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銅冶煉廠安全設(shè)施設(shè)計(jì)淺析

文檔作者：趙晉龍燕文檔來(lái)源：中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年08月07日
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第 325期卷 有 色 冶 金 設(shè) 計(jì) 與 研 究 2014正
4 月
銅冶煉廠安全設(shè)施設(shè)計(jì)淺析
趙晉，龍燕
(中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司，江西南昌330031)
[摘 要]銅冶煉廠從原輔材料到產(chǎn)品的貯存、使用過(guò)程均存在著各種安全因素，銅冶煉廠的安全生產(chǎn)和
勞動(dòng)者的人身安全及周邊的環(huán)境安全是此類(lèi)企業(yè)工程設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。在對(duì)銅冶煉廠各工藝過(guò)程及設(shè)備的
危險(xiǎn)有害因素進(jìn)行分析篩選的基礎(chǔ)上．簡(jiǎn)要說(shuō)明了現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)大型銅冶煉廠設(shè)計(jì)采用的主要安全防范設(shè)施，
為銅冶煉廠及類(lèi)似企業(yè)的安全設(shè)計(jì)提供參考。
[關(guān)鍵詞]銅冶煉；安全因素；設(shè)施設(shè)計(jì)；風(fēng)險(xiǎn)防范；管理體系
中圖分類(lèi)號(hào)：TF088 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1004—4345(2014)02—0048—03
Brief Analysis on Safety Facility Design of Copper Smelter
ZHAO Jin．L0NG Yan
(China Nerin Engineering Co．，Ltd．，Nanchang，Jiangxi 33003 1，China)
Abstract Various safety factors exist in the copper smelter from the raw and auxiliary materials to the product storage and
application process，and the safety production of copper smelter，personal safety of the labors and the safety of the surrounding
environment are important procedures in the engineering design of the enterprises．Based on the analysis and selection of dangerous
and harmful factors of the technology process and equipment of the copper smelter，this paper briefly introduces the main safety
facilities that are adopted by the domestic large-scale copper smelters in the design at the current stage to provide the reference for
the safety design for the copper smelters and similar enterprises．
Keywords copper smelting；safety factor；facility design；risk prevention；management system
0 前言
銅是重要的基礎(chǔ)工業(yè)原材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)
領(lǐng)域中有著廣泛用途和重要影響。隨著我國(guó)在銅冶
煉技術(shù)方面的突破和創(chuàng)新，大型銅冶煉廠的生產(chǎn)能
力已普遍達(dá)到200 kt陰極銅／a以上，江銅、安徽銅陵
等超大型銅冶煉廠的生產(chǎn)規(guī)模甚至已達(dá)到百萬(wàn)噸，
為發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)和解決就業(yè)方面起到了舉足輕重的
作用。銅冶煉廠以銅精礦為原料，采用火法熔煉生產(chǎn)
陽(yáng)極銅，電解精煉生產(chǎn)陰極銅，冶煉煙氣副產(chǎn)濃硫酸，
主要危險(xiǎn)因素有火災(zāi)、爆炸、中毒等。在有色金屬冶
煉領(lǐng)域具有較強(qiáng)的代表性，下文擬針對(duì)采用火法冶
煉的銅冶煉廠的安全設(shè)施設(shè)計(jì)做一簡(jiǎn)要分析。
1 銅冶煉廠的危險(xiǎn)、有害因素分析
1．1 銅火法冶煉工藝過(guò)程簡(jiǎn)述
銅火法冶煉的一般工藝l -21為：銅精礦經(jīng)配料后
由蒸汽干燥機(jī)干燥至含水率<0．3％以下，經(jīng)加料系
統(tǒng)噴人閃速熔煉爐的爐體內(nèi)，在天然氣和氧氣形成
的高溫氧化氛圍內(nèi)生成銅锍；銅锍進(jìn)人吹煉爐得到
含銅>95％的粗銅；粗銅再進(jìn)陽(yáng)極爐經(jīng)氧化、還原過(guò)
程得到含銅>98％的陽(yáng)極銅；陽(yáng)極銅澆鑄成陽(yáng)極板，
采用濕法電解工藝得到含銅99．99％的陰極銅。閃
速熔煉和吹煉過(guò)程產(chǎn)生的含高濃度SO 煙氣經(jīng)余熱
鍋爐回收余熱和收塵后，采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝生產(chǎn)硫
酸：熔煉渣經(jīng)緩冷后采用磨浮工藝回收銅精礦；電解
過(guò)程產(chǎn)生的陽(yáng)極泥采用卡爾多爐火法熔煉+濕法電
解工藝回收金、銀、硒等有價(jià)金屬I(mǎi) 1。相應(yīng)的銅冶煉廠
主體工程有精礦庫(kù)、熔煉車(chē)間、制酸車(chē)間、電解車(chē)間、
貴金屬回收車(chē)間、渣緩冷場(chǎng)和渣選礦車(chē)間，輔助工程
有LNG站、氧氣站、空壓站、純水站、總降變壓站、應(yīng)
急柴油發(fā)電機(jī)房等。
具體的工藝流程及主要危險(xiǎn)因素分布環(huán)節(jié)可見(jiàn)圖1。
收稿13期：2013-10—30
作者簡(jiǎn)介：趙晉(1978一)，T程師，主要從事有色冶煉安全設(shè)計(jì)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)T作。
第2期 銅冶煉廠安全設(shè)施設(shè)計(jì)淺析 ·49·
爆炸’
灼崦’
機(jī)械傷害
觸 !蘭卜 ：
圖1 銅火法冶煉過(guò)程及危險(xiǎn)因素分布
1．2 危險(xiǎn)化學(xué)品
以銅精礦為原料的銅火法冶煉廠使用(及產(chǎn)生1
的危險(xiǎn)化學(xué)品有十余種，包括硫酸、二氧化硫、氧f壓
縮的)、氮(壓縮的)、氯氣、天然氣、鹽酸、氫氧化鈉、硝
酸、砷化氫、硫化氫、五氧化二釩等。依據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)
品名錄)(2002版)，天然氣屬于易燃?xì)怏w，氯氣、二氧
化硫、硫化氫、砷化氫屬有毒氣體，氧f壓縮的)、氮f壓
縮的)屬不燃?jí)嚎s氣體，硫酸、鹽酸、硝酸、氫氧化鈉
屬液態(tài)腐蝕品，五氧化二釩屬固態(tài)毒害品。上述危險(xiǎn)
物料的使用(及產(chǎn)生)環(huán)節(jié)及主要危險(xiǎn)因素見(jiàn)表1。
表1 銅火法冶煉使用(及產(chǎn)生)危險(xiǎn)因素
1．3 生產(chǎn)過(guò)程 爆炸、機(jī)械傷害、起重傷害、高處墜落、灼燙、觸電等．
生產(chǎn)過(guò)程中存在的危險(xiǎn)、有害因素主要有火災(zāi) 各生產(chǎn)設(shè)施和輔助設(shè)施存在的危險(xiǎn)有害環(huán)節(jié)見(jiàn)表2。
表2 生產(chǎn)過(guò)程主要危險(xiǎn)、有害因素
一
爆
． 50． 有 色 冶 金 設(shè) 計(jì) 與 研 究 第35卷
2 銅冶煉廠的安全設(shè)施設(shè)計(jì)
2．1 設(shè)計(jì)原則
針對(duì)銅火法冶煉工藝流程長(zhǎng)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多．大部
分工序都不同程度地存在不安全因素和問(wèn)題的特
點(diǎn)，按照“安全第一、預(yù)防為主”的方針，首先應(yīng)選擇
自動(dòng)化程度高、安全可靠的工藝方案和設(shè)備，提高生
產(chǎn)過(guò)程的本質(zhì)安全性；其次是從科學(xué)布置的角度，在
滿(mǎn)足安全間距的前提下保證生產(chǎn)過(guò)程的順暢便捷；再
次是設(shè)置必要的安全防范、應(yīng)急救援設(shè)備與裝置，最
大限度地減少事故的發(fā)生，減輕傷害的程度。
2．2 生產(chǎn)裝置的主要安全措施
銅冶煉廠的生產(chǎn)裝置主要布置在熔煉車(chē)間、電
解車(chē)間，這些生產(chǎn)裝置處理的介質(zhì)特點(diǎn)是數(shù)量大、蘊(yùn)
含的能量大(包括熱能、化學(xué)能)、有毒害性，因此選擇
大型化、自動(dòng)化的冶煉設(shè)備成為保障生產(chǎn)安全的重
要環(huán)節(jié)。目前使用成熟的冶煉設(shè)備包括閃速熔煉爐、
閃速吹煉爐、回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐等。以具有國(guó)際先進(jìn)水平
的銅冶煉“雙閃”工藝設(shè)備為例：閃速熔煉爐具有技
術(shù)先進(jìn)成熟可靠、精礦對(duì)爐襯的浸蝕少、可進(jìn)行高富
氧熔煉、爐子密閉性好，煙氣量小，SO 濃度高、煙氣
處理容易，熔煉過(guò)程可以自熱，燃料適應(yīng)性強(qiáng)、易于
操作和控制、環(huán)境保護(hù)及勞動(dòng)條件好、擴(kuò)產(chǎn)潛能大等
特點(diǎn)；閃速吹煉爐具有設(shè)備臺(tái)數(shù)少、占地小，煙氣量
小，SO 濃度高，無(wú)低空污染，環(huán)保效果好，作業(yè)連續(xù)穩(wěn)
定，自動(dòng)化程度高，爐體壽命長(zhǎng)，耐火材料消耗量低的
特點(diǎn)。單臺(tái)閃速熔煉爐及閃速吹煉爐組成的“雙閃”
系統(tǒng)可達(dá)到400 kt陰極銅／a的處理能力。
為保證生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定可控，大型銅冶煉廠都
配置了DCS控制系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)控[41。
控制系統(tǒng)的監(jiān)控內(nèi)容主要包括：所管轄區(qū)域的工藝
生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)(溫度、壓力、流量、料位、重量、成分分
析、速度和電導(dǎo)率等)的監(jiān)視；主要機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀
態(tài)和參數(shù)(開(kāi)、停、故障、電流和電壓等)的監(jiān)視；主要
工藝參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)；數(shù)控設(shè)備裝置的控制管理；設(shè)
備的聯(lián)鎖啟停保護(hù)等。電力設(shè)計(jì)采用雙回路供電，同
時(shí)備有應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)，確保外部電源出現(xiàn)故障時(shí)能
在30 S內(nèi)自動(dòng)啟動(dòng)，防止停電而出現(xiàn)的各種事故 1。
鍋爐、起重機(jī)、廠內(nèi)專(zhuān)用車(chē)輛、壓力容器及管道等特
種設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造嚴(yán)格按國(guó)家的規(guī)定，加強(qiáng)檢查，
鑒定合格方可使用，以防事故發(fā)生。
2．3 總圖布置和建筑物安全設(shè)計(jì)
銅冶煉廠總圖布置一般將人員出入口和貨物出
入口分開(kāi)設(shè)置，氧氣站、總降變壓站、酸庫(kù)、LNG站、
貴金屬回收車(chē)間等危險(xiǎn)等級(jí)高的車(chē)間設(shè)單獨(dú)圍墻進(jìn)
行隔離。廠區(qū)的綜合管網(wǎng)采用管橋架沿道路敷設(shè)，分
層布置管道，底層凈高>5 m。對(duì)于運(yùn)送危險(xiǎn)化學(xué)品的
車(chē)輛，在廠內(nèi)設(shè)有專(zhuān)用的路線及警示標(biāo)識(shí)，以保障運(yùn)
輸安全[61。
主要建筑物包括銅精礦庫(kù)、熔煉車(chē)間、電解車(chē)
間、渣選礦車(chē)間等．安全等級(jí)為二級(jí)，耐火等級(jí)均為
二級(jí)。鋼結(jié)構(gòu)各承重構(gòu)件防火按規(guī)范要求進(jìn)行防火
處理。根據(jù)各車(chē)間的腐蝕性質(zhì)．對(duì)不同車(chē)間、不同部
位，進(jìn)行不同防護(hù)處理，一般構(gòu)造如下：1)地面、地坑、
地溝采用乙烯基樹(shù)脂玻璃鋼隔離層．花崗巖或耐酸
磚面層，或者采用聚脲整體防腐面層；2)樓面采用乙
烯基樹(shù)脂玻璃鋼隔離層．改性呋喃樹(shù)脂混凝土或耐
酸磚面層，或者采用聚脲整體防腐面層；31內(nèi)墻面采
用含氟高氯化或氯磺化防腐涂料；41鋼結(jié)構(gòu)、鋼構(gòu)架
表面除銹后刷聚氯乙烯含氟螢丹防腐涂料，或氯化
橡膠防腐涂料；51鋼結(jié)構(gòu)圍護(hù)材料采用彩色壓型鋼
板或防腐復(fù)合板【7_。
2．4 風(fēng)險(xiǎn)防范、應(yīng)急救援設(shè)施及設(shè)備設(shè)計(jì)
1)酸庫(kù)設(shè)有專(zhuān)門(mén)的防泄漏圍堰，圍堰的容積按1
臺(tái)最大酸罐的貯存量考慮，并設(shè)有管道和閥門(mén)，送往
裝酸地下槽。在必要位置設(shè)洗眼器、噴淋裝置、防化
服、防毒面具等急救設(shè)施。
2)LNG站設(shè)備均采用露天布置。其中LNG儲(chǔ)罐
設(shè)置在防護(hù)堤內(nèi)。氣化器和管道天然氣的調(diào)壓計(jì)量
撬裝箱設(shè)置在防護(hù)堤外，整個(gè)站區(qū)用圍墻與其它設(shè)
施分隔，站區(qū)內(nèi)和站區(qū)外均設(shè)有環(huán)行消防通道。按照
《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》的安全配置要求，LNG站設(shè)置
固定水噴淋消防，并配備完善的火焰檢測(cè)、低溫檢
測(cè)、氣體泄漏檢測(cè)以及遠(yuǎn)程攝像監(jiān)控等設(shè)施。
31熔煉車(chē)間、LNG站等存在易燃、易爆危險(xiǎn)物料
的場(chǎng)所均設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警器，凈液車(chē)間、貴金屬回
收車(chē)間、廢酸處理站等存在有可能泄漏有毒化學(xué)品
的場(chǎng)所，設(shè)置有毒氣體探測(cè)器，并把信號(hào)引入DCS
系統(tǒng)報(bào)警，車(chē)間內(nèi)設(shè)置的有毒氣體探測(cè)器與事故風(fēng)
機(jī)實(shí)行連鎖。
4)所有操作人員均配備勞動(dòng)服、勞動(dòng)鞋帽，熔煉
車(chē)間還應(yīng)配戴防護(hù)眼鏡、防護(hù)口罩等。行政區(qū)設(shè)倒班
員工公寓、更衣洗浴中心，部分車(chē)間設(shè)廁所、洗手池
和事故沖淋等安全衛(wèi)生設(shè)施
5)各生產(chǎn)車(chē)間根據(jù)其火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別，按規(guī)范要
求設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。消防系統(tǒng)由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、
(下轉(zhuǎn)第53頁(yè))
第2期 EPC總承包項(xiàng)目竣工資料的整編和管理 ．53．
效率。保證工程資料真實(shí)性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性．總承
包單位一方面應(yīng)對(duì)工程技術(shù)和資料管理人員進(jìn)行必
要的資料整編及其管理知識(shí)培訓(xùn)，另一方面應(yīng)對(duì)專(zhuān)
職資料管理人員適當(dāng)進(jìn)行工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)培訓(xùn) 培養(yǎng)
出既懂工程技術(shù)、工程施工管理．又懂工程資料管
理，具有較強(qiáng)業(yè)務(wù)管理能力 能夠適應(yīng)和滿(mǎn)足現(xiàn)代化
工程項(xiàng)目資料管理所需的高素質(zhì)綜合性管理人才。
3)同步完成確保質(zhì)量。在項(xiàng)目實(shí)施前或初期，總
承包單位工程資料管理人員就應(yīng)參與其中，并在工
程設(shè)計(jì)、設(shè)備采購(gòu)、工程施工各階段密切配合各專(zhuān)業(yè)
設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工管理工程師等同步收集整理并編審
工程相關(guān)資料，尤其在工程施工過(guò)程中協(xié)助并指導(dǎo)
施工分包單位同步完成相應(yīng)工程資料工作。工程資
料管理人員要始終參與整個(gè)工程的建設(shè)和竣工驗(yàn)收
全過(guò)程，對(duì)不符合設(shè)計(jì)和規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的工程資料要及時(shí)
進(jìn)行修改補(bǔ)充完善，從源頭保證資料編制的質(zhì)量I 。
4)規(guī)范管理集中整編。由于在EPC總承包管理
模式下，所形成的工程資料數(shù)量多，內(nèi)容繁雜，要保證
竣工資料的質(zhì)量并能夠順利移交業(yè)主。在工程資料
整編、組卷的后期可采取定期集中辦公方式，各施工
分包單位技術(shù)負(fù)責(zé)人及資料管理人員各司其職相互
配合，以提高竣工資料的質(zhì)量，進(jìn)而達(dá)到立卷科學(xué)，標(biāo)
準(zhǔn)統(tǒng)一，分類(lèi)合理，完整合規(guī)。
4 結(jié)語(yǔ)
工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目竣工資料的整編和管理是一項(xiàng)復(fù)
雜和系統(tǒng)性工作，它不僅要求相關(guān)管理人員應(yīng)具備
較全面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、管理能力和業(yè)務(wù)素質(zhì)，更需要具
有較強(qiáng)的責(zé)任心和積極主動(dòng)、一絲不茍的工作態(tài)度，
同時(shí)也需要各參建單位領(lǐng)導(dǎo)的重視和工程管理人員
的密切配合、相互協(xié)作，還需要建設(shè)單位資料檔案管
理部門(mén)的幫助和支持。EPC總承包單位的資料管理
人員只有參與到項(xiàng)目建設(shè)的全過(guò)程中，全面指導(dǎo)、督
促檢查各分包單位對(duì)工程資料的整編、組卷等工作，
認(rèn)真把好審查、驗(yàn)收關(guān)，才能確?？⒐べY料符合相關(guān)
規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)主的要求，及時(shí)順利移交歸檔。
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(上接第50頁(yè))
消防聯(lián)動(dòng)控制、火災(zāi)警報(bào)裝置和消防專(zhuān)用電話組成。
3 結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)的銅冶煉技術(shù)已走進(jìn)世界先進(jìn)水平之列，
安全設(shè)施的合理、完善設(shè)計(jì)是建設(shè)現(xiàn)代化銅冶煉廠
的重要環(huán)節(jié)。但除此之外，一個(gè)現(xiàn)代化銅冶煉廠相配
套的是現(xiàn)代化安全管理體系建設(shè)，即對(duì)生產(chǎn)的操作
者必須有正規(guī)化、科學(xué)化的培訓(xùn)、管理、考核。只有操
作者嚴(yán)格執(zhí)行了安全操作規(guī)程．銅冶煉廠的安全設(shè)
施才能發(fā)揮其應(yīng)有的作用．企業(yè)的安全生產(chǎn)才能得
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