云南铜业实习报告

中南大学冶金与环境学院中南大学冶金与环境学院 实实 习习 报报 告告 实实 习习 类类 别 别 认识实习认识实习 报报 告告 题题 目 目 云铜实习报告云铜实习报告 实实 习习 单单 位 位 云南铜业股份有限公司冶炼加工总厂云南铜业股份有限公司冶炼加工总厂 实实 习习 时时 间 间 自自 指指 导导 教教 师 师 专专 业 业 学学 号 号 姓姓 名 名 填写日期 填写日期 2015 年年 8 月月 25 日日 2 说说 明明 1 实习工作结束之后 每个学生都必须认真撰写 实习报告 并在新学 期开学 3 天内上交指导教师 2 实习报告要求条理清晰 内容详尽 数据准确 推理严谨 立论正确 3 认识实习报告字数不少于 4000 字 生产实习报告字数不少于 7000 字 4 正文中涉及到的图表 插图 公式 符号 参考文献 计量单位等都 须符合有关国家标准的要求 5 封面中的 实习单位 必须写单位的全名 6 实习报告应依据实习日志内容撰写 与实习大纲紧密结合 不得互相 抄袭 否则以实习成绩不及格计 7 实习报告是实习成绩评定的主要依据之一 不交实习报告者不得参加 实习成绩评定 I 目目 录录 摘要摘要 1 1 前言前言 1 1 1 实习背景 1 1 2 实习单位简介 1 2 实习内容实习内容 2 2 1 实习过程 2 2 2 实习工作 2 2 2 1 熔炼分厂 2 2 2 2 精炼分厂 7 2 2 3 电解分厂 9 2 2 4 硫酸分厂 14 2 3 主要成果 14 3 体会及建议体会及建议 3 1 实习体会 15 3 2 工作建议 15 4 致谢致谢 15 II 5 参考文献参考文献 16 6 附录附录 16 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 1 摘摘 要要 此次实习为认识实习 目的在于通过对云南铜业冶炼加工总厂 工艺流程的实地参观 使我们对铜冶炼有全面的认识 了解书本知 识在工程实践中的应用以及二者间的差距 在为期三周的实习中 我们参观了配料车间 艾萨熔炼车间 电炉贫化车间 转炉精炼车 间 阳极炉精炼车间 电解精炼车间和硫酸车间 同时 我们就云 南铜业企业管理和人才流通渠道进行了了解 通过实习 我了解和 学习了相关的理论知识 了解并部分掌握了工人师傅在生产实践中 的宝贵经验 感受到了云南铜业作为历史悠久的大型国企具有的深 厚的企业文化 这对我的学习 择业产生了较大影响 提供了很大 帮助 1 前言 1 1 实习背景 我们在学校已经学习两年 学习了较多的理论知识 但实践经验非常匮 乏 对于知识的认识仅仅局限在书面 所以 此次实习 重在观察和了解理论 的生产应用 为以后的专业学习拓宽思路 提供帮助 在三周的实习中 我们 参观了云南铜业冶炼加工总厂从选矿到冶炼的整个工艺流程 包括选矿 熔炼 贫化 火法精炼 电解精炼以及对 S 元素 阳极泥的处理 此外 我们了解和 感受了云南铜业的先进的企业管理制度和深厚的企业文化 1 2 实习单位简介 云南铜业股份有限公司冶炼加工总厂坐落于彩云之南的滇池之滨铁峰山麓 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 2 在中国铜冶炼工业中占有重要地位 冶炼加工总厂前身云南冶炼厂始建于 1958 年 1998 年 4 月经改制 其主体部分在深交所上市 更名为云南铜业股份有限 公司 2008 年 6 月 云南铜业股份有限公司进行机构设置调整 组建 云南铜 业股份有限公司冶炼加工总厂 总部设在昆明市五华区王家桥主生产区 经 过 50 年的持续发展 冶炼加工总厂形成了年产高纯阴极铜 42 万吨 工业硫酸 65 万吨 白银 480 吨 黄金 12 吨的生产规模 冶炼加工总厂采用世界先进的 铜冶炼技术及 ISO9001 2000 GB T28001 2001 二合一标准体系组织生产 主要 经济技术指标均为全国同行业领先水平 主产品 铁峰 牌高纯阴极铜曾先后 荣获部优 省优 全国 用户满意产品 称号 并获国家银质奖 为中国名牌 产品 在伦敦和上海有色金属交易所注册交易 铁峰 牌工业硫酸 电工用 铜线坯 黄金 白银为云南名牌产品 2 实习内容 2 1 实习过程 此次实习始于 2015 年 7 月 5 号 止于 2015 年 7 月 25 号止 7 月 6 号上午 厂里进行安全环保部培训 下午参观熔炼分厂和精炼分厂 7 号上午参观电解 分厂和硫酸分厂 下午人力资源部主任向同学们介绍云铜冶炼加工总厂的管理 体制和人次流通渠道 从 8 号至 25 号 所有同学分为 3 个小组 在熔炼分厂 精炼分厂 电解分厂三个分厂轮流进行实习工作 我所在的小组的分厂实习顺 序为电解分厂 精炼分厂 熔炼分厂 在电解分厂实习三天 在精炼分厂实习 五天 转炉二天 阳极炉二天 在熔炼分厂实习四天 2 2 实习工作 2 2 1 熔炼分厂 一 备料工区 1 矿石种类 矿石根据产地分为国内矿 产地多 成分杂 和进口矿 批次大 成分稳 定 国内矿主要有氧化矿 硫精矿 铜精矿 金精矿 特点是矿点多 各矿点 的矿量较小 各矿点的原料成分差别较大 精矿混杂严重成分复杂 国内铜精 矿进厂以后难于做到按矿点分仓堆放 只能按成分和性质归类进行堆放 这样 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 3 同一种矿种的原料中有各矿点的原料 成分比较复杂 难于准确判定其成分进 口铜精矿大部分属于硫精矿性质 同一批次的矿量较大 一般都在 1 万吨左右 进口矿的成分较稳定 同一批进口矿成分波动一般在 2 左右 随着产量的提 高 在国内铜精矿的量不能大量增加的情况下 进口矿的比例已经达到了进厂 原料的 50 以上根据原料成分和性质 图 2 1 云铜铜矿构成图 2 配料方法 目前的配料方式为抓斗配料结合仓式配料进行 目前每批配料的总量为 3000 5000 吨 能够满足艾萨炉 1 2 天的原料要求 通过火车或汽车将原料运往 精矿库 目前云铜共有 2 个精矿库 一个熔剂库 2 个露天堆场 总储矿能力为 8 万吨左右 二次配好的原料和部分进口矿通过抓斗运往不同的料仓 通过控制 中心控制每个圆盘给料的料量 目前备料总皮带的运料量达到 300t h 配料稳定 性达到 95 以上 部分艾萨烟尘 转炉部分烟尘都返回备料系统 烟尘也是配 料中的一种原料 具有高 Pb As 特性 目前的比例为 2 左右 通过控制系统 控制所用的配料设备 步骤为 在矿料运入矿仓之前进行堆式预处理 混合 用抓斗放入圆盘给料机进行给料 根据备料单控制圆盘转速以及皮带转速以控 制各种成分比例 原料通过皮带运输进行配料储存 将配好的原料通过皮带运 输运送到艾萨炉中的圆盘制粒机进行制粒 将粒度合适的通过皮带运输送入艾 萨炉进料口 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 4 图 2 2 云铜配料控制系统 二 艾萨工区 1 艾萨炉基本情况介绍 云铜引进澳大利亚 MIMPT 公司的艾萨炼铜技术实施铜冶炼系统节能降耗 技术改造 投资 6 4 亿 于 2002 年 5 月一次投产成功 现在 生成冰铜品位 为 42 48 炉渣 sio2 Fe 值为 1 1 1 2 磁性铁含量为 3 5 渣含铜为 7 8 由于炉渣磁性铁含量较低 渣熔点低 熔池温度较低 一般冰铜温度为 1140 1160 炉渣温度为 1180 1200 由于熔池表面及炉墙有料坡保护 加之熔 池温度低 烟气温度一般为 600 800 炉寿一般能达 3 4 年 连续作业 小时处理精矿量已经达到 110 115 吨 月处理精矿约 8 万吨在处理精矿 同时 每小时可加入 5 8 吨冷冰铜 温度时间控制已经开炉初期的 1200 度以上较低 为 1170 度左右 温度波动由 40 度降低为 30 度以内 2 熔炼过程 原理 富氧顶吹熔池熔炼 核心技术为艾萨喷枪 漩流器 316L 不锈 钢喷枪 7 天停产检查 通过专用的喷枪运送小车送到喷枪修理车间进行矫直 和对喷枪端部进行更换 一般为 500 1000mm 富氧空气通过喷枪强制鼓入炉 内 由于喷枪内有一漩流器给气体增加了动能 这些具有强大动能的气体使熔 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 5 池剧烈地搅动 新进炉的物料在瞬间即被高温熔体所包围 同时还随熔体的强 制流动发生上下 左右的翻腾 鼓入炉内的氧气大量分散在熔体的各处 在高 温下精矿迅速发生化学反应 原料 艾萨精矿 富氧空气 燃料 煤 燃油 3 艾萨炉内反应原理 图 2 3 艾萨炉主要反应 4 艾萨炉操作步骤 从进料口投入精矿 纯氧和压缩空气进行混合 喷枪进行富氧顶吹发生各 个氧化还原反应 控制中间过程造渣反应 底部进行初步分层 以泥炮自动开 口和堵口的方式放入电炉贫化 烟气进入余热锅炉 图 2 4 艾萨熔炼流程 三 锅炉工区 1 烟气走向 通入烟道进行热交换 在经过余热锅炉后 进行电除尘 烟气通入硫酸分 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 6 厂进行制酸处理 烟尘返回备料区 2 蒸汽走向 从纯水站进入锅炉 艾萨高压蒸汽可以通入发电机组进行发电 发电后变 为低压蒸汽 低压通入电解厂加热电解液 其他供热系统所需蒸汽 四 电炉工区 1 电炉生产基本情况 贫化电炉直接接收冰铜和炉渣的高温混合熔体 在加入还原物质的情况下 产出冰铜品位 56 60 渣型为 0 7 0 9 磁性铁为 7 2 7 7 渣含铜为 0 6 以 下 功率一般为 5000 8000kwa h 由于炉渣磁性铁含量较高 渣熔点高 熔 池温度较高 一般冰铜温度为 1210 1230 炉渣温度为 1220 1260 由于 熔池表面及炉墙无料坡保护 加之熔池温度高 烟气温度一般为 900 1100 炉龄一般仅为 2 3 年 2 贫化过程 电炉贫化作用 将艾萨炉中所得的冰铜和炉渣提供一个良好的自然沉降的 环境 降低炉渣中的含铜量 还原渣中的四氧化三铁 在冰铜中富集铜 电炉贫化基本原理 借助于插入熔体渣层中的电极产生电阻 电弧热 将 电能转换成热能 对艾萨放出物进行提温 利用冰铜与炉渣的比重差对铜渣混 合物进行澄清 以达到冰铜与炉渣分离的目的 1 电炉结构 电炉槽 6 个电极 油枪 深度参数 冻结层 300 400mm 铜面 900mm 包括冻结层 渣层 1500 1700mm 放铜口 500mm 放渣口 1400mm 3 贫化工艺操作控制 磁性铁控制 7 2 7 7 挂渣保护炉体 磁性铁含量过高时 铜渣不易 分离 用油枪喷入柴油和氮气还原 冻结层 高品位冰铜 控制 300 500mm 保护炉体 冻结层过厚 炉 体洗刷不够时调节电压和电极插入深度或用带风油枪加入生铁氧化加热 二次电压选择 应根据功率大小 炉渣 冰铜放出温度的高低来调整 如 冰铜温度偏高 炉底过热而熔体上部温度偏低 表面结壳时 则切换较高电压 操作 反之 可选择较低的电压 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 7 炉顶温度 一般控制在 500 1200 电极糊面高度 一般控制范围为 0 5 2 0m 排烟控制 使炉顶保持微负压操作 炉体的维护 防止熔体过热 控制适当的二次电压 贫化操作时视熔体温 度高低调整功率 维护炉底的冻结层在 300 500 之间左右 前面放铜 后面 放渣 采取的是人工开口 泥炮设备堵口的方式进行 机械化精度不够 2 2 2 精炼分厂 一 转炉吹炼 1 吹炼目的 通过造渣 造铜两个周期的吹炼过程 除去铁 硫及其他有害杂质 将从 电炉出来的含铜 50 58 的热冰铜吹炼成含铜 98 5 的粗铜 2 吹炼基本反应 造渣期 1200 1300 90 420min 2FeS 3O2 2FeO 2SO2 2FeO SiO2 2FeO SiO2 渣 6FeO O2 2Fe3O4 FeS 3Fe3O4 5SiO2 5 2FeO SiO2 渣 SO2 Cu2S 2Fe3O4 2Cu 6FeO SO2 造铜期 1200 1250 120 300min 2Cu2S 3O2 2Cu2O 2SO2 Cu2S 2Cu2O 6Cu SO2 图 2 5 转炉吹炼工艺流程 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 8 二 阳极炉吹炼 1 阳极炉参数 固定式 炉体尺寸 3700 x11000 x1100 容积 160t 最大 200 220t 出铜口 2 个 36mm 侧门 2 个 1450 x1000 扒渣口 500 x600 喷煤口 800 x800 回转式 炉体尺寸 3620 x10990 容积 350t 最大 380t 炉口 1280 x1880 烟口 1030 x1530 出铜口 50 取样口 200 2 工艺流程 进料 转炉过来的热粗铜 冷料 残极 冷粗铜 燃料 氧化 除杂 控制温度 1180 1200 主要反应 4Cu O2 2Cu2O Cu2O Me 2Cu MeO Cu2S 2Cu2O 6Cu SO2 倒渣 大约 30 40t 渣量 含铜 30 各种金属氧化物 返转炉吹炼 取样 倒渣完成之后取样 测 S 含量 O 含量 热电偶测量温度 还原 控制温度 1230 1240 还原剂 重油 柴油 石油气 C 基还 原剂 主要反应 2Cu2O C 4Cu CO2 Cu2O CO 2Cu CO2 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 9 浇铸 保证铜水温度稳定 溜槽进行保温作业 铜模也要保温 铜模外形 要平整 不能有卷边 一次性铜模注意更换 脱模剂配比 硫酸钡 98 尾气处理 尾气成分 SO2 CO2 各种金属氧化物 处理 经过余热锅炉沉降 经过电收尘收集 粗粉尘返回备料 细粉尘返 回西科公司 SO2 排到尾气塔 图 2 6 阳极炉精炼流程 2 2 3 电解分厂 一 电解分厂基本状况 电解分厂处在整个铜冶炼流程的末端 主要将 98 99 的粗铜通过电解精 炼加工成 99 99 以上的精铜 云铜电解分厂采用传统电解和艾萨电解两种电解 方式 其中传统电解为主 年产阴极铜 42 万吨 电解分厂使用的原料主要来自 火法精炼分厂所生产的铜品 位约为 98 99 的阳极铜 二 电解过程 1 电解反应 阳极 Cu 2e Cu2 0 34V Cu e Cu 0 51V Cu e Cu2 0 17V 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 10 2H2O 4e 4H O2 1 229V 阴极 Cu2 2e Cu 0 34V 2H 2e H2 0V 2 电解方式及步骤 1 传统电解法 步骤 制作纯铜始极片 由钛板作为阴极 阳极板作为阳极进行电解 生产得到 质量约为 5 7Kg 的始极片 经过剪切 钉耳 拍片等加工步骤成为阴极 图 2 7 始极片制造流程 阳极板经加工处理后吊车入槽 电解 采用低压高电流直流电电解 电解温度保持在 58 65 整个电解 过程中周期比阴极 阳极为 2 1 一个阴极周期结束需放掉电解液 电解完成 后存在残阳极 阴极板整理 需经吹耳 洗耳和烫洗等步骤 最后 2 艾萨电解法 步骤 阳极板经加工处理后吊车入槽 电解 采用低压高电流直流电电解 电解温度保持在 58 65 整个电解 过程中周期比阴极 阳极为 2 1 一个阴极周期不需放掉电解液 电解完成后存 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 11 在残阳极 阴极板经阴极剥片机组自动剥离 再经过烫洗等工序后进行装袋称重并销 售 图 2 8 铜电解流程 3 区别 艾萨法生产的阴极铜从色泽及平整度等方面均优于传统法 外观上 艾萨 法所产的阴极铜优于是直接从不锈钢板上剥离下来 所以没有铜耳 3 电解液 1 电解液循环 图 2 9 电解液循环系统 电解槽中电解液的循环方式为 下进上出 有利于槽中温度 成分的均匀 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 12 但不利于阳极泥的沉降 每一次电解完成后 电解液先经滤网滤沙进入地坑 地坑中是阳极泥和电解液的混合料浆 通过泵的作用将料浆泵入循环系统的集 汇槽 储槽前方有一上清液池 储槽里的料浆经板框过滤使阳极泥与电解液分 离 电解液进入低位槽 由泵泵入高位槽 途中通过钛镍管加热器加热 采用 的是水蒸气加热 维持电解液温度为 58 65 过程中产生的冷凝水供槽面使 用 八个加热器中的一个与精细过滤机相连 精细过滤机与污水槽相连 每隔 一段时间需清理一次 其清洗污水则进入下方的污水池 在低位槽中加入酸 高位槽中加入添加剂 添加剂主要是盐酸 明胶 硫脲 明胶 硫脲为表面活 性剂 使得铜离子沉积得更均匀 平整 2 电解液的净化 包括脱铜 脱砷 锑 铋 脱镍等 脱铜的方法有两种 一种是电积脱铜 另一种为生产硫酸铜 电积脱铜过程是以铅阳极板作为阳极 纯铜始极片作为阴极 电解液中的 铜离子不断在始极片上析出 达到净化电解液的目的 生产硫酸铜步骤为蒸发浓缩 冷却结晶 温度低于 40 自然沉降 离 心机冲洗甩干和装袋称重 得到工业级五水硫酸铜 品位在 94 以上 脱砷 锑 铋的方法是电解脱除 以不溶性铅阳极板做阳极 电解残极做 阴极 得到的砷锑渣也称作黑铜 送往熔炼分厂 脱镍通过生产硫酸镍的方式进行 步骤包括冷却结晶 温度低于 40 采用液氨冷却 自然沉降 离心机甩干和装袋称重 最后得到七水硫酸镍 品 位在 70 左右 3 主要参数 1 阳极板 铜品位 98 5 99 以上 块重 285 5kg 规格 870 840 42mm 残极率 传统电解 17 18 艾萨电解 15 16 2 阴极 始极片 铜品位 99 99 块重 5 7kg 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 13 规格 875 845mm 艾萨电解阴极 316 不锈钢 3 电解液 温度 58 65 酸度 160g L 硫酸浓度 铜离子浓度 45 55g L 添加剂 盐酸 明胶 硫脲 流量 传统电解 25L min 艾萨电解 30L min 进液方式 下进上出 4 电流系统 复联式电解槽 阳极 比阴极多一块 并联连接 全部阴 极 传统电解为 56 块 艾萨电解为 52 块 也并联连接 槽与槽之间为串联连 接 5 电解参数 槽电压 200 400mV 槽电流 传统电解 22 2kA 艾萨电解 27kA 电流密度 300A m2 左右 电流效率 94 95 极距 五 六跨 79mm 七 八跨 85mm 九 十 艾萨电 解 跨 95mm 电耗 320 度 吨 电解周期 传统电解阳极 20 天 阴极 10 天 艾萨电解阳 极 18 天 阴极 9 天 6 电解产品 重量 传统电解 110kg 艾萨电解 60kg 品位 99 99 杂质 国家标准 18 种杂质元素低于 65ppm 银低于 25ppm 云铜 18 种杂质元素低于 30ppm 银低于 8ppm 7 电积脱铜 阳极 极板材料 铅合金阳极 主要反应 2H2O 4e 4H O2 极板数量 38 阴极 极板材料 纯铜始极片 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 14 主要反应 Cu2 2e Cu 极板数量 37 电解槽参数 槽数量 24 槽电压 1 8V 槽电流密度 230A m2 8 脱砷 锑 铋 图 2 10 各离子阴极沉积反应及电位 2 2 4 硫酸分厂 硫酸分厂主要利用铜冶炼过程中剥离的硫元素 SO2 SO3 制酸 以有 效吸收硫 既不污染环境 又制酸获得收益 目前 云铜年产浓硫酸 65 万吨 成为公司盈利最多的产品 图 2 11 制酸流程 2 3 实习成果 这是我的第一次实习 由于专业知识和实习经验的匮乏 所以实习的主要 中南大学冶金与环境学院 2013 级认识实习报告 15 收获在于能够实地参观整个铜生产流程 了解书本知识在生产实践中的应用 了解生产实践中的侧重点 了解铜生产实践中的技术现状以及技术瓶颈 亲临 生产第一线 感受工人师傅在各自岗位的操作以及担负的职责 从而明确我在 往后的学习生活中需要培养的品质 此外 通过对铜生产流程的整体参观 我 深化了对有色冶金相关知识的掌握 这对我往后的学习是很有帮助的 3 体会及建议 3 1 实习体会 总的来说 这次