CN102994775A

CN102994775A - 富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺

Info

Publication number: CN102994775A
Application number: CN2012105041526A
Authority: CN
Inventors: 罗忠平; 赵家锦; 丁治元; 吕文明
Original assignee: ZHEJIANG HEDING COPPER CO Ltd
Current assignee: Zhejiang Jiangxi copper smelting and Copper Co. Ltd. Ding Fu
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2032-11-28
Also published as: CN102994775B

Abstract

本发明涉及一种富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺，包括如下步骤：富氧双侧吹熔炼：将铜精矿、煤粉或焦粉、石灰石和石英石混合后加入双侧吹熔炼炉中熔炼，同时在双侧吹熔炼炉两侧的风口鼓入富氧含量为65-85%、压强为100-120kPa的富氧空气，熔炼形成冰铜、炉渣和温度为1150-1250℃的高温烟气，冰铜和炉渣流入贫化电炉中，高温烟气经烟道进入余热回收系统，所述铜精矿中铅和锌的质量百分含量为0-8%，所述煤粉或焦粉中三氧化硫固体颗粒和硅酸铝的质量百分含量为0-5%。本发明在熔炼粗铜过程中使熔炼池的烟道不易堵塞、粘结轻，适合各种不同熔炼池设备。本发明通过控制源头上的铜精矿、燃料和工艺条件进一步完善了粗铜的生产工艺，解决了现有熔炼池烟道易堵塞的通病。

Description

富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺

技术领域

本发明涉及金属生产或精炼技术领域，尤其涉及一种富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺。

背景技术

目前，矿铜冶炼的熔池熔炼方式多种多样，如现有技术中利用顶吹的艾萨熔炼法、奥斯麦特熔炼法等。各类方法中一般均包括熔池熔炼步骤、炉渣贫化步骤和吹炼步骤。矿铜冶炼中的炉料在熔池内融化、搅拌，并迅速的进行传质和传热，完成一系列的化学反应，形成冰铜、炉渣和烟气，冰铜和炉渣流入贫化电炉中，烟气则经烟道进入余热回收系统，余热回收系统一般包括锅炉及其组件和清灰收尘器。上述方法在实际冶炼过程中，多多少少存在熔炼炉出口烟道内壁易堵塞的问题，一般熔炼炉投入生产后8-10月就会因烟道堵塞而需要停产检修，严重制约冶炼工艺的进度。熔池熔炼步骤中的产生的高温烟气因其铅和锌的质量百分含量较高，铅和锌的挥发进入烟道，容易在烟道内壁上凝结，影响烟道的热交换率，随着熔炼炉使用时间的延伸，凝结情况会越来越严重，容易导致整个烟道截面的严重缩小、阻碍烟气的流通。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有熔炼炉烟道存在易堵塞的问题，提供了一种熔炼炉烟道不易堵塞、烟道粘结轻的富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：

一种富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺，包括如下步骤：

1）富氧双侧吹熔炼：将铜精矿、煤粉或焦粉、石灰石和石英石混合后加入双侧吹熔炼炉中熔炼，同时在双侧吹熔炼炉两侧的风口鼓入富氧含量为65-85%、压强为100-120Kpa的富氧空气，熔炼形成冰铜、炉渣和温度为1150-1250℃的高温烟气，冰铜和炉渣流入贫化电炉中，高温烟气经烟道进入余热回收系统，所述铜精矿中铅和锌的质量百分含量为0-8%，所述煤粉或焦粉中三氧化硫固体颗粒和硅酸铝的质量百分含量为0-5%；

2）炉渣贫化：将步骤1）产生冰铜和炉渣送入贫化电炉，炉渣经过电极过热与冰铜澄清分离得到贫化渣和冰铜；

3）吹炼：将步骤2）产生的冰铜送入转炉中吹炼为粗铜，同时产生高温二氧化硫烟气，二氧化硫烟气经余热回收系统后送至制酸系统。

本发明通过控制熔炼炉中炉料的各个成分及熔炼时的工艺条件降低高温烟气在烟道中的凝固程度，并将高温烟气中易凝结的成分转移至余热回收系统中，有效避免了熔炼炉烟道易堵塞的问题。在富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺中严格的控制铜精矿中铅和锌的质量百分含量、燃料中三氧化硫固体颗粒和硅酸铝的质量百分含量、烟气温度和富氧含量，从源头上降低烟道堵塞的风险。

优选地，所述富氧空气中富氧的含量为70-80%。富氧含量为70-80%的侧吹工艺能降低了烟道粘结度，同时也进一步控制了熔炼炉内的氧化气氛，使炉渣中磁铁含量降低到炉渣质量百分含量的3-4%，也降低了烟尘颗粒的粘结度。

优选地，所述冰铜中铜的质量百分含量为50-60%。

优选地，所述高温烟气的烟尘率为1.3-1.7%。本发明中的高温烟气的烟尘率得到有效的控制，大大降低了烟尘率，减少了烟道堵塞的可能，一般控制在1.5%最佳，相比以往熔炼炉产生的烟尘均有所降低。

优选地，所述铜精矿包括质量百分含量为22-27%的铜、24-29%的铁、25-30%的硫、5-10%二氧化硅、2-7%氧化钙、0.4-0.8%氧化镁、0-4.8%铅、0-3.2%锌、0.04-0.1%砷和7.34%其它微量元素。通过有效的控制铜精矿中各成分的比例，从源头上降低易粘结成分的加入，大大降低了烟道堵塞的风险。

优选地，所述铜精矿包括质量百分含量为24%的铜、26%的铁、27%的硫、7%二氧化硅、4%氧化钙、0.6%氧化镁、1.5%铅、2.5%锌、0.06%砷和7.34%其它微量元素。

相比较于现有技术，本发明的富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺在熔炼粗铜过程中使熔炼池的烟道不易堵塞、粘结轻，适合各种不同熔炼池设备。本发明通过控制源头上的铜精矿、燃料和工艺条件进一步完善了粗铜的生产工艺，解决了现有熔炼池烟道易堵塞的通病。

附图说明

图1是本发明富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺的工艺流程图。

图2是本发明富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺所用生产设备的结构示意图。

图2中：1-熔炼炉，2-风口，3-炉料进料口，4-烟道，4.1-耐火材料层，5-贫化电炉，6-转炉，7-余热回收系统，8-制酸系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步详细说明本发明，但本发明的保护范围并不限于此。

参照图1-2，本发明的富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺在图2所示的生产设备中完成粗铜的生产。生产设备包括熔炼炉1、贫化电炉5、转炉6、余热回收系统7和制酸系统8。所述熔炼炉1上设有炉料进料口3、烟道4和风口2，所述烟道4的内壁上设有耐火材料层4.1，耐火材料层4.1为耐火材料层，耐火材料层中包含有镁铬耐火材料，该耐火材料可耐1700℃高温。同时，该耐火材料层4.1与本发明产生的烟尘颗粒微相斥，不易使烟尘颗粒附着，降低了烟道的粘结度，使用具有耐火材料层4.1的熔炼炉有利于避免烟道堵塞。

在粗铜生产工艺中，炉料中的铅和锌杂质极易挥发进入烟道4中并粘结其上，影响烟道的热交换。铅和锌在冶炼过程中，产生硫化铅、氧化铅、硫酸铅、硫化锌、氧化锌和硫酸锌的化合物，各类化合物的熔点都不相同，如硫化铅的熔点为1114℃，氧化铅的熔点为888℃，上述的化合物在1220℃～1260 ℃中基本上会挥发，使之不易附着在烟道4中，但是熔炼炉1在刚起用时，上述易挥发的化合物遇到温度较低的烟道4内壁时，会逐渐粘结，影响烟道4的使用。但是，在富氧情况和降低燃料中硫的含量后，铅和锌的化合物一般以氧化铅和氧化锌为主，若在炉料中降低了铅和锌的含量，从而减少铅和锌的化合物的产量，可以进一步从源头上减低烟道4堵塞的风险。再者，保持一定的炉温和高温烟气的温度，进一步降低了高温烟气凝结的可能，即使挥发物在初始凝结在烟道4内壁上，因凝结物数量少，在烟道4温度提升后易可重新熔化，使其不会长时间附着在烟道4内壁上。并且，工艺中高温烟气的凝结进入生产工艺的下一个环节余热回收系统7中，余热回收系统7中设有清灰收尘器，即使高温烟气凝结也便于清理。

实施例1：

本发明的富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺，包括如下步骤：

富氧双侧吹熔炼：将炉料通过炉料进料口3加入双侧吹熔炼炉1中熔炼，其中炉料为铜精矿、煤粉或焦粉、石灰石和石英石的混合物。同时在双侧吹熔炼炉1两侧的风口2鼓入富氧含量为75%、压强为110Kpa的富氧空气，炉料在熔炼炉1内融化、搅拌，并迅速的进行传质和传热，完成一系列的化学反应，形成冰铜、炉渣和温度为1200℃的高温烟气。

其中，所述铜精矿包括质量百分含量为24%的铜、26%的铁、27%的硫、7%二氧化硅、4%氧化钙、0.6%氧化镁、1.5%铅、2.5%锌、0.06%砷和7.34%其它微量元素。有效的控制铜精矿中各成分的比例，从源头上降低易粘结成分的加入，降低烟道堵塞的风险。所述铜精矿中铅和锌的质量百分含量为4.0%，所述煤粉或焦粉中三氧化硫固体颗粒和硅酸铝的质量百分含量为2.5%。富氧含量高的侧吹工艺能降低了烟道粘结度，同时也进一步控制了熔炼炉内的氧化气氛，使炉渣中磁铁含量降低到炉渣质量百分含量的3-4%，也降低了烟尘颗粒的粘结度。

形成的产物冰铜中铜的质量百分含量为55%，冰铜和炉渣流入贫化电炉5中，高温烟气经烟道4进入余热回收系统7。在上述生产工艺中产生的高温烟气极少量在烟道4粘结，一方面，炉温控制在1250℃，使高温烟气的温度保持在1200℃，使挥发性成分铅和锌的化合物处于挥发状态，另一方面，在合理的控制炉料中铅和锌的成分、三氧化硫固体颗粒和硅酸铝成分，使挥发性化合物含量大量减少，高富氧情况下更加减少了粘结的可能，使高温烟气的烟尘率为1.5%，降低了烟尘率，减少了烟道堵塞的可能。同时，生产设备采用耐火材料层4.1，有利于提高熔炼炉的使用寿命，便于控制炉内和高温烟气的温度，再者耐火材料层4.1与烟尘颗粒微相斥，使高温烟气不易在烟道4上凝结，避免了烟道4堵塞的可能。

炉渣贫化：将上述步骤产生冰铜和炉渣送入贫化电炉5中，炉渣经过电极过热与冰铜澄清分离得到贫化渣和冰铜。

吹炼：将贫化过的冰铜送入转炉6中吹炼为粗铜，同时产生高温二氧化硫烟气，二氧化硫烟气经余热回收系统7后送至制酸系统8。

实施例2：

富氧双侧吹熔炼：将铜精矿、煤粉或焦粉、石灰石和石英石的混合物混合均匀后加入双侧吹熔炼炉1中熔炼。同时在双侧吹熔炼炉1两侧的风口2鼓入富氧含量为69%、压强为120Kpa的富氧空气，熔炼形成冰铜、炉渣和温度为1150℃的高温烟气，炉温控制在1220℃。其中，铜精矿包括质量百分含量为26%的铜、27%的铁、26%的硫、5%二氧化硅、5%氧化钙、0.4%氧化镁、2.6%铅、0.6%锌、0.06%砷和7.34%其它微量元素。所述铜精矿中铅和锌的质量百分含量为3.2%，所述煤粉或焦粉中三氧化硫固体颗粒和硅酸铝的质量百分含量为1.7%。形成的产物冰铜中铜的质量百分含量为51%，冰铜和炉渣流入贫化电炉5中，高温烟气经烟道4进入余热回收系统7。

实施例3：

富氧双侧吹熔炼：将铜精矿、煤粉或焦粉、石灰石和石英石的混合物混合均匀后加入双侧吹熔炼炉1中熔炼。同时在双侧吹熔炼炉1两侧的风口2鼓入富氧含量为83%、压强为115Kpa的富氧空气，熔炼形成冰铜、炉渣和温度为1250℃的高温烟气，炉温控制在1260℃。

其中，铜精矿包括质量百分含量为25%的铜、25%的铁、28%的硫、8%二氧化硅、3.9%氧化钙、0.8%氧化镁、0.5%铅、1.4%锌、0.06%砷和7.34%其它微量元素。所述铜精矿中铅和锌的质量百分含量为2.0%，所述煤粉或焦粉中三氧化硫固体颗粒和硅酸铝的质量百分含量为0.5%。形成的产物冰铜中铜的质量百分含量为59%，冰铜和炉渣流入贫化电炉5中，高温烟气的烟尘率为1.3%，高温烟气经烟道4进入余热回收系统7。

实施例4：

富氧双侧吹熔炼：将铜精矿、煤粉或焦粉、石灰石和石英石的混合物混合均匀后加入双侧吹熔炼炉1中熔炼。同时在双侧吹熔炼炉1两侧的风口2鼓入富氧含量为60%、压强为105Kpa的富氧空气，熔炼形成冰铜、炉渣和温度为1180℃的高温烟气，炉温控制在1230℃。

其中，铜精矿包括质量百分含量为23%的铜、24%的铁、25%的硫、5%二氧化硅、4%氧化钙、0.6%氧化镁、4%铅、3%锌、0.06%砷和7.34%其它微量元素。所述铜精矿中铅和锌的质量百分含量为7.0%，所述煤粉或焦粉中三氧化硫固体颗粒和硅酸铝的质量百分含量为4%。形成的产物冰铜中铜的质量百分含量为51%，冰铜和炉渣流入贫化电炉5中，高温烟气的烟尘率为1.7%，高温烟气经烟道4进入余热回收系统7。

上述说明中，凡未加特别说明的，均采用现有技术中的常规技术手段。

Claims

1.一种富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺，其特征在于，所述富氧空气中富氧的含量为70-80%。

3.根据权利要求1所述的富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺，其特征在于，所述冰铜中铜的质量百分含量为50-60%。

4.根据权利要求1所述的富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺，其特征在于，所述高温烟气的烟尘率为1.3-1.7%。

5.根据权利要求1所述的富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺，其特征在于，所述铜精矿包括质量百分含量为22-27%的铜、24-29%的铁、25-30%的硫、5-10%二氧化硅、2-7%氧化钙、0.4-0.8%氧化镁、0-4.8%铅、0-3.2%锌、0.04-0.1%砷和7.34%其它微量元素。

6.根据权利要求5所述的富氧双侧吹熔池熔炼粗铜的生产工艺，其特征在于，所述铜精矿包括质量百分含量为24%的铜、26%的铁、27%的硫、7%二氧化硅、4%氧化钙、0.6%氧化镁、1.5%铅、2.5%锌、0.06%砷和7.34%其它微量元素。