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毕业实习报告学 院：环境科学与工程学院 专 业：再生资源科学与技术 学生姓名：张学兵 学 号：200610703110 指导教师：徐晓军 2010-3-25目录广西金山铟锗冶金化工有限公司1一：公司概况1二：工艺介绍22.1炼锌流程原理22.2炼铟流程原理42.3废水处理原理6三：工艺流程简图6四：厂区建设7五：实习体会7云南铜业股份有限公司9一：公司概况9二：工艺介绍102.1熔炼102.2精炼122.3电解132.4制硫酸142.5综合回收152.6收尘162.7动力分厂162.8供排水17三：实习体会18附表：19广西金山铟锗冶金化工有限公司本次实习地点是广西金山铟锗冶金化工有限公司，实习的目的是了解此公司的工艺流程，三废的主要来源，污染物的特性以及公司现有的处理方式。结合公司现状，说明公司的循环经济、清洁生产情况，管理状况，环境、技术问题。一：公司概况广西金山铟锗冶金化工有限公司成立于2006年2月份，年产金山牌电解锌10万吨，铟、锗数十吨，同时附产1500吨镉锭，800吨金属铜泥，5000吨铅银渣。原料主要依托南丹县境内多金属富矿及国内外二次含锌、铅、铜、镉有价金属物料。工艺流程设计配置是在原有成熟的湿法工艺和火法工艺基础上有机结合形成独特的“联合法”工艺，此工艺突显强大的综合回收能力。公司依托并充分利用南丹本地,区外和已有的国内外矿产资源及二次资源网络优势,已电解锌生产工艺为基础,进一步综合回收矿产资源中的铟,锗,镉,铜,铅,锑,硫和铁等有价值元素,符合国家有色金属行业清洁,环保,可持续发展的产业发展政策.项目占地650亩,固定资产总投资3.5亿元,建成投产后,每年产出10万吨电解锌,数十吨铟锗,实现年产值17亿元,利税1.5亿元,并安排1000多人就业,具有显著的经济和社会效益。主营产品：氧化锌矿、粗镉、锌浮渣、铜镉渣、锌锭、粗铟 主要市场：大陆、南美、东欧、中东二：工艺介绍本公司所用原矿来至大厂矿区，主要原料为硫化锌精矿，硫化锌精矿运到公司旁边的兄弟公司进行沸腾焙烧变为氧化矿后再运往公司本部进行提炼。氧化矿运到本部料仓存放，然后经过湿法炼锌工艺得到公司主产品锌锭，此冶炼工艺经过浸出、净化、电解、熔铸过程。炼锌工艺浸出工段所产生的渣经过回转窑焙烧，烟气经过冷却后由布袋收集到的养粉是回收铟、锗的主要原料，养粉经过浸出工段，所得浸出液返回锌生产工段炼锌，所得渣再经过酸浸，此工段通过控制不同PH得到含不同主含量的铟或锗浸出液，（锗浸出液PH控制在5.0，铟浸出液应控制在4.2），公司目前已经没有对锗进行回收，主要回收铟。酸浸出液经过净化、萃取、反萃取、置换、铸锭工序得到粗铟锭。在炼锌浸出工段需要对浸取剂进行加热，公司目前有两台锅炉对其进行加热，锅炉所产生的废气通往后山顶烟囱排放，回转窑产生烟气经过布袋收尘和喷淋塔脱硫后也通过此烟囱排放。公司现有两套废水处理方案，锅炉废水、铟置换后废液、雨水冲刷厂区废水以及车间清洗废水经过预处理、澄清、碱液中和、中转后排如应急池，而锅炉废水则经过沉淀、纯碱中和，中转、澄清。经处理后的废水都抽入喷淋塔脱硫。生活污水处理设施正在建设中，其经过厌氧发酵、沉沙、沉淀消毒、再沉淀、澄清后排放。2.1炼锌流程原理 沸腾炉焙烧、其目的是把矿物中的硫化物变为氧化物，焙烧过程中其矿物元素将发生以下物理化学变化：ZnS+2/3O2=ZnO+SO2经焙烧使锌的硫化物变为氧化物，硫呈二氧化硫烟气逸出。矿物中半生的其他金属硫化物也在此过程中得到氧化，如：铜、铁、铟、锗、砷等，其通式可表示为：MeS+3/2O2=MeO+SO2浸出、矿物浸出就是利用适当的溶剂（此公司的浸出剂是硫酸），在一定的条件下使焙烧矿中的一种或几种有价成分溶出，而与其中的杂质分离。硫化锌精矿经焙烧后，所得产物锌焙砂，其主要成分是氧化锌，还有少量的氧化铜、氧化镍、氧化钻、氧化银、氧化砷、氧化锑和氧化铁等。锌焙砂用硫酸水溶液（或废电解液）进行浸出，其主要反应为：ZnOH2SO4ZnSO4H2O浸出的目的是使锌焙砂中的锌尽可能迅速和完全地溶解于溶液中，而有害杂质，如铁、砷、锑等尽可能少的进入溶液。浸出时，以氧化锌型态的锌是很容易进入溶液的，问题在于锌浸出的同时，有相当数量的杂质也进入溶液中，其反应通式为：MezOy十yH2SO4Mez(SO4)y十yH2O为达到浸出目的，浸出过程一般要有中性浸出与酸性浸出两段以上工序。中性浸出的任务，除把锌浸出外，还要保证浸出液的质量，即承担着中和水解除去有害杂质铁、砷、锑等。 净化、本公司采用置换净化法，如果将负电性的金属加入到较正电性金属的盐溶液中，则较负电性的金属将自溶液中取代出较正电性的金属，而本身则进入溶液，较正电性金属则析出沉入底部，从而达到净化浸出液的目的。本公司采用投加锌粉的方法对浸出液进行净化，由下表可知，可出去溶液中的Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ni2+等金属杂质离子。置换反应通式可表示为： 电解沉积、 当直流电通过阴极和阳极导入装有水溶液电解质的电解槽时，水溶液电解质中的正、负离子便会分别向阴极和阳极迁移，并同时在两个电极与溶液的界面上发生还原与氧化反应，从而分别产出还原物与氧化物。其反应式为：在阴极上、Zn2+So42-+2e=Zn+So42-在阳极上、 2H+2OH+2e=1/2O2+2H+H2O 总反应式为 、ZnSo4+H2O=Zn+H2So4+1/2O2 从上式可知，锌将沉积在阴极板上，到一定程度后取出阴极板，人工拨锌后熔铸，即得锌锭。2.2炼铟流程原理铟主要富集在回转窑烟化浸出渣所得的养粉中 ，养粉首先经过浸出工段出去其中的锌，浸出渣再经过以下工艺：酸浸、由于铟阳极泥主要以金属氧化物形态存在，其主要反应如下： 净化、此工段加入净化剂，调整浸出液组成，便于后续的萃取工作。加入铁屑后，主要出杂反应如下：萃取、本公司是利用 P204与磺化煤油溶和后的有机溶剂与其不相溶的In净化液中的In提取出来，P204在非极性溶剂中以双分子的缔合体形态存在，即(HA)2，且在低酸度的硫酸体系中，其萃取金属的反应为阳离子交换反应：P204萃金属的强弱为：In Fe3+Bi Zn Fe2+ Cu。 反萃取、本公司用盐酸作为反萃剂，经过此工段后，In在反萃液中。反应式为：置换、用锌粉置换出铟。反应式如下：置换后的铟经过铸型后就可得到粗铟锭。2.3废水处理原理 本公司采用碱法对脱硫废水进行处理，当加入纯碱后，其与水反应生成氢氧化钠，可使废水中锌、铅、铜、镉、砷等有毒重金属离子生成难溶氢氧化物沉入底部，达到净化废水目的。而其他生产废水用石灰发处理，一些反应式为：生活废水用厌氧发酵的方式进行处理。三：工艺流程简图（见附录）四：厂区建设 目前，公司还在起步阶段，管理、环境保护等项目都显得不成熟，有待提高和改善。但此公司的发展思路符合国家循环经济及清洁生产制度。 公司正努力开发新技术，实现矿物元素的综合回收，规划在未来5年内总产值达到50亿，有一套符合公司实际的先进管理制度。 现公司实验设备齐全，有一只相对完善的研发队伍，可根据公司情况（原料、设备）的变化自主研发新工艺，实现正常生产。公司各部门设有部门经理，经理的职责是管理好本部门的工作，并做好横向、纵向沟通，管理职能图如下: 五：实习体会通过此次毕业实习，我体会到了学校理论知识的学习和工厂实际应用的差距，对自己实践经营的不足有所发现，在之后的毕业论文环节我会根据自己的不足而努力，尽可能提高自己应用理论知识解决实际问题的能力，当然，理论知识是解决实际问题的基石，由于我将从事的冶炼工作，而在公司运行过程中，没有一个十分固定的冶炼方法，这就要求技术人员具备相当扎实的冶炼知识，才能保证把自己的本职工作做好，为公司的正常生产提供保障。这样说来，由于之前对冶金知识接触比较少，而工作正需要这方面的知识，因此我会自觉地弥补这方面的缺陷。实习发现的问题：1、 废水处理用“单碱法”，处理后水用于烟气脱硫，由于水呈碱性，效果还好，但要消耗大量纯碱，经济效益不高，有待改善工艺。根据此废水特性，可用“双碱法”对废水进行处理，即同时加入纯碱和石灰，这样废水中的硫生产硫酸钙沉入底泥，可大大降低废水中硫的浓度，有必要时还可在澄清池中加入絮凝剂，处理效果会更好，由于硫的浓度降低，不会出现“单碱法”中硫饱和现象，脱硫效果也会更好。2、 由于资金问题，现在厂内还没有自己的沸腾焙烧设备，这将制约着公司的发展。车间工作环境较差，安全设施不足，生活区与生产区无绿化带隔离，员工福利很差任务重，我想这些问题都会随着公司的发展得到解决。3、 公司很多设备没有用上，没有实现资源的最大化利用，公司上级应考虑此问题。4、 管理、晋升制度不明确，工资发放不及时，这必将挫伤员工的工作积极性。5、 用铁碳微电解技术回收浸出液中的金属是值得开发的技术。云南铜业股份有限公司一：公司概况公司前身为云南冶炼厂，成立于 1958 年， 1998 年改制为股份制上市公司，更名为“云南铜业股份有限公司”中国改革发展的浪潮和世界铜工业技术的进步，推动着公司实现了跨越式发展。公司生产高纯阴极铜、电工用铜线坏、工业硫酸、金锭、银锭、电工用圆铜线、硫酸铜等主产品，并能综合回收金、银、铝、铋、铂、钯等多种有色金属。公司主产品均采用国际标准组织生产，依靠国际ISO9002 质量保证体系的有效运行，保证产品受到严格的质量控制。主产品“铁峰牌”高纯阴极铜，在上海金属交易所和伦敦金属交易所注册，并荣获“中国品牌产品”称号。 云南铜业股份公司的前身为原云南冶炼厂主体生产经营性资产部分。原云南冶炼厂是国家第一个 5 年计划中 156 项重点建设项目之一，当时国家投资 1.34 亿人民币，形成了年产电铜 6 万吨。硫酸 9 万吨的生产能力。 1998 年 4 月 20 日，在省政府的关心支持下，经国家证监会批准，由云南铜业（集团）有限公司独家发起，将原云南冶炼厂的主体生产经营性资产剥离成功地改制上市，成立“云南铜业股份有限公司”，并于 1998 年 5 月 8 日正式挂牌运行。公司生产的高纯阴极铜、电工用铜线坯、工业硫酸、金锭、银锭五种主产品全部采用国际标准组织生产，并一直保持部、省优质产品称号。高纯阴极铜自1988年获国家银质奖后，1993年获全国用户满意产品称号， 高纯阴极铜在上海金属交易所和LME注册交易， 2004年荣获中国名牌称号。2005年,高纯阴极铜获得国家免检产品荣誉。工业硫酸、金锭、银锭均为“云南名牌”产品。目前公司高纯阴极铜产量居全国第三，白银产量位居全国第一，黄金产量位居全国第八。2007年中国500强企业排行第115位（2005年排名297位，2006年203位），世界铜行业排行第17位，云南省工业企业第1位，常用有色金属冶炼行业全国效益十佳单位。10多年来，各种出厂产品的质量、计量合格率始终保持100%，产品十分畅销，在国内享有良好声誉。二：工艺介绍公司根据冶炼工艺设置以下9大分厂、车间：1、熔炼分厂2、精炼分厂3、电解分厂4、硫酸分厂5、稀贵分厂6、收尘车间7、铜材公司8、动力分厂9、供排水车间2.1熔炼熔炼分厂是火法冶炼的第一道工序，担负着股份公司热冰铜生产的任务，其产品为中间产品，主要是热冰铜及SO2烟气。熔炼分厂主要有备料、艾萨、电炉、锅炉、维修5个生产工区组织，其中，备料、艾萨、电炉为生产工区，锅炉、维修工区为辅助工区。料工序的工作主要是物料准备，主要包括：进厂原料的卸矿、堆放、配料、运料。备料工区现有1#、2#、3#三个精矿库和一个熔剂库，另机修后有70亩空地来露天堆放。现在主要用1#、3#精矿库堆放精矿，2#仓由于地下渗水，只堆放有少量精矿，另堆放有硫磺和其他的杂物。配料在1、3库中完成，国内矿因矿点多，成分复杂采用二次堆式配料，然后与国外铜精矿进行仓式配料。1#精矿仓的储存能力为25000吨，2#精矿仓的储存能力为8000吨，3#精矿仓的储存能力为45000吨。艾萨炉主要由炉体和喷枪系统组成，艾萨熔炼炉是一台圆筒型内衬耐火材的炉子，内径4.4m，高14.7m（不包括底部炉壳），熔池区内衬熔融再结合镁铬砖，炉子上部区域内衬直接结合镁铬砖，炉体未安装水冷构件。混合物料被直接投入炉内，炉内处于一种强烈的搅动状态，入炉的物料被很快熔化,精矿和炉渣的反应时间小于2分钟。炉底设置两个排放口，分别连接两条排放水冷溜槽，冰铜和炉渣由两条溜槽进入贫化电炉。排放间断进行，泥炮/开口机应用得很好，大约3050min排放一次，每次排放20min。艾萨炉的上部进行敞口设计，以便烟气在出炉前突然降低流速，可以降低烟尘率。艾萨炉炉顶为锅炉的受热面，直接成为锅炉的一部分。 艾萨工艺的核心是一根长18.1m的艾萨喷枪，喷枪将富氧空气和燃油喷入熔融渣层，喷枪插入熔体大约300mm左右位置。艾萨喷枪的空气由一台德国ATLAS风机提供，最大供风能力40000Nm3/h，风机采取0.15Mpa恒压控制。氧气来自两座制氧装置，一座生产能力为16000Nm3/h制氧装置，另一座生产能力6500Nm3/h，根据艾萨炉加料量的不同来决定开启制氧装置的座数。由氧气站送出的氧气和艾萨ATLAS风机送来的压缩风在混氧器中进行混合，混合好的富氧空气通过由喷枪送入艾萨炉，富氧空气的通过让喷枪外壁自然形成了一层冷凝渣层，从而有效地保护了喷枪端部。喷枪采用两层同心套管，内管喷油，外管喷富氧空气，喷枪前部设置一个旋流器可以有效地将富氧空气和油混合均匀。从炉顶出来的烟气送往余热锅炉降温和除尘，余热锅炉出来烟气送往电收尘系统进一步除尘，除尘后的烟气送往制酸系统。熔炼出来的熔融炉渣/冰铜混合产品从炉底水冷式排放口排入2#贫化电炉，在此进行冰铜和炉渣的分离。贫化电炉工序 艾萨炉出来的冰铜和炉渣混合熔体通过溜槽进入贫化电炉内进行沉清分离，转炉渣也返回贫化电炉，炉渣水淬丢弃，冰铜送往转炉进行吹炼，烟气经过沉降室、电收尘降温除尘后和转炉烟气混合送往制酸系统。另外贫化电炉还处理自身产出烟尘和部分返回物料。贫化电炉由原有2#电炉改造而来，炉膛面积133.1m2，有6根直径1.2m的自焙电极 。锅炉工序艾萨炉烟气从炉顶出来后进入OSCHATZ余热锅炉，烟气在这里进行降温、除尘和回收余热。事实上从艾萨炉炉顶开始就已经属于余热锅炉，炉顶上部是冷却屏和3m过度段，冷却屏和3m过度段的设计安排可以有效地处理粘接物和紧急状况下插入水冷闸板，接下来的是余热锅炉的一通道、二通道、三通道。一通道高达30.7m，烟尘重力沉降直接落入艾萨炉炉内，二、三通道的烟尘落在在刮板上，进入尾部灰管，经破碎成为细粉状烟尘，由单仓泵输送贫化电炉。工艺简图如下：2.2精炼精炼分厂主要生产任务是将ISA炉、贫化电炉生产出来的冰铜和外购冷铜，经转炉吹炼和阳极炉精炼两个工序过程，生产出满足电解精炼的阳极铜。转炉吹炼工序如下：2.3电解电解分厂主要担负着公司主产品高纯阴极铜及三个副产品硫酸铜、硫酸镍、阳极泥的生产任务。目前电解分厂有8个跨，共有电解槽1908个，产量规模已达到32.5万吨/年，通过挖潜和改造将达到3638万吨/年。云铜2007年电铜产量为38万吨，占中国铜产量（360万吨）的12.0，在国内同行业名列第3位。目前公司正进行电解9、10跨的施工建设，采用不锈钢阴极系统，使公司电解系统步入世界先进水平行列。届时生产能力将超过50万吨/年。工艺流程如下：2.4制硫酸目前硫酸分厂共4个制酸系列：硫酸一、二系列为一转一吸的工艺流程，三、四系列为两转两吸的工艺流程。一转一吸就是经过一次转化一次吸收，两次转化就是经过两次转化两次吸收。一转一吸处理的SO2浓度低，浓度 4%至6%，而两转两吸可以处理高浓度的SO2气体，浓度8%至10%，有些厂家高达11%。烟气制酸工艺流程如下：净化工序 除杂质（烟气中含有矿尘三氧化二砷、氟化物、水蒸气等），降温、除水，为下一道工序提供合格的烟气。干吸工序：烟气的干燥与吸收，经净化工序的冶炼烟气进入干燥塔除去水份，经风机送入转化工序，SO3烟气进吸收塔被浓酸吸收生成硫酸转化工序： 将净化后的烟体中的SO2转化成 SO3，以供吸收岗位制取硫酸。转化反应式： 2SO2+O2 2SO32.5综合回收稀贵分厂以电解铜阳极泥为原料，采用湿法、火法选冶联合流程，生产出主产品金、银和副产品铂、钯等贵重金属。 稀贵分厂最早成立于1968年，以电解铜阳极泥为原料，采用湿法、火法选冶联合流程，生产出主产品金、银和副产品铂、钯等贵重金属，2002年12月通过了上海黄金交易所的注册认证 ，成为云南省唯一一家上海黄金交易所会员单位及全国18家指定黄金精炼定点生产厂之一 。目前，稀贵分厂已形成年产白银450t、黄金10t的生产。2007年完成白银生产405吨，产量位居全国第一；黄金12吨位居全国第八。2.6收尘烟气是火法冶金流程中各冶金炉窑的主要产生物之一。收尘车间的任务简单说就是对流程中各冶金炉窑所产生的烟气进行抽排和除尘处理。 收尘车间主要以收尘器和风机为主，目前共有15台锅炉引风机，7台电收尘器和1台布袋收尘器用于整个火法流程中的烟气抽排和净化。其中艾萨和转炉烟气以及烧结系统生产时的主烟气由于SO2浓度高，主要用于制酸。其它环保烟气由于SO2浓度较低而向大烟囱外排。烟尘的处理主要是两种方式，艾萨和转炉烟尘通过用稀酸调浆后送西科公司提取有价元素。备料和电炉烟尘返回主流程。2.7动力分厂主要担负公司供电、供风(包括高压风和压缩风)的工作。系统供电 35kV进线回路：公司有铜厂I、II、III回线路，导线：TJ300，输送能力约35MW。接自昆明供电局的普吉变电站， 全长3km。35kV级降压站 云铜公司有3座35kV级变电站：动力分厂总降压站 矿热电炉降压站 电解7、8跨整流变电站 锌厂降压站。云铜总降压站 有3台35/6kV、20MVA主变压器，正常运行方式为2用1备，正常运行负荷3134.5MW，运行负荷上限为35MW。矿热电炉降压站 有2组35kV直降的炉用变压器，每组由3台10MVA单相炉用变压器组成，通过短网和6根电极把低电压大功率的电能输送给矿热电炉，熔化精矿生产冰铜。正常运行方式：1台电炉工作，1台电炉冷态备用电解7、8跨整流变电站 有2台DC35KV，24000A的电解整流设备。7、8跨各使用一台，现满负荷作业，正常使用负荷6000KVA。电解直流供电 动力硅整流的作用是把交流电通过整流系统变成直流电供电解槽电解用；整流的配电站包括3个部分：1-4跨配电，5-6跨配电，7-8跨配电；1-4跨配电站的供电还包括了四泵站，铁路站，稀贵分厂，10吨锅炉，脱铜等回路；7-8跨配电是从铜厂和线T接来的35KV整流。电炉供电 动力电炉组是负责1#、2#电炉的供电部门，根据生产所需，由动力操作人员根据熔炼冶炼人员提出的负荷需求，操作电极达到所需的负荷，并进行保持所需的负荷需求，并根据熔炼冶炼人员提出的负荷变动要求，在允许范围内进行负荷的调整，达到冶炼的要求。供压缩风 动力空压站主要承担公司压缩工艺用风的核心部分。压缩风根据工艺要求分为工艺用风，吹扫，搅拌，动力用风等主要承担艾萨炉，转炉，阳极炉，中和站，硫酸，电解，稀贵，加工，收尘等部门的压缩风供应。供高压风 动力风机房是转炉高压风供应的核心部份。目前风机系统主要新老机型组成，共有5台高压鼓风机。1#、2#、3#风机是老风机， 4#、5# ATLAS风机。2.8供排水供排水车间主要职责： 1) 公司及周边地区生活用水的供给； 2) 公司生产用水的供给； 3) 公司全部废水的达标处理及排放。中和站 处理来自硫酸分厂净化工序、稀贵分厂、西科公司转炉烟尘处理产生的酸性污水和其它一些酸性污水。三：实习体会在冶炼过程中回收硫化铜精矿所含的贵金属、稀散金属及其他重金属。硫化铜精矿中常含有以下金属：铜、铅、锌、砷、锑、铋、钴、镍、镉、铟、硒、碲、金、银。反射炉炼铜过程中，有价金属的分布见图。在铜熔炼过程，进入冰铜的有价金属有：95以上的金、银，60左右的铅、锌、碲，50左右的铟、硒，30左右的砷、锑。进入烟尘的铋占2050以上，其他金属则比较分散。在吹炼和火法精炼过程，金、银几乎全部留在阳极铜中，其他有价金属大部分进入烟尘。处理此种烟尘可回收铅、铋、铜、镉、铟、铊、锌等金属。精矿中含钴、镍较高时，大部分钴和部分镍进入转炉渣，经电炉贫化，钴、镍富集于冰铜，可从中回收。在电解精炼过程，阳极中几乎全部的金、银、硒、碲、铅、锡、铂族金属和大部分铋、锑进入阳极泥可在处理阳极泥时综合回收；镍、铁、锌等负电性元素进入电解液，在净化电解液时以硫酸镍的形态回收镍。综上所述；有价金属在炼铜过程中得到了富集，有很好的综合回收前景，在这方面，云南铜业股份有限公司很大程度上已经做到了，但依然存在很多不足，有待提高和改善。通过此次实习，我对云南铜业股份有限公司的工艺流程有较深入的了解，同时也发觉自己还有许多不足的地方，在之后的毕业论文环节，我必将努力弥补自己这些方面的不足。附表：