基于系统节能的铜冶炼过程能耗分析

摘    要：铜冶炼作为我国经济体系中的重要内容，近年来随着能源成本的不断升高，以及新能源发展战略的推行，要求铜冶炼企业能够积极应用技能技术，并且通过系统节能理论，来实现铜冶炼的节能。通过系统节能的方式来对能源利用情况进行分析，还能够对冶炼企业带来良好的经济效益跟社会效益，本文主要就基于系统节能的铜冶炼过程能耗情况进行探究分析。

关键词：系统节能;铜冶炼;能耗分析

1  前言

近年来随着我国社会经济的不断发展，对于铜的需求量也进一步增大。但是我国铜精矿的产量远远不足以满足国内铜行业的发展需求，对于我国的经济发展也造成了比较严重的制约。通过系统节能方法的应用，能够显著降低生产所需的能源成本，对于企业整体竞争能力的提升也有着非常重要的意义。

2  铜锍吹炼机理

目前我国多是采用火法冶炼的模式来进行铜的加工制作，在湿法铜冶炼的应用力度不足。在火法冶铜过程中主要包含有熔炼、吹炼以及精炼三部分的内容。铜锍吹炼作为火法炼铜中的关键工艺之一，现阶段主要采用的是PS转炉吹炼来进行作业。在PS转炉吹炼过程中是个非封闭性的系统，还具备有间歇式、非线性、强耦合的特点。通过铜锍冶炼模式能够直接将熔炼到的铜锍送入到PS转炉中进行吹炼，通过鼓入空气或者富氧空气的方式，来维系反应的正常运行。此外可以通过投放冷料的方式进行剩余热量的吸收工作，最终获得冶炼好的铜。

3  铜冶炼的节能现状

在现阶段的铜冶炼工作中，铜精矿到阳极铜冶炼所需要消耗的能源量数据变化非常大，主要是因为不同能源耗量结算标准不同以及参数数据种类过于繁多等因素所导致的。此外因为不同企业自身应用的铜冶炼方式存在有较大的差异性，因此在各类能源的消耗过程中也就存在有一定区别。在一般情况下，绝大部分的铜冶炼企业能源消耗量能够控制在国家相关部门的规定标准中，但是依旧有很多企业对于铜冶炼节能技术的重视力度不足，也没有在生产过程中积极应用到节能技术，直接影响到了企业的经济效益跟生态效益。

4  铜冶炼节能技术概述

4.1  提升熔炼环节的效率

为了促进铜冶炼节能效果得到进一步的提升，要求铜冶炼企业还需要做好不断提升熔炼环节的工作效率，通过闪速熔炼技术的应用，能够对现有的熔炼技术进行不断的完善跟优化。比如说目前我国铜冶炼行业中所采用熔炼技术的能源消耗量仅仅只有25%左右。通过熔炼模式的更新，借助于奥图泰熔炼技术等先进技术，能够让能源的节约效率控制在50%左右，对于同冶炼企业节能工程节能效益的提升也有着非常重要的推动作用。

4.2  助燃气的应用

本文中所说的助燃气体主要包含有氧气或者其他氧元素含量比较高的气体，因此在铜冶炼过程中可以适当添加一些助燃类的气体，这样可以让各种燃料得到充分的发挥，对于烟气的排放的降低也有着重要意义。对于高铜冶炼节能实效性的发挥也有着重要意义。目前我国在铜冶炼过程中，采用的助燃气体氧气浓度跟含量一般都会控制在70%左右，对于一些规模比较大的铜冶炼企业，还会将助燃气体的氧含量控制在90%左右，对于铜冶炼水平的提升也有着重要意义。

4.3  提升热能资源的利用率

目前在铜冶炼企业热能资源的利用过程中，多是采用熔炼以及吹炼等多种方式来进行热能资源的有效收集，从而早保障铜冶炼效果基础上，获得良好的节能效果。此外部分铜冶炼企业还要通过收集阳极炉等设备，能够将其应用在供电或者维持铜冶炼炉干燥环境等工作上，借此来提升铜冶炼企业的热能资源利用效率。就目前我国铜冶炼企业的热能资源利用效率进行分析，因为不同企业采用的铜原料不尽相同，因此其热能跟节能水平也存在有非常大的差异性。

4.4  制酸阶段的耗能

较之于铜冶炼其他环节而言，制酸环节对于其他各类资源都有着非常大的需求量，为了获得良好的节能理念贯彻效果，需要相关铜冶炼企业能够进一步加强对制酸环节节能技术的应用力度，具体而言，就是在制酸过程中积极搜集其所产生的热量，随后将这些热能二次利用在铜的冶炼工作中，来实现良好的循环。在制酸过程中还需要尽可能利用浓度比较高的二氧化硫气体。这样能够在根本上提升各种资源的整体利用效率，对于我国铜冶炼行业的进一步发展也有着非常重要的意义。

5  铜冶炼减排分析

5.1  铜冶炼污染气体的排放现状跟节能技术分析

在铜冶炼过程中还会产生大量的污染气体，就这些气体的排放跟捕集情况进行分析，我国较之于其他发达国家的铜冶炼企业还存在有非常大的差异性。就相关研究表明，我国在铜冶炼企业提升二氧化硫气体利用率还具备有非常重要的意义。首先在铜冶炼制酸初期需要提升二氧化硫气体的利用效率，借此来实现气体数量以及纯度的最大化，此外还要不断降低二氧化硫气体的吸收量，并要通过多种策略来实现气体跟铜冶炼过程中生成其他气体的有效结合，从而满足制酸工作的具体需求。其次在进行铜冶炼过程中，需要尽可能的使用一些浓度比较低的二氧化硫气体，并且要将其加工成其他气体应用在各个领域的生产环节中。最后还需要采用石灰等含碱量比较低高的物质来进行废酸的中和处理，这样能够实现酸的回收利用，对于铜冶炼行业经济效益的提升也有着非常重要的意义。

目前在进行铜冶炼污染气体的减排工作开展过程中，因此在铜冶炼过程中也就需要注意好以下几个方面的内容：①对于制酸后或者铜冶炼之后其他环节内所产出的浓度比较低的气体，需要积极采用利用吸收手段，来减少二氧化硫等污染气体排放量，来达到节能减排的效果。②在原有基础上提升二氧化硫跟烟尘吸收的监管工作力度，达到预期的节能减排效果。③在铜冶炼过程中需要进一步延长铜冶炼的吹炼条，就根本上减少污染气体的生产量，对于节能效果的提升也有着非常重要的意义。

5.2  铜冶炼过程中的污水排放以及技术分析

在进行铜冶炼过程中，需要结合不同生产环节的具体需求，其产生的废水种类也存在有比较大的差异性。在铜冶炼设备运行以及生产过程中，还会产生大量的冷却水，但是这些废水较之于其他废水还有着数量非常大，还占据了铜冶炼企业排放废水的95%左右，只有这样才能够起到良好的废水减排效果。对于一些含酸量比较高的废水，这些废水主要是因为从制酸阶段、铜冶炼场地的冲洗跟雨水积累的产生，对于生态环境也有着非常严重的破坏。为了起到良好的废水污染量排放效果，也就需要做好以下几方面的工作：①进一步提升铜冶炼企业排水系统的优质性，严格按照污水分流的原则来进行污水的分类处理，在此基础上进行时效性跟经济性排水系统的合理设计。②做好对含酸等物质废水的集中处理工作，随后需要通过沉淀、中和等化学反应直接直接排除掉污水中的有效物质，避免污水排放对于生态环境所造成的严重破坏。避免铜冶炼过程中产生的污水排放问题发生。

6  结论

综上所述，铜冶炼行业在生产过程中还存在有比较严重的问题，但是在具体运行过程中存在有非常严重的能源耗费跟生态环境污染等问题发生，直接影响到铜冶炼行业的持续与稳定发展。本文主要就铜锍吹炼机理以及铜冶炼的節能模式进行了探究分析，然后针对性的提出了几点节能优化策略，希望能够为相关铜冶炼企业的持续稳定发展提供一些理论上的帮助。

参考文献：

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作者简介：

罗义，工程师，研究方向为能源化工。