基于系統節能的銅冶煉過程能耗分析

摘? ? 要：銅冶煉作為我國經濟體系中的重要內容，近年來隨著能源成本的不斷升高，以及新能源發展戰略的推行，要求銅冶煉企業能夠積極應用技能技術，并且通過系統節能理論，來實現銅冶煉的節能。通過系統節能的方式來對能源利用情況進行分析，還能夠對冶煉企業帶來良好的經濟效益跟社會效益，本文主要就基于系統節能的銅冶煉過程能耗情況進行探究分析。

關鍵詞：系統節能;銅冶煉;能耗分析

1? 前言

近年來隨著我國社會經濟的不斷發展，對于銅的需求量也進一步增大。但是我國銅精礦的產量遠遠不足以滿足國內銅行業的發展需求，對于我國的經濟發展也造成了比較嚴重的制約。通過系統節能方法的應用，能夠顯著降低生產所需的能源成本，對于企業整體競爭能力的提升也有著非常重要的意義。

2? 銅锍吹煉機理

目前我國多是采用火法冶煉的模式來進行銅的加工制作，在濕法銅冶煉的應用力度不足。在火法冶銅過程中主要包含有熔煉、吹煉以及精煉三部分的內容。銅锍吹煉作為火法煉銅中的關鍵工藝之一，現階段主要采用的是PS轉爐吹煉來進行作業。在PS轉爐吹煉過程中是個非封閉性的系統，還具備有間歇式、非線性、強耦合的特點。通過銅锍冶煉模式能夠直接將熔煉到的銅锍送入到PS轉爐中進行吹煉，通過鼓入空氣或者富氧空氣的方式，來維系反應的正常運行。此外可以通過投放冷料的方式進行剩余熱量的吸收工作，最終獲得冶煉好的銅。

3? 銅冶煉的節能現狀

在現階段的銅冶煉工作中，銅精礦到陽極銅冶煉所需要消耗的能源量數據變化非常大，主要是因為不同能源耗量結算標準不同以及參數數據種類過于繁多等因素所導致的。此外因為不同企業自身應用的銅冶煉方式存在有較大的差異性，因此在各類能源的消耗過程中也就存在有一定區別。在一般情況下，絕大部分的銅冶煉企業能源消耗量能夠控制在國家相關部門的規定標準中，但是依舊有很多企業對于銅冶煉節能技術的重視力度不足，也沒有在生產過程中積極應用到節能技術，直接影響到了企業的經濟效益跟生態效益。

4? 銅冶煉節能技術概述

4.1? 提升熔煉環節的效率

為了促進銅冶煉節能效果得到進一步的提升，要求銅冶煉企業還需要做好不斷提升熔煉環節的工作效率，通過閃速熔煉技術的應用，能夠對現有的熔煉技術進行不斷的完善跟優化。比如說目前我國銅冶煉行業中所采用熔煉技術的能源消耗量僅僅只有25%左右。通過熔煉模式的更新，借助于奧圖泰熔煉技術等先進技術，能夠讓能源的節約效率控制在50%左右，對于同冶煉企業節能工程節能效益的提升也有著非常重要的推動作用。

4.2? 助燃氣的應用

本文中所說的助燃氣體主要包含有氧氣或者其他氧元素含量比較高的氣體，因此在銅冶煉過程中可以適當添加一些助燃類的氣體，這樣可以讓各種燃料得到充分的發揮，對于煙氣的排放的降低也有著重要意義。對于高銅冶煉節能實效性的發揮也有著重要意義。目前我國在銅冶煉過程中，采用的助燃氣體氧氣濃度跟含量一般都會控制在70%左右，對于一些規模比較大的銅冶煉企業，還會將助燃氣體的氧含量控制在90%左右，對于銅冶煉水平的提升也有著重要意義。

4.3? 提升熱能資源的利用率

目前在銅冶煉企業熱能資源的利用過程中，多是采用熔煉以及吹煉等多種方式來進行熱能資源的有效收集，從而早保障銅冶煉效果基礎上，獲得良好的節能效果。此外部分銅冶煉企業還要通過收集陽極爐等設備，能夠將其應用在供電或者維持銅冶煉爐干燥環境等工作上，借此來提升銅冶煉企業的熱能資源利用效率。就目前我國銅冶煉企業的熱能資源利用效率進行分析，因為不同企業采用的銅原料不盡相同，因此其熱能跟節能水平也存在有非常大的差異性。

4.4? 制酸階段的耗能

較之于銅冶煉其他環節而言，制酸環節對于其他各類資源都有著非常大的需求量，為了獲得良好的節能理念貫徹效果，需要相關銅冶煉企業能夠進一步加強對制酸環節節能技術的應用力度，具體而言，就是在制酸過程中積極搜集其所產生的熱量，隨后將這些熱能二次利用在銅的冶煉工作中，來實現良好的循環。在制酸過程中還需要盡可能利用濃度比較高的二氧化硫氣體。這樣能夠在根本上提升各種資源的整體利用效率，對于我國銅冶煉行業的進一步發展也有著非常重要的意義。

5? 銅冶煉減排分析

5.1? 銅冶煉污染氣體的排放現狀跟節能技術分析

在銅冶煉過程中還會產生大量的污染氣體，就這些氣體的排放跟捕集情況進行分析，我國較之于其他發達國家的銅冶煉企業還存在有非常大的差異性。就相關研究表明，我國在銅冶煉企業提升二氧化硫氣體利用率還具備有非常重要的意義。首先在銅冶煉制酸初期需要提升二氧化硫氣體的利用效率，借此來實現氣體數量以及純度的最大化，此外還要不斷降低二氧化硫氣體的吸收量，并要通過多種策略來實現氣體跟銅冶煉過程中生成其他氣體的有效結合，從而滿足制酸工作的具體需求。其次在進行銅冶煉過程中，需要盡可能的使用一些濃度比較低的二氧化硫氣體，并且要將其加工成其他氣體應用在各個領域的生產環節中。最后還需要采用石灰等含堿量比較低高的物質來進行廢酸的中和處理，這樣能夠實現酸的回收利用，對于銅冶煉行業經濟效益的提升也有著非常重要的意義。

目前在進行銅冶煉污染氣體的減排工作開展過程中，因此在銅冶煉過程中也就需要注意好以下幾個方面的內容：①對于制酸后或者銅冶煉之后其他環節內所產出的濃度比較低的氣體，需要積極采用利用吸收手段，來減少二氧化硫等污染氣體排放量，來達到節能減排的效果。②在原有基礎上提升二氧化硫跟煙塵吸收的監管工作力度，達到預期的節能減排效果。③在銅冶煉過程中需要進一步延長銅冶煉的吹煉條，就根本上減少污染氣體的生產量，對于節能效果的提升也有著非常重要的意義。

5.2? 銅冶煉過程中的污水排放以及技術分析

在進行銅冶煉過程中，需要結合不同生產環節的具體需求，其產生的廢水種類也存在有比較大的差異性。在銅冶煉設備運行以及生產過程中，還會產生大量的冷卻水，但是這些廢水較之于其他廢水還有著數量非常大，還占據了銅冶煉企業排放廢水的95%左右，只有這樣才能夠起到良好的廢水減排效果。對于一些含酸量比較高的廢水，這些廢水主要是因為從制酸階段、銅冶煉場地的沖洗跟雨水積累的產生，對于生態環境也有著非常嚴重的破壞。為了起到良好的廢水污染量排放效果，也就需要做好以下幾方面的工作：①進一步提升銅冶煉企業排水系統的優質性，嚴格按照污水分流的原則來進行污水的分類處理，在此基礎上進行時效性跟經濟性排水系統的合理設計。②做好對含酸等物質廢水的集中處理工作，隨后需要通過沉淀、中和等化學反應直接直接排除掉污水中的有效物質，避免污水排放對于生態環境所造成的嚴重破壞。避免銅冶煉過程中產生的污水排放問題發生。

6? 結論

綜上所述，銅冶煉行業在生產過程中還存在有比較嚴重的問題，但是在具體運行過程中存在有非常嚴重的能源耗費跟生態環境污染等問題發生，直接影響到銅冶煉行業的持續與穩定發展。本文主要就銅锍吹煉機理以及銅冶煉的節能模式進行了探究分析，然后針對性的提出了幾點節能優化策略，希望能夠為相關銅冶煉企業的持續穩定發展提供一些理論上的幫助。

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作者簡介：

羅義，工程師，研究方向為能源化工。