CN101275185B - 一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺及其专用设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺及其专用设备，其包括铜精矿熔炼、炉渣贫化、铜锍吹炼步骤，即将含铜物料，石英石，石灰石，粉煤加入熔池炉内，侧面鼓入高压富氧空气，形成的铜锍、炉渣经溜槽不间断流入贫化电炉，高温烟气回收余热后送制酸；炉渣经过电极过热与铜锍澄清分离得到贫化渣和铜锍，铜锍经溜槽送入连续吹炼炉；铜锍在侧吹的压缩空气的作用下，与石英砂反应得到粗铜，吹炼渣选矿处理，SO₂烟气送制酸；本发明工艺投资少，热量利用率高，能耗低，环保效果好，设备结构紧凑，占地面积少，处理能力大，烟道粘结轻，操作简单，炉况调节手段多样，炉况易于控制，机械化程度高，劳动强度低。

Description

一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺及其专用设备

技术领域：

本发明涉及一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺及其专用设备，属于铜冶炼技术领域。

背景技术：

目前国内粗铜生产的主要工艺有：闪速熔炼加转炉吹炼；顶吹熔池熔炼加转炉吹炼；密闭鼓风炉熔炼加转炉吹炼；密闭鼓风炉熔炼加连续吹炼炉吹炼四种工艺。闪速熔炼和顶吹熔池熔炼为国外专利，操作复杂，投资巨大，熔池熔炼工艺中采用侧吹方式的白银炉，存在炉体占地面积大、热效率低、直升烟道粘结重、贫化工艺能耗高、渣含铜高、回收率低，需燃烧粉煤补热，粉煤燃烧需单独的粉煤制备系统和燃烧系统，产生粉尘污染，燃煤烟气外排加重了环境污染等问题。转炉吹炼技术由于炉子转动，漏风率达100％，低空污染严重，由于漏风率高，配套的制酸设备特别大，造成投资的增加。密闭鼓风炉能耗高，环保效果差，已被国家列入淘汰的工艺。因此上述四种工艺操作复杂，投资巨大，能耗高，环保效果差等缺点。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种投资少，热量利用率高，能耗低，无燃煤烟气外排，环保效果好，结构紧凑，便于布置，占地面积少，处理能力大，便于大规模生产，烟道粘结轻，操作简单，炉况调节手段多样，炉况易于控制，机械化程度高，劳动强度低的富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺及其专用设备。

本发明的目的可以通过如下措施来到：一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺，其特征在于包括如下步骤：

铜精矿熔炼：

将含铜物料，石英石，石灰石，粉煤，混合均匀后加入熔池炉内，鼓入高压富氧空气，对熔池内的熔体形成剧烈的搅拌，在熔池内传质、传热过程迅速进行，完成一系列化学反应，形成铜锍、炉渣和高温烟气，铜锍、炉渣经溜槽不间断流入贫化电炉，高温烟气回收余热后送制酸；

炉渣贫化：

铜锍和炉渣流入贫化电炉后，炉渣经过电极过热与铜锍澄清分离得到贫化渣和铜锍，铜锍经溜槽送入连续吹炼炉；

铜锍吹炼：

送入连续吹炼炉的铜锍，在压缩空气的作用下，与加入炉内的石英砂发生剧烈的化学反应得到粗铜，吹炼渣和SO₂烟气，吹渣选矿处理，SO₂烟气送制酸。

为了进一步实现本发明的目的，所述物料的重量百分比为铜精矿75％-85％，烟灰0-2％，精渣0-6％，石英石3％-8％，石灰石4％-8％，粉煤6％-10％。

为了进一步实现本发明的目的，所述的铜锍吹炼步骤中石英砂占铜锍和石英砂总重量的6％-15％。

为了进一步实现本发明的目的，所述高压富氧空气的压强0.16-0.20Mpa，氧气浓度30％-50％，压缩空气的压强0.12-0.15Mpa。

一种用于一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺中铜精矿熔炼步骤的专用设备，其特征在于它具有底座，底座上设有底板，底板的四周连接围板，形成炉腔，围板与钢立柱相接，钢立柱之间通过拉杆连接，围板上设有风眼、虹吸口，开炉烧油口，底板及围板内设有耐火材料层，炉腔的上端设有耐火材料层、直升烟道及加料口，加料口、风眼、虹吸口、开炉烧油口均与炉腔相通。

为了进一步实现本发明的目的，所述的所述的底板及围板内设有粘土质耐火材料层，粘土质耐火材料层内设有镁铬质耐火材料层。

为了进一步实现本发明的目的，所述的底板内的粘土质耐火材料层内设有弧形镁质耐火材料层，粘土质耐火材料层和弧形镁质耐火材料层之间设有不定形耐火材料层。

为了进一步实现本发明的目的，所述的炉腔的上端设有弧形镁质耐火材料层。

为了进一步实现本发明的目的，所述的围板上设有水套，水套与围板连为一体。

本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：本发明采用富氧侧吹炉熔炼铜精矿生产铜锍，以电炉进行炉渣贫化，采用连续吹炼炉吹炼的全新的粗铜生产工艺，该工艺经生产实践证明：投资少、综合能耗低、环保效果好、处理能力大、弃渣含铜低，综合回收率高、机械化程度高、易于掌握操作。主要优点有：

1、投资少：

富氧侧吹熔池熔炼工艺的核心设备投资、运行、维护费用低。同样处理能力的富氧侧吹熔池熔炼炉的投资只有同样处理能力的熔池熔炼炉投资的1/5～1/8。

2、热量利用率高，能耗低：

富氧侧吹熔池熔炼工艺燃料率和电能消耗都很低，水全部循环利用，新水补给量少，余热综合回收，综合能耗低。且富氧侧吹熔池熔炼炉燃料和原料一起加入，不另设单独烧油或烧煤系统，热量利用率高，能耗低，同时减少燃煤高温炉气对炉砌体的冲刷，炉龄提高。

3、无燃煤烟气外排，环保效果好：

富氧侧吹熔池熔炼工艺的三台炉子全部为固定式结构，无烟气逸散点，炉体与烟道全部密闭连接，漏风率极低，各炉之间通过溜槽连接，烟气有组织收集，无低空污染，总硫回收率高，环保效果佳。且富氧侧吹熔池熔炼炉没有二次燃烧补热系统，不烧粉煤，没有粉尘，现场操作环境好，没有燃煤烟气外排，由于炉体密封好，除加料口外(有气体封闭装置)无烟气逸散点，没有低空污染。

4、结构紧凑，便于布置，占地面积少：

同样处理能力的富氧侧吹熔池熔炼炉占地面积只有白银炉占地面积的五分之二。

5、处理能力大，便于大规模生产：

富氧侧吹熔池熔炼工艺处理能力大，便于大规模生产，富氧侧吹熔池熔炼炉34m²床面积的处理能力，相当于白银炉100m²床面积的处理能力。

6、烟道粘结轻：

烟道粘结重是现代先进熔池熔炼炉的通病，对生产造成严重影响。富氧侧吹熔池熔炼炉很好的解决了这个问题，烟道粘结较轻，基本不用清理。

7、操作简单，炉况调节手段多样，炉况易于控制：

可以根据生产的需要在短时间内实现炉温和铜锍品位等多项指标的快速升降，操作简单，易于掌握，便于生产组织。

8、机械化程度高，劳动强度低：

富氧侧吹炉采取机械化连续加料，连续出渣锍，正常生产期间基本不须人工处理，侧吹炉内液面稳定，风口易于清理，劳动强度大大降低。

9、工艺系统回收率高：

采用沉降电炉进行了炉渣贫化，贫化效果好，渣含铜低，小于0.6％。

10、所制得的烟气SO₂浓度高达10％-14％。

附图说明：

图1为本发明的工艺配置流程图；

图2为本发明铜精矿熔炼步骤用富氧侧吹熔池熔炼炉的结构示意图；

图3为图2的侧视图。

具体实施方式：

一种用于本发明一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺中铜精矿熔炼步骤的专用设备-一种富氧侧吹熔池熔炼炉(参见图2、图3)，它具有底座18，底座18上设有底板1，底板1的四周连接围板5，形成炉腔19，围板5与钢立柱9相接，以避免围板5受热膨胀变形，钢立柱9通过拉杆12连接，为了达到降温的目的，围板5上设有铜水套6、铜水套16、铁水套10，铜水套6、铜水套16、铁水套10与围板5连为一体，前后两侧的围板5上均匀设有风眼3，左侧围板5的下部设有虹吸口17，中部设有开炉烧油口15，右侧围板5上设有观察口8，底板1及围板5内设有粘土质耐火材料层2，底板1内的粘土质耐火材料层2内设有弧形镁质耐火材料层4，粘土质耐火材料层2和弧形镁质耐火材料层4之间设有不定形耐火材料层20，围板5内的粘土质耐火材料层2内设有镁铬质耐火材料层7，炉腔19的上端设有弧形镁质耐火材料层13及直升烟道11，拉杆12连接加料口14，加料口14、风眼3、虹吸口17、开炉烧油口15及观察口8均与炉腔19相通。

实施例1：一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺(参见图1)，包括如下步骤：

铜精矿熔炼：

按重量百分比将铜精矿75％，烟灰1％，精渣6％，石英石8％，石灰石4％，粉煤6％，混合均匀后经加料皮带由炉顶加料口加入侧吹炉内，由风眼鼓入高压(0.18Mpa)富氧空气(氧气浓度45％)，对熔池内的熔体形成剧烈的搅拌，在熔池内传质、传热过程迅速进行，完成一系列化学反应，形成铜锍(品位65％)、炉渣和高温烟气(1100℃-1200℃)，铜锍、炉渣由溜槽不间断流入贫化电炉，高温烟气回收余热后送制酸。

炉渣贫化：

铜锍和炉渣流入贫化电炉后，炉渣经过电极过热与铜锍澄清分离得到含铜小于0.6％的贫化渣和铜锍，铜锍经溜槽送入连续吹炼炉。

铜锍吹炼：

送入连续吹炼炉的铜锍，在压缩空气(0.14Mpa)的作用下，与加入炉内的石英砂(石英砂占铜锍和石英砂总重量的6％)发生剧烈的化学反应得到粗铜，吹炼渣和SO₂烟气。吹炼渣选矿处理，SO₂烟气送制酸。

实施例2：一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺(参见图1)，包括如下步骤：

铜精矿熔炼：

按重量百分比将铜精矿80％，烟灰2％，精渣2％，石英石4％，石灰石5％，粉煤7％，混合均匀后经加料皮带由炉顶加料口加入侧吹炉内，由风眼鼓入高压(0.17Mpa)富氧空气(氧气浓度38％)，对熔池内的熔体形成剧烈的搅拌，在熔池内传质、传热过程迅速进行，完成一系列化学反应，形成铜锍(品位58％)、炉渣和高温烟气(1100℃-1200℃)，铜锍、炉渣由溜槽不间断流入贫化电炉，高温烟气回收余热后送制酸。

炉渣贫化：

铜锍和炉渣流入贫化电炉后，炉渣经过电极过热与铜锍澄清分离得到含铜小于0.6％的贫化渣和铜锍，铜锍经溜槽送入连续吹炼炉。

铜锍吹炼：

送入连续吹炼炉的铜锍，在压缩空气(0.13Mpa)的作用下，与加入炉内的石英砂(石英砂占铜锍和石英砂总重量的8％)发生剧烈的化学反应得到粗铜，吹炼渣和SO₂烟气。吹炼渣选矿处理，SO₂烟气送制酸。

实施例3：一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺(参见图1)，包括如下步骤：

铜精矿熔炼：

按重量百分比将铜精矿85％，石英石4％，石灰石5％，粉煤6％，混合均匀后经加料皮带由炉顶加料口加入侧吹炉内，由风眼鼓入高压(0.16Mpa)富氧空气(氧气浓度30％)，对熔池内的熔体形成剧烈的搅拌，在熔池内传质、传热过程迅速进行，完成一系列化学反应，形成铜锍(品位50％)、炉渣和高温烟气(1100℃-1200℃)，铜锍、炉渣由溜槽不间断流入贫化电炉，高温烟气回收余热后送制酸。

炉渣贫化：

铜锍和炉渣流入贫化电炉后，炉渣经过电极过热与铜锍澄清分离得到含铜小于0.6％的贫化渣和铜锍，铜锍经溜槽送入连续吹炼炉。

铜锍吹炼：

送入连续吹炼炉的铜锍，在压缩空气(0.13Mpa)的作用下，与加入炉内的石英砂(石英砂占铜锍和石英砂总重量的15％)发生剧烈的化学反应得到粗铜，吹炼渣和SO₂烟气。吹炼渣选矿处理，SO₂烟气送制酸。

实施例4：一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺(参见图1)，包括如下步骤：

铜精矿熔炼：

按重量百分比将铜精矿76％，精渣3％，石英石3％，石灰石8％，粉煤10％，混合均匀后经加料皮带由炉顶加料口加入侧吹炉内，由风眼鼓入高压(0.165Mpa)富氧空气(氧气浓度32％)，对熔池内的熔体形成剧烈的搅拌，在熔池内传质、传热过程迅速进行，完成一系列化学反应，形成铜锍(品位55％)、炉渣和高温烟气(1100℃-1200℃)，铜锍、炉渣由溜槽不间断流入贫化电炉，高温烟气回收余热后送制酸。

炉渣贫化：

铜锍和炉渣流入贫化电炉后，炉渣经过电极过热与铜锍澄清分离得到含铜小于0.6％的贫化渣和铜锍，铜锍经溜槽送入连续吹炼炉。

铜锍吹炼：

送入连续吹炼炉的铜锍，在压缩空气(0.13Mpa)的作用下，与加入炉内的石英砂(石英砂占铜锍和石英砂总重量的11％)发生剧烈的化学反应得到粗铜，吹炼渣和SO₂烟气。吹渣选矿处理，SO₂烟气送制酸。

Claims (9)

1.一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺，其特征在于包括如下步骤：

铜精矿熔炼：

将含铜物料，石英石，石灰石，粉煤，混合均匀后加入熔池炉内，鼓入高压富氧空气，对熔池内的熔体形成剧烈的搅拌，在熔池内传质、传热过程迅速进行，完成一系列化学反应，形成铜锍、炉渣和高温烟气，铜锍、炉渣经溜槽不间断流入贫化电炉，高温烟气回收余热后送制酸；

炉渣贫化：

铜锍和炉渣流入贫化电炉后，炉渣经过电极过热与铜锍澄清分离得到贫化渣和铜锍，铜锍经溜槽送入连续吹炼炉；

铜锍吹炼：

送入连续吹炼炉的铜锍，在压缩空气的作用下，与加入炉内的石英砂发生剧烈的化学反应得到粗铜，吹炼渣和SO₂烟气，吹渣选矿处理，SO₂烟气送制酸。

2.根据权利要求1所述的一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺，其特征在于所述物料的重量百分比为铜精矿75％-85％，烟灰0-2％，精渣0-6％，石英石3％-8％，石灰石4％-8％，粉煤6％-10％。

3.根据权利要求1所述的一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺，其特征在于所述的铜锍吹炼步骤中石英砂占铜锍和石英砂总重量的6％-15％。

4.根据权利要求1所述的一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺，其特征在于所述高压富氧空气的压强0.16-0.20Mpa，氧气浓度30％-50％，压缩空气的压强0.12-0.15Mpa。

5.一种用于一种富氧侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺中铜精矿熔炼步骤的专用设备，其特征在于它具有底座(18)，底座(18)上设有底板(1)，底板(1)的四周连接围板(5)，形成炉腔(19)，围板(5)与钢立柱(9)相接，钢立柱(9)之间通过拉杆(12)连接，围板(5)上设有风眼(3)、虹吸口(17)，开炉烧油口(15)，底板(1)及围板(5)内设有耐火材料层，炉腔(19)的上端设有耐火材料层、直升烟道(11)及加料口(14)，加料口(14)、风眼(3)、虹吸口(17)、开炉烧油口(15)均与炉腔(19)相通。

6.根据权利要求5所述的专用设备，其特征在于所述的底板(1)及围板(5)内设有粘土质耐火材料层(2)，粘土质耐火材料层(2)内设有镁铬质耐火材料层(7)。

7.根据权利要求6所述的专用设备，其特征在于所述的底板(1)内的粘土质耐火材料层(2)内设有弧形镁质耐火材料层(4)，粘土质耐火材料层(2)和弧形镁质耐火材料层(4)之间设有不定形耐火材料层(20)。

8.根据权利要求5所述的专用设备，其特征在于所述的炉腔(19)的上端设有弧形镁质耐火材料层(13)。

9.根据权利要求5所述的专用设备，其特征在于所述的围板(5)上设有水套，水套与围板(5)连为一体。

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