种技能很快推行到其它国家的许多具有不同出产能力的冶炼厂处理各种物料,例如还能够有效地处理废铅电池以出产再生铅。
1992年意大利威尼斯邻近的Nuova Samim 铜冶炼厂使用波立登的卡尔多技能处理低档次废杂铜,年产25000吨粗铜。同年,伊朗铅锌总公司在Zanjan又选用卡尔多炉建立了一个铅冶炼厂,处理氧化铅精矿,年产41000吨铅。1993年波兰 KGHM铜业公司在Glogow 建立了一个贵金属厂处理阳极泥,选用2m3的卡尔多炉年产1000吨银。俄罗斯的Kasimov 使用卡尔多技能处理废杂铜和废旧电子元件。印度SWIL铜业公司2000年引入波立登技能11m3的卡尔多炉处理废杂铜,年产铜60000吨。
二、卡尔多炉处理废杂铜的工艺进程
卡尔多炉能够处理含铜在30%以上的废铜质料,质料首要可分红下列4类:
金属类,低蒸发分:如1号或2号杂铜,铁铜合金等
金属类,高蒸发分:如黄铜屑和青铜屑、轿车散热器、小块铜等
非金属类,低蒸发分:铜渣、阳极炉精粹渣
非金属类,低蒸发分:黄铜和青铜的氧化皮、碎屑或青铜渣
各种废料,如铜电线、电缆等含有机物的废杂铜质料可直接加料进炉冶炼,不用预处理。
用卡尔多炉处理废杂铜的首要可分红5个工艺进程,即加料、熔炼、出渣和造粒、精粹、出铜或铜合金。配料对工艺的经济性影响很大,质猜中的金属、氧化物、蒸发分等要进行很好的平衡。一般废杂铜质猜中的铁作为氧化物的复原剂,硅作为熔剂。
向卡尔多炉中加料通过一个翻斗车(201)来完结,不需求对质料进行预处理。但要避免直接向炉内加入水和油。
加料完毕后,氧油喷(103)刺进炉内进行熔炼。开端时,卡尔多炉先以慢速不停地旋转,转速为1rpm,并不断加速,终究到达5rpm左右。氧油喷先以中型火焰进行焚烧,假如质猜中有塑料等有机物,这时即开端焚烧。随后主动改动喷的氧油化,火焰变为高氧化状况,部分有机物蒸发并与空气一同焚烧,在蒸发焚烧进程中,被吸入直升烟道。因为烟道内吸入了更多的空气,终究一切塑料和有机物在直升烟道内彻底焚烧。为了避免有害化合物的构成,直升烟道内的温度维持在800-9000C。炉内的金属跟着炉内温度的升高开端熔化。为了下降操作本钱,炉内温度保持在12500C以下。待熔炼阶段(约1.5小时)完结后,开端出渣,这时慵懒渣中含有少于0.5%的铜。出来的渣能够进行水淬造粒。
炉内构成的黑铜接下来进行精粹,这时向炉内吹入压缩空气,一同卡尔多炉以15rpm的速度旋转。在精粹进程中,Fe和Zn首要被除掉,将黑铜转变成铜合金(炮铜),进一步精粹除掉Pb和Sn,以构成粗铜。精粹阶段得到的富铜渣转入下一批猜中循环处理。
然后将构成的粗铜从炉内倒入铜包去进行铸锭。
一个周期的悉数时刻为4-6小时。出产规划取决于卡尔多炉的容积巨细。悉数操作都在控制室进行遥控。卡尔多炉处理废杂铜实际上终究得到三种可供供应的产品,即粗铜、ZnO尘和粒化渣。
三、首要设备
卡尔多炉处理废杂铜首要包含加料设备、卡尔多炉、集烟罩和除尘体系、环保烟罩以及其它辅佐设备,如渣粒化设备和铜包等。
卡尔多炉
卡尔多炉包含炉子自身(100)和两个喷,一个为氧气和燃油喷(103),另一个为精粹喷(104)。这两个喷都是水冷的并可耐高温。水冷体系设有安全保护设备。
卡尔多炉是一个衬有耐火砖的钢制容器。在电机的驱动下,它能够小于20rpm的速度滚动。它还能够进行3600的仰俯,操作者可根据需求挑选适宜的视点进行装料、熔炼或出铜和出渣。卡尔多炉冶炼作业时,与水平成280角滚动,这是为了使用它在歪斜滚动时发生的搅动效果。
耐火材料选用抗渣粘结能力强的铬镁砖。一般砌两层,起安全稳妥效果的一层接近钢外壳,内层为作业层。这样确保在冶炼进程中假如耐火砖损坏,不致影响炉体的钢壳而伤及设备。
氧油喷可沿托架在液压马达的驱动下移出或移入炉内,驱动体系中的液压蓄有器可确保假如停电或动力消失时,喷仍能移出卡尔多炉。喷是用水进行冷却的,因此可接受炉内的高温。冷却体系中的安全设备可在假如呈现冷却水走漏时当即堵截供水。炼好的粗铜和熔渣被直接倒到不同的拾包里。
集烟罩和除尘体系
假如废猜中含有塑料,它们的大部分将在集烟罩(101)内焚烧。水冷的集烟罩紧扣卡度炉的加料口,但其空隙足以吸入适量的空气确保含有CO和碳氢化合物的离炉烟气在集烟罩内焚烧,集烟罩内的温度能保持在800-9000C,以避免生成有害的化合物。集烟罩内衬有防腐蚀的耐火砖。其顶部设有紧迫烟气出口。通过充沛焚烧后的烟气丘里进行冷却和除尘。文丘里作业时具有较大的压降,以确保较高的除尘功率。收集到的粉尘变成泥浆送到浓缩机。
卡尔多炉环保烟罩
整个卡尔多炉都用环保烟罩(150)罩住。冶炼进程发生的粉尘都被风机抽出烟罩送到袋式过滤器除尘净化,然后才排到烟囱。因此,卡尔多炉冶炼时,作业环境和周围环境都是清洁的。所以,卡尔多炉处理废杂铜能满意最严厉的环保法要求。
四、出产指标
下表举例给出了不同巨细的卡尔多炉的出产规划及经济技能指标。
卡尔多炉作业容积,m3 1 2 4 6
加料量
废杂铜均匀档次40-50%,吨/年 10000 20000 40000 60000
每年运转天数 320 320 320 320
循环时刻,小时 6 6 6 6
循环数/每天 4 4 4 4
循环数/每年 1280 1280 1280 1280
粗铜出产量,吨/年 4500 10000 20000 24-30000
渣量,吨/年 4500 8000 16000 24000
尘,吨/年 1000 2000 4000 6000
消耗量
油或天然气,m3/年 750 1250 1950 2600
氧化,百万m3/年 1.7 2.9 4.5 6
电,MWh/年 1800 3200 5000 6700
SiO2,吨/年 240 500 1000 1500
耐火砖,吨/年 70 120 250 380
五、举例:一个年产2万吨粗铜的卡尔多厂的物料平衡(吨/年)
进料 分量(吨) Cu Ni Fe Pb Zn Sn SiO2 CaO Al2O3
碎电线 8000 7760(97%)
电机 5000 1250(25%) 3500(70%) 50(1%) 7375(50%)
黄铜渣 5000 1500(30%) 100(2%) 150(3%) 100(2%) 1000(20%) 50(1%) 100(2%)
铜渣 10000 2000(20%) 2000(20%) 400(4%) 500(5%) 2000(20%) 100(10%) 500(5%)
低档次废料 3000 600(20%) 150(5%) 30(1%) 600(20%) 300(10%) 150(5%)
废散热器 12000 7800(65%) 120(1%) 840(7%) 1440(12%) 480(4%) 120(1%)
石英石 3000 2850(95%) 30(1%) 30(1%)
算计 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
金属 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%)
尘 4000 80(2%) 1200(30%) 1800(45%) 430(10.7%)
总和 20910 100 5920 1340 3020 530 5450 430 155
六、定论
用卡尔多炉处理废杂铜有许多长处:
a) 熔炼、复原和精粹可都在同一个熔炉内完结,无需外加熔炉
b) 既可处理高档次废杂铜,又可处理低档次废杂铜。而处理低档次废杂铜经济效益更好
c) 产出可堆积的慵懒炉渣,其金属含量很低,一般渣含铜小于0.5%
d) 卡尔多炉结构紧凑,设备简略,能彻底密闭,因此可避免排放物溢散。操作环境杰出,对外也没有污染,可满意最严厉的环境要求
e) 出产灵敏,适于处理各种物料,并可在不同金属间转化,不用对设备作任何改造
f) 出资省,经济效益好,工厂规划可大可小