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銅冶煉廠安全設(shè)施設(shè)計淺析

文檔作者：趙晉龍燕文檔來源：中國瑞林工程技術(shù)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年08月07日
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第 325期卷 有 色 冶 金 設(shè) 計 與 研 究 2014正
4 月
銅冶煉廠安全設(shè)施設(shè)計淺析
趙晉，龍燕
(中國瑞林工程技術(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、使用過程均存在著各種安全因素，銅冶煉廠的安全生產(chǎn)和
勞動者的人身安全及周邊的環(huán)境安全是此類企業(yè)工程設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。在對銅冶煉廠各工藝過程及設(shè)備的
危險有害因素進行分析篩選的基礎(chǔ)上．簡要說明了現(xiàn)階段國內(nèi)大型銅冶煉廠設(shè)計采用的主要安全防范設(shè)施，
為銅冶煉廠及類似企業(yè)的安全設(shè)計提供參考。
[關(guān)鍵詞]銅冶煉；安全因素；設(shè)施設(shè)計；風(fēng)險防范；管理體系
中圖分類號：TF088 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：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，在國民經(jīng)濟各個
領(lǐng)域中有著廣泛用途和重要影響。隨著我國在銅冶
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)模甚至已達到百萬噸，
為發(fā)展地方經(jīng)濟和解決就業(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)域具有較強的代表性，下文擬針對采用火法冶
煉的銅冶煉廠的安全設(shè)施設(shè)計做一簡要分析。
1 銅冶煉廠的危險、有害因素分析
1．1 銅火法冶煉工藝過程簡述
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；銅锍進人吹煉爐得到
含銅>95％的粗銅；粗銅再進陽極爐經(jīng)氧化、還原過
程得到含銅>98％的陽極銅；陽極銅澆鑄成陽極板，
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
過程產(chǎn)生的陽極泥采用卡爾多爐火法熔煉+濕法電
解工藝回收金、銀、硒等有價金屬I 1。相應(yīng)的銅冶煉廠
主體工程有精礦庫、熔煉車間、制酸車間、電解車間、
貴金屬回收車間、渣緩冷場和渣選礦車間，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)電機房等。
具體的工藝流程及主要危險因素分布環(huán)節(jié)可見圖1。
收稿13期：2013-10—30
作者簡介：趙晉(1978一)，T程師，主要從事有色冶煉安全設(shè)計、環(huán)境影響評價T作。
第2期 銅冶煉廠安全設(shè)施設(shè)計淺析 ·49·
爆炸’
灼崦’
機械傷害
觸 !蘭卜 ：
圖1 銅火法冶煉過程及危險因素分布
1．2 危險化學(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)《危險化學(xué)
品名錄)(2002版)，天然氣屬于易燃氣體，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)屬不燃壓縮氣體，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
物料的使用(及產(chǎn)生)環(huán)節(jié)及主要危險因素見表1。
表1 銅火法冶煉使用(及產(chǎn)生)危險因素
1．3 生產(chǎn)過程 爆炸、機械傷害、起重傷害、高處墜落、灼燙、觸電等．
生產(chǎn)過程中存在的危險、有害因素主要有火災(zāi) 各生產(chǎn)設(shè)施和輔助設(shè)施存在的危險有害環(huán)節(jié)見表2。
表2 生產(chǎn)過程主要危險、有害因素
一
爆
． 50． 有 色 冶 金 設(shè) 計 與 研 究 第35卷
2 銅冶煉廠的安全設(shè)施設(shè)計
2．1 設(shè)計原則
針對銅火法冶煉工藝流程長，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題的特
點，按照“安全第一、預(yù)防為主”的方針，首先應(yīng)選擇
自動化程度高、安全可靠的工藝方案和設(shè)備，提高生
產(chǎn)過程的本質(zhì)安全性；其次是從科學(xué)布置的角度，在
滿足安全間距的前提下保證生產(chǎn)過程的順暢便捷；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間、電
解車間，這些生產(chǎn)裝置處理的介質(zhì)特點是數(shù)量大、蘊
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)式陽極爐等。以具有國際先進水平
的銅冶煉“雙閃”工藝設(shè)備為例：閃速熔煉爐具有技
術(shù)先進成熟可靠、精礦對爐襯的浸蝕少、可進行高富
氧熔煉、爐子密閉性好，煙氣量小，SO 濃度高、煙氣
處理容易，熔煉過程可以自熱，燃料適應(yīng)性強、易于
操作和控制、環(huán)境保護及勞動條件好、擴產(chǎn)潛能大等
特點；閃速吹煉爐具有設(shè)備臺數(shù)少、占地小，煙氣量
小，SO 濃度高，無低空污染，環(huán)保效果好，作業(yè)連續(xù)穩(wěn)
定，自動化程度高，爐體壽命長，耐火材料消耗量低的
特點。單臺閃速熔煉爐及閃速吹煉爐組成的“雙閃”
系統(tǒng)可達到400 kt陰極銅／a的處理能力。
為保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定可控，大型銅冶煉廠都
配置了DCS控制系統(tǒng)對生產(chǎn)過程進行集中監(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；主要機電設(shè)備運行狀
態(tài)和參數(shù)(開、停、故障、電流和電壓等)的監(jiān)視；主要
工藝參數(shù)的自動調(diào)節(jié)；數(shù)控設(shè)備裝置的控制管理；設(shè)
備的聯(lián)鎖啟停保護等。電力設(shè)計采用雙回路供電，同
時備有應(yīng)急柴油發(fā)電機，確保外部電源出現(xiàn)故障時能
在30 S內(nèi)自動啟動，防止停電而出現(xiàn)的各種事故 1。
鍋爐、起重機、廠內(nèi)專用車輛、壓力容器及管道等特
種設(shè)備的設(shè)計、制造嚴(yán)格按國家的規(guī)定，加強檢查，
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
銅冶煉廠總圖布置一般將人員出入口和貨物出
入口分開設(shè)置，氧氣站、總降變壓站、酸庫、LNG站、
貴金屬回收車間等危險等級高的車間設(shè)單獨圍墻進
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。對于運送危險化學(xué)品的
車輛，在廠內(nèi)設(shè)有專用的路線及警示標(biāo)識，以保障運
輸安全[61。
主要建筑物包括銅精礦庫、熔煉車間、電解車
間、渣選礦車間等．安全等級為二級，耐火等級均為
二級。鋼結(jié)構(gòu)各承重構(gòu)件防火按規(guī)范要求進行防火
處理。根據(jù)各車間的腐蝕性質(zhì)．對不同車間、不同部
位，進行不同防護處理，一般構(gòu)造如下：1)地面、地坑、
地溝采用乙烯基樹脂玻璃鋼隔離層．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
烯基樹脂玻璃鋼隔離層．改性呋喃樹脂混凝土或耐
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)圍護材料采用彩色壓型鋼
板或防腐復(fù)合板【7_。
2．4 風(fēng)險防范、應(yīng)急救援設(shè)施及設(shè)備設(shè)計
1)酸庫設(shè)有專門的防泄漏圍堰，圍堰的容積按1
臺最大酸罐的貯存量考慮，并設(shè)有管道和閥門，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儲罐
設(shè)置在防護堤內(nèi)。氣化器和管道天然氣的調(diào)壓計量
撬裝箱設(shè)置在防護堤外，整個站區(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)燃氣設(shè)計規(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、低溫檢
測、氣體泄漏檢測以及遠程攝像監(jiān)控等設(shè)施。
31熔煉車間、LNG站等存在易燃、易爆危險物料
的場所均設(shè)置可燃氣體報警器，凈液車間、貴金屬回
收車間、廢酸處理站等存在有可能泄漏有毒化學(xué)品
的場所，設(shè)置有毒氣體探測器，并把信號引入DCS
系統(tǒng)報警，車間內(nèi)設(shè)置的有毒氣體探測器與事故風(fēng)
機實行連鎖。
4)所有操作人員均配備勞動服、勞動鞋帽，熔煉
車間還應(yīng)配戴防護眼鏡、防護口罩等。行政區(qū)設(shè)倒班
員工公寓、更衣洗浴中心，部分車間設(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)車間根據(jù)其火災(zāi)危險性類別，按規(guī)范要
求設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。消防系統(tǒng)由火災(zāi)自動報警、
(下轉(zhuǎn)第53頁)
第2期 EPC總承包項目竣工資料的整編和管理 ．53．
效率。保證工程資料真實性、準(zhǔn)確性和及時性．總承
包單位一方面應(yīng)對工程技術(shù)和資料管理人員進行必
要的資料整編及其管理知識培訓(xùn)，另一方面應(yīng)對專
職資料管理人員適當(dāng)進行工程專業(yè)知識培訓(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，具有較強業(yè)務(wù)管理能力 能夠適應(yīng)和滿足現(xiàn)代化
工程項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。在項目實施前或初期，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、設(shè)備采購、工程施工各階段密切配合各專業(yè)
設(shè)計、采購、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工程的建設(shè)和竣工驗收
全過程，對不符合設(shè)計和規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的工程資料要及時
進行修改補充完善，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，進而達到立卷科學(xué)，標(biāo)
準(zhǔn)統(tǒng)一，分類合理，完整合規(guī)。
4 結(jié)語
工業(yè)建設(shè)項目竣工資料的整編和管理是一項復(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
較全面的專業(yè)知識、管理能力和業(yè)務(wù)素質(zhì)，更需要具
有較強的責(zé)任心和積極主動、一絲不茍的工作態(tài)度，
同時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
人員只有參與到項目建設(shè)的全過程中，全面指導(dǎo)、督
促檢查各分包單位對工程資料的整編、組卷等工作，
認(rèn)真把好審查、驗收關(guān)，才能確保竣工資料符合相關(guān)
規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)主的要求，及時順利移交歸檔。
參考文獻
? 蔡勝利．有色金屬T業(yè)安裝T程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)[EB／OL]．
(2012—09一oi)http：／／wenku．baidu．com／view／dc02a9cl9ec3d5bbfdOa
740b．htm1．
[21 GB／T50328—2001建設(shè)-I=程文件歸檔整理規(guī)范【s】．
[31 DA／T28—2002，國家重大建設(shè)項目文件歸檔要求與檔案整理
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[4] 郭子巖．海外設(shè)計施1_總承包項目資料特點與竣lT資料編制探
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【5】高曉雷．淺談項目竣T資料管理『J]．科技致富向?qū)В?013(29)：180．
．^止．1 ．‘IL．‘止 ．‘止 —‘止．址．址．1止．．址．s ． 止．．址．址．S ．S ．s止 ．址．址．址．址 slL．S ．5也．．s止．．1屯．址．址．s止 ．址．址齜．S止．SIL．s也 ．址．‘ ．址．址．1止 ．工lL．‘ ．址舢
(上接第50頁)
消防聯(lián)動控制、火災(zāi)警報裝置和消防專用電話組成。
3 結(jié)束語
我國的銅冶煉技術(shù)已走進世界先進水平之列，
安全設(shè)施的合理、完善設(shè)計是建設(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
到保證
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