王立鋒

【摘 要】由于銅火法這一工藝存在著比較多的安全隱患，故銅火法冶煉廠必須從原料的儲(chǔ)存、使用，以及生產(chǎn)流程的管理等方面，對(duì)冶煉廠的安全設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證生產(chǎn)安全的同時(shí)，維護(hù)周邊環(huán)境安全。為此，論文通過對(duì)銅火法冶煉工藝的流程進(jìn)行概述，在分析了銅火法冶煉工藝危險(xiǎn)因素的基礎(chǔ)上，對(duì)銅火法冶煉廠的安全設(shè)施進(jìn)行了設(shè)計(jì)，以期進(jìn)一步提高我國銅火法冶煉廠生產(chǎn)的安全性，保護(hù)操作人員的生命安全。

【Abstract】 As the hidden danger of copper fire method， so the copper smelting plant must design the safety facilities of smelting plant form the aspects of the storage and use of raw materials， and the management of production process， to ensure the safety production and maintenance the safety of surrounding environment. This paper summarizes the copper smelting process， based on the analysis of the risk factors of copper smelting process， safety facilities of copper smelting plant is designed， in order to further improve the security of China's copper smelting plant， protect the safety of operating personnel.

【關(guān)鍵詞】銅火法；安全設(shè)施；設(shè)計(jì)研究

【Keywords】copper fire method； safety facilities； design research

【中圖分類號(hào)】TF63 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）11-0150-02

1 引言

銅作為一種主要的工業(yè)用料，具有較為廣泛的應(yīng)用范圍。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，對(duì)于銅冶煉技術(shù)的研究程度也在不斷深入，時(shí)至今日我國的銅冶煉水平較以往取得了極大進(jìn)步，這也使得我國部分大型銅冶煉廠的冶煉技術(shù)得到了提高，不僅促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也有利于推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)進(jìn)步。然而，由于銅冶煉過程中存在著比較多的危險(xiǎn)因素，若未能做好相應(yīng)的安全設(shè)計(jì)分析與安全管理，則極其容易發(fā)生安全事故，造成不同程度的經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡。鑒于此，對(duì)銅火法冶煉廠的安全設(shè)施設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，具有十分重要的實(shí)際意義。

2 銅火法冶煉工藝的流程概述

銅火法冶煉的工藝流程為：首先，利用蒸汽干燥機(jī)對(duì)經(jīng)過配料后的銅精礦進(jìn)行干燥處理，保證其含水率在0.3%以下，并利用加料系統(tǒng)將其噴射進(jìn)閃速熔煉爐之中，在氧氣與天然氣的共同作用下，形成銅锍，再將銅锍放進(jìn)吹煉爐中，形成銅含量在95%以上的粗銅；其次，利用陽極爐對(duì)粗銅進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，形成銅含量在98%以上的陽極銅，經(jīng)過澆筑后形成陽極板，之后利用濕法電解工藝形成銅含量約99.99%的陰極銅；再次，利用煙氣的余熱，通過兩轉(zhuǎn)兩吸工藝，生成硫酸；最后，利用磨浮工藝對(duì)緩冷之后的熔煉渣進(jìn)行銅精礦回收，同時(shí)，利用濕法電解工藝以及卡爾多爐火法工藝，對(duì)電解時(shí)產(chǎn)生的陽極泥進(jìn)行金、銀等有價(jià)金屬的回收。

3 銅火法冶煉工藝危險(xiǎn)因素分析

3.1 化學(xué)品危險(xiǎn)分析

銅火法冶煉工藝的生產(chǎn)過程中，需要用到的化學(xué)物品主要包括二氧化硫、硫酸、氯氣、鹽酸、天然氣、硝酸、二氧化硫、氫氧化鈉、硫化氫以及壓縮的氧、氮等[1]。其中，天然氣是一種易燃性氣體；氯氣、硫化氫、二氧化硫?qū)儆谟卸拘詺怏w；壓縮的氧、氮?jiǎng)t屬于不燃的壓縮性氣體；硝酸、鹽酸以及硫酸等屬于腐蝕性液體。

3.2 生產(chǎn)過程危險(xiǎn)分析

銅火法冶煉工藝生產(chǎn)過程中的危險(xiǎn)，總體來說，主要包括機(jī)械性傷害、高空墜落、火災(zāi)、易燃易爆物品的爆炸、化學(xué)傷害、起重傷害、觸點(diǎn)以及高溫燙傷等。而不同的生產(chǎn)場所，其危險(xiǎn)設(shè)施與主要危險(xiǎn)因素是不同的[2]。例如，在儲(chǔ)存生產(chǎn)原料的場所中，主要的危險(xiǎn)設(shè)施便是吊車與膠帶運(yùn)輸機(jī)，其主要危險(xiǎn)因素便是起重傷害與機(jī)械性傷害這兩種；而在熔煉車間，主要危險(xiǎn)設(shè)施便是熔煉爐、吹煉爐、余熱鍋爐、陽極爐以及氧氣管道、天然氣管道和煙氣管道，其主要危險(xiǎn)因素便是火災(zāi)、爆炸、灼燙以及中毒和泄漏爆炸。

4 銅火法冶煉廠安全設(shè)施的設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)原則

由于銅火法這一冶煉工藝的生產(chǎn)環(huán)節(jié)比較多，生產(chǎn)流程比較長，故其大多數(shù)工藝流程中，均存在著安全隱患以及工業(yè)衛(wèi)生問題。所以，銅火法冶煉廠安全設(shè)施的設(shè)計(jì)，必須秉承著“安全第一、預(yù)防為主”的原則。具體來說，首先，制定合理的工藝方案，選擇自動(dòng)化程度高、工作穩(wěn)定性較強(qiáng)的設(shè)備，來增強(qiáng)生產(chǎn)過程中的安全性；其次，在符合安全間距的基礎(chǔ)上，提高布置的科學(xué)性，進(jìn)而確保整個(gè)生產(chǎn)過程的順利，方便；最后，制定安全防范與應(yīng)急救援設(shè)備，盡可能降低安全事故發(fā)生率，或者減輕事故的危害。

4.2 生產(chǎn)設(shè)備的安全設(shè)計(jì)

在銅火法冶煉廠中，主要的生產(chǎn)設(shè)備均放置在冶煉車間與電解車間中，需要此類生產(chǎn)裝置處理的介質(zhì)，不僅數(shù)量巨大，且其蘊(yùn)含的能量也是巨大的，且部分還具有毒害性[3]。為此，自動(dòng)化、大型化的冶煉設(shè)備的選擇，是確保生產(chǎn)安全的主要途徑?，F(xiàn)如今，我國應(yīng)用比較成熟的冶煉設(shè)備，主要有閃速吹煉爐、閃速熔煉爐以及回轉(zhuǎn)式陽極爐等，不僅工藝先進(jìn)，且具有比較高的自動(dòng)化水平以及處理能力。具體來說，此類設(shè)備的共同特點(diǎn)即為自動(dòng)化水平高，處理物料的能力強(qiáng)，能夠在很大程度上降低工作量，進(jìn)而降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。為了進(jìn)一步確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，通常情況下，大型的銅冶煉廠均會(huì)配置DCS控制系統(tǒng)，以此來對(duì)生產(chǎn)的整個(gè)過程進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的安全隱患，并采取有效措施予以解決。endprint

4.3 建筑物與總布置圖的安全設(shè)計(jì)

一方面，建筑物的安全設(shè)計(jì)。銅冶煉廠的建筑物主要分為熔煉主廠房、電解廠房、銅精礦庫以及渣選礦廠房等，其安全等級(jí)與耐火等級(jí)均為二級(jí)。在對(duì)銅火法冶煉廠的建筑物進(jìn)行安全設(shè)計(jì)時(shí)，必須根據(jù)防火規(guī)范對(duì)其鋼結(jié)構(gòu)的各個(gè)承重構(gòu)件進(jìn)行防火處理。同時(shí)，綜合分析各個(gè)生產(chǎn)車間的腐蝕程度，實(shí)行針對(duì)性的防護(hù)處理。例如，地面與地溝要采取乙烯基樹脂玻璃隔離層或者聚脲整體防腐面層；而鋼結(jié)構(gòu)的表面，則需要在除銹后，涂刷聚氯乙烯含氟螢丹防腐涂料，等[4]。另一方面，銅冶煉廠總布置圖的安全設(shè)計(jì)，必須符合以下幾方面原則：其一，盡可能滿足生產(chǎn)工藝流程的實(shí)際需要，確保工藝物料運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性，保證人、貨分流；其二，明確功能分區(qū)以及路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，保證平面布局的合理性以及交通的順暢性與安全性，達(dá)到土地的經(jīng)濟(jì)利用；其三，遠(yuǎn)近期布置相結(jié)合，即在確保近期布置合理性的同時(shí)，為遠(yuǎn)期發(fā)展留有余地；其四，嚴(yán)格遵守國家建筑防火設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以及相關(guān)規(guī)程要求。

4.4 應(yīng)急救援方案與設(shè)備的安全設(shè)計(jì)

第一，在必要的位置，安裝洗眼器、防化服、噴淋裝置、防毒面具等急救設(shè)備。第二，LNG站的設(shè)備要采取露天布置法，通過建立圍墻將其與其他設(shè)備分離，并在站區(qū)的內(nèi)外設(shè)置環(huán)形的消防通道[5]。同時(shí)，在LNG站內(nèi)安裝水噴淋消防以及完善的低溫檢測、火焰檢測以及氣體泄漏檢測設(shè)備。第三，在存放易燃易爆等危險(xiǎn)物料的位置，安裝可燃?xì)怏w報(bào)警器；在存放有毒化學(xué)物品的場所，安裝有毒氣體探測儀器，且要將信號(hào)與DCS系統(tǒng)相連接。第四，為工作人員分發(fā)勞動(dòng)服裝與鞋帽，火法車間的工作人員還要配備防護(hù)眼鏡；同時(shí)，在行政區(qū)內(nèi)設(shè)置洗浴中心、員工公寓，在各個(gè)車間內(nèi)設(shè)置洗手池以及事故沖淋等安全衛(wèi)生防護(hù)設(shè)施。最后，按照火災(zāi)危險(xiǎn)級(jí)別，以及相關(guān)規(guī)范要求，在各個(gè)生產(chǎn)車間內(nèi)安裝火花自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

5 結(jié)論

通過對(duì)銅冶煉技術(shù)的不斷深入研究，現(xiàn)如今我國的銅冶煉技術(shù)已經(jīng)處于領(lǐng)先水平，面對(duì)銅火法冶煉技術(shù)存在的化學(xué)品危險(xiǎn)與生產(chǎn)過程中的危險(xiǎn)，現(xiàn)代化的銅冶煉廠必須從設(shè)計(jì)原則、生產(chǎn)設(shè)備的安全設(shè)計(jì)、建筑物與總布置圖的安全設(shè)計(jì)以及應(yīng)急救援方案與設(shè)備的安全設(shè)計(jì)這四個(gè)方面著手，不斷提高自身安全設(shè)施的設(shè)計(jì)水平，同時(shí)制定現(xiàn)代化的安全管理制度，對(duì)操作人員的專業(yè)素質(zhì)進(jìn)行培訓(xùn)與考核，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于銅火法冶煉生產(chǎn)設(shè)備的安全操作，以此來為銅冶煉廠的生產(chǎn)安全提供必要保障。

【參考文獻(xiàn)】

【1】劉斌.淺析銅火法冶煉廠的高溫通風(fēng)機(jī)[J].有色設(shè)備，2014，14（04）：1-4.

【2】楊樹赟.銅冶煉廠電爐緩冷渣中金屬綜合回收利用研究[J].云南冶金，2015，44（06）：18-21.

【3】陳謙.銅火法冶金含重金屬廢氣控制技術(shù)研究[J].有色金屬（冶煉部分），2013，10（09）：67-70.

【4】唐波.銅火法冶煉集煙煙氣中重金屬的處理方法分析[J].化工管理，2015，20（26）：185.

【5】王彤彤，余學(xué)德，郭峰，等.廢雜銅火法精煉生產(chǎn)光亮銅桿現(xiàn)狀淺析[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2012，33（06）：26-27.endprint