陽極爐澆鑄用水的改造及生產實踐

羅小函

（江西銅業集團有限公司 貴溪冶煉廠,江西 貴溪 335424）

1 引言

貴溪冶煉廠熔煉車間陽極爐工序生產過程水蒸發量大、廢水排放量大。以往生產過程水的補充主要來自廠外新水(凈化水)，廢水排至硫酸須重新綜合回收再利用。隨著經濟的發展，國家對環保提出了更高的要求，貴冶提出提升綠色冶煉新高度，推進廢水“零排放”的目標。而要實現生產過程廢水零排放，達到節能減排的目的，需對工藝生產過程用水進行優化改造，以達到提高復水利用率的目的［1］。

2 改造前用水情況

陽極爐工序用水量大，用水點分散，根據不同水質要求分為：爐前水套循環水、設備冷卻循環水、圓盤澆鑄循環水、區域生產用水，共4 套相互獨立的供水系統。其中區域生產用水主要有：配置硫酸鋇漿液用水，制作澆鑄包、中間包攪拌耐火料用水等；改造前區域生產用水是凈化水，陽極板澆鑄循環水的損失也主要靠凈化水補充［2］。

2.1 爐前水套循環水簡述

熔煉車間陽極爐爐口水套冷卻水來自閃速爐高位水塔的專用水，僅供爐口水套和鍋爐循環泵冷卻水使用。當出現停水、停電事故時高位水塔的水可繼續進行供水30min 以上。水套出水口排出的廢水匯入集水槽，再通過地下回水管道流往閃速爐熱水池；然后經過冷卻塔降溫后進行循環利用。爐前水套循環水管路布局圖如圖1。

圖1 爐前冷卻水套及供水管路布局圖

2.2 陽極爐澆鑄循環現狀

熔煉車間陽極爐圓盤澆鑄機冷卻水用量特大，使用后的廢水不僅被熱污染同時還含有銅顆粒。陽極爐澆鑄循環水系統將陽極爐圓盤澆鑄機產出的廢水經沉淀、過濾，再經冷卻風機冷卻后進入冷水池。然后根據陽極爐圓盤澆鑄機噴淋和陽極板冷卻水槽對供水壓力的不同要求通過兩個相對獨立的供水系統，采用分壓供給圓盤澆鑄機循環使用，以達到節水減排的目的。陽極爐澆鑄循環水系統工藝流程圖如圖2［3］。

陽極爐澆鑄過程中冷卻水因不斷蒸發、定期排污等原因造成損失。因此，在冷水池西側設置廠區循環水補水閥，東側設置有廠外凈化水補水閥，由電動閥根據冷水池水位自動給水。當冷水池水位下降到設定水位以下時，廠區循環水給水閥自動打開給水。如果廠區循環水給水閥已經全開，但補水量還是不夠，冷水池水位仍舊低于設定水位，此時廠外凈化水給水閥自動打開增加給水。

圖2 澆鑄循環水系統工藝流程圖

因陽極爐澆鑄循環水是一個獨立且相對封閉的循環系統，生產中冷卻水的蒸發損失大其濃縮倍數不斷增大，水中懸浮物濁度不斷提高。因此在噴淋泵出口的管道上安裝了1 根排污管道通往硫酸車間廢水處理工序，定期向其輸送部分澆鑄循環水以降低循環水懸浮物濁度。

3 陽極爐澆鑄用水改造

在提升綠色冶煉新高度，推進廢水“零排放”的大趨勢下，貴冶必須對水循環工藝進行優化改進，不斷提高工業復水利用率，最終實現廢水零排放。

貴冶熔煉車間場面水以往直接送至硫酸車間回收綜合再利用，加大了硫酸車間廢水處理的負擔，不符合工廠綠色冶煉目標。針對車間生產用水現狀情況，決定對陽極爐工序區域生產用水及澆鑄用水進行改造。

3.1 澆鑄用水改造的可行性分析

根據熔煉車間一系統陽極爐用水現狀：爐前冷卻水、設備循環水所產生的廢熱水全部回設備循環水系統，無外排情況；區域生產用水、澆鑄循環水系統的補充水大部分還是來自凈化水。為提高熔煉車間復水利用率，實現熔煉車間生產過程廢水零排放，陽極爐區域生產用水及澆鑄循環水系統的補充水水源采用閃速爐場面水［4］。場面水主要來自對雨水的收集。雨水再利用是一項很大的工程也是一項很有意義的工程。當今我國水資源匱乏，資源的利用勢在必行，雨水是大自然的饋贈，我們應該有效地利用，使其發揮出最大的價值［5］。

熔煉車間一系統陽極爐工段目前除日常生活用水、噴涂罐用水、澆鑄包、中間包制作用水使用凈化水外，其余設備冷卻水正常情況下均使用循環水，在設備循環水系統故障時可切換至凈化水使用。包括：4 臺排煙風機冷卻水、2 臺圓盤澆鑄機液壓站冷卻水、4 臺水冷空調冷卻水。陽極爐用水、排水情況表如表1。

表1 AF1 用水、排水情況表

陽極爐一工段冷水池日蒸發量約為160t/d。閃速爐場面水排污至硫酸，日排水量在200t/d 左右(據閃速爐統計)，取樣分析閃速爐場面水pH 值為6.1。閃速爐場面水水質及用量基本符合陽極爐澆鑄使用的條件

3.2 澆鑄用水的改造方案

以往熔煉車間閃速爐場面水直接排至硫酸車間再進行綜合再利用，硫酸車間綜合處理后再從陽極爐循環補水管往陽極爐冷水池補水，這樣加大了硫酸車間水處理成本，復水利用率也不高。

管路改造方案：

（1）把閃速爐場面水去硫酸管路與原有陽極爐循環水補水管路聯通，并增加1 個手動閥。

（2）在原有循環水水管往陽極爐補水管路上增加1 個手動閥常管防止水往硫酸倒流。

（3）在閃速爐場面水去硫酸管路上增加1 個氣動球閥（自動調節作用），根據陽極爐冷水池液位自動開關。

（4）把原有的冷水池西側循環水補水管增設1臺氣動球閥（自動調節作用）。

（5）在陽極爐爐口水套給水管增設1 路補水管，以防閃速場面水水量不夠情況下及時補水。改造后管路簡圖見圖3。

圖3 改造后工藝流程圖

陽極爐工序生產區域用水除日常生活用水必須使用凈化水外，其它工業消耗水如：配制硫酸鋇漿液用水；制作澆鑄包、中間包攪拌耐火料用水均由凈化水改為澆鑄循環水，進一步減少新水消耗量，提高復水利用率。

4 澆鑄用水改造前后效果對比

澆鑄用水改造前后效果對比見表2、表3。

表2 陽極爐澆鑄水改造前后水質檢驗分析對比

表3 AF1 澆鑄用水改造前后水平衡表對比

通過表2、表3 可看出熔煉車間陽極爐工序經過近5 個月的生產實踐檢驗，澆鑄用水改為采用閃速場面水后水質符合陽極板澆鑄使用要求，水量也可保證。陽極爐工序澆鑄用水改造后每月可少補凈化水近6000m3。

5 結束語

陽極爐澆鑄用水的改造取得了良好的效果，在降耗，節能的基礎上降低了對環境的污染［6］，為工廠建設綠色冶煉工廠奠定了基礎。