CN103451448B - 废杂铜火法精炼的配料及冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
废杂铜火法精炼的配料及冶炼方法，配料按原材料质量分数为96～97.5%，辅助材料质量分数为2.5～4%；所述原材料包括块状废杂铜打包料或/和粗铜块59～79%，包底铜17～29.6%，废阳极板或/和电解残阳极板2.5～5.8%，散装料2.5～5.6%；所述辅助材料包括石英、生铁和石灰，按石英：生铁：石灰=2～8:0.5～1:0.5～1配比。投料时，先投入散装料，再投入60～90%块状废杂铜打包料或/和粗铜块、石灰及25～50%的石英，接着投入包底铜及剩余的10～40%块状废杂铜打包料或/和粗铜块，待炉内物料熔化后投入生铁及剩余50～75%的石英进入氧化阶段，最后加入废阳极板或/和电解残阳极。本发明填补了现有高品位废杂铜精炼工艺中配料与投料技术的空缺，提高了冶金炉炉寿，缩短了废杂铜冶炼周期。
Description
技术领域
本发明涉及废杂铜冶炼技术领域，具体是一种废杂铜火法精炼的配料及冶炼方法。
背景技术
高品位废杂铜（指铜含量90%以上）火法精炼时，废杂铜、添加剂配料与投料工序的合理性直接关系到废杂铜冶炼周期及冶金炉炉寿的长短。但由于废杂铜来源各异，化学成分和物理规格各不相同，因而现有铜冶炼工艺的原辅材料配料及投料技术不适合废杂铜冶炼，如何寻求一种稳定合理的废杂铜配料、投料工艺一直是本行业的难题。即使有些厂家展开了废杂铜配料及投料方法的研究，但均未达到很好的效果。
发明内容
本发明提供了一种废杂铜火法精炼的配料及冶炼方法，能够解决现实高品位废杂铜精炼工艺中配料与投料技术空缺的问题，提高冶金炉炉寿，缩短了废杂铜冶炼周期。
本发明采用以下技术方案实现上述目的：废杂铜火法精炼的配料，包括原材料及辅助材料的配料，配料按原材料质量百分数为96～97.5%，辅助材料质量百分数为2.5～4%；所述原材料包括块状废杂铜打包料或/和粗铜块59～79%，包底铜17～29.6%，废阳极板或/和电解残阳极板2.5～5.8%，散装料2.5～5.6%；所述辅助材料包括石英、生铁和石灰，按石英：生铁：石灰=2～8:0.5～1:0.5～1配比。
所述块状废杂铜打包料为长度大于50mm管状、条状、块状、不规则状废杂铜打包形成的长方体块。
所述包底铜为冶金炉除渣后沉淀于渣包底部的铜块。
所述散装料为长度小于50mm管状、条状、块状、不规则状废杂铜或丝状铜料、铜米。
一种适用于所述废杂铜火法精炼的配料的冶炼方法，包括以下步骤：
（1）先用装料斗投入散装料，将散装废杂铜料铺平冶金炉底，使物料加热至软化状态；
（2）投入60～90%块状废杂铜打包料或/和粗铜块、石灰及25～50%的石英，并使物料加热至软化状态；
（3）投入包底铜，使物料加热至软化状态；
（4）投入剩余10～40%的块状废杂铜打包料或/和粗铜块，待炉内物料熔化后投入生铁及剩余50～75%的石英进入氧化阶段；
（5）炉内铜水氧化除渣后加入废阳极板或/和电解残阳极熔化10～20分钟进入还原阶段。
本发明所述的比例除非有特殊说明外，均为质量百分比，质量百分数之和为百分之百。
本发明所述的废杂铜火法精炼的配料及冶炼方法的理论依据为：
废杂铜化学成分和物理规格极其复杂，为了便于加料并提高加料速度，大于50mm管状、条状、块状、不规则状废杂铜在投料前需打包形成的长方体块，而长度小于50mm管状、条状、块状、不规则状废杂铜或丝状铜料、铜米无法打包，需以散料的方式加入。
投料时，先加入质量较轻的散装料使炉体底部形成一层保护层，防止后续质量较大的物料撞坏炉体，但由于散装料加料缓慢，且熔化时容易结块，减慢了物料的熔化速度，所以散装料的入炉量应控制在2.5～5.7%范围内；第二步投入60～90%块状打包料或/和粗铜块后再投入石灰和25～50%的石英，此时石灰及25～50%的石英处于整个炉料中部，能起到很好的除渣作用；第三步投入包底铜，由于包底铜单体质量较大，前期加入的物料对耐火砖起到了很好的保护作用，但包底铜杂质含量大，为保证原料平均入炉品位，需将包底铜入炉量控制在17～29.6%范围内；第四步投入生铁及剩余10～40%的块状打包料或/和粗铜块，块状打包料或/和粗铜块覆盖于包底铜上层，熔融的铜液流经未完成熔化的包底铜时，可加速包底铜的熔化；第五步投入生铁及剩余50～75%的石英，此时加入石英可起到很好的除渣作用，操作者还可以根据铜渣的性质灵活调整石英的加入量，而生铁在氧化阶段时将发生氧化放热反应，可提高铜液的温度；最后加入废阳极板或/和电解残阳极，由于废阳极板与电解残阳极的化学成分均已达标，废阳极板或/和电解残阳极选择此时加入可以降低能耗，还可以减小铜液还原期的温度升高幅度。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明适用于化学成分和物理规格比较复杂的高品位废杂铜火法精炼配料及冶炼，填补了现有高品位废杂铜精炼工艺中配料与投料技术的空缺。
（2）能够提高了冶金炉炉寿，缩短废杂铜冶炼周期，公司一年多的生产实践证明，利用本发明的废杂铜配料及冶炼方法，冶金炉炉寿提高了40～60炉，而废杂铜冶炼周期比原来缩短了2～4小时。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
本实施例选用容量为350t的倾动炉。投料前，先将大于50mm管状、条状、块状、不规则状废杂铜打包成长方体块，而长度小于50mm管状、条状、块状、不规则状废杂铜或丝状铜料、铜米原料用装料斗装好，并将大块包底铜切割开直至可以加入冶金炉炉膛内为准，所述包底铜为冶金炉除渣后沉淀于渣包底部的铜块。
将废杂铜原辅材料按照打包料120t，粗铜块95t，包底铜97t，废阳极板20t，散装料15t，石英7t，生铁4t，石灰2t配好，入炉料总量为360t。
原辅材料配好后，按照以下顺序投料：
（1）先用装料斗投入散装料，将15t散装废杂铜料铺平冶金炉底，使物料加热至软化状态；
（2）投入95t块状打包料和92t粗铜块后，再投入2t石灰及2t的石英，并使物料加热至软化状态；
（3）投入97t包底铜，使物料加热至软化状态；
（4）投入剩余25t的块状打包料，待炉内物料熔化后投入4t生铁及剩余5t的石英进入氧化阶段；
（5）氧化除渣后测得铜液温度为1218℃，加入20t废阳极板熔化20分钟进入还原阶段。
该炉次的生产周期为23小时，比原先工艺的25小时/炉缩短了2小时。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，将废杂铜原辅材料按照打包料180t，粗铜块52t，包底铜72t，电解残阳极13t，散装料13t，石英7t，生铁2t，石灰1t配好，入炉料总量为340t。
原辅材料配好后，按照以下顺序投料：
（1）先用装料斗投入散装料，将13t散装废杂铜料铺平冶金炉底，使物料加热至软化状态；
（2）投入128t块状打包料和52t粗铜块后，再投入1t石灰及2t的石英，并使物料加热至软化状态；
（3）投入72t包底铜，使物料加热至软化状态；
（4）投入剩余52t的块状打包料，待炉内物料熔化后投入2t生铁及剩余5t的石英进入氧化阶段；
（5）氧化除渣后测得铜液温度为1215℃，加入13t电解残阳极熔化15分钟进入还原阶段。
该炉次的生产周期为21小时，比原先工艺的25小时/炉缩短了4小时。
实施例3
本实施例与实施例1、实施例2的区别在于，选用容量为250t的倾动炉。
将废杂铜原辅材料按照块状打包料205t，包底铜44.6t，电解残阳极板6.5t，散装料3.9t，石英6t，生铁2t，石灰2t配好，入炉料总量为270t。
原辅材料配好后，按照以下顺序投料：
（1）先用装料斗投入3.9t散装料，将散装废杂铜料铺平冶金炉底，使物料加热至软化状态；
（2）投入150t块状打包料后，再投入2t石灰及2t的石英，并使物料加热至软化状态；
（3）投入44.6t包底铜，使物料加热至软化状态；
（4）投入剩余55t的块状打包料，待炉内物料熔化后投入2t生铁及剩余4t的石英进入氧化阶段；
（5）氧化除渣后测得铜液温度为1210℃，加入6.5t电解残阳极熔化10分钟进入还原阶段。
该炉次的生产周期为21小时，比原先工艺的23小时/炉缩短了2小时。
Claims (1)
1.一种废杂铜火法精炼的配料的冶炼方法，包括原材料及辅助材料的配料，其特征在于：配料按原材料质量百分数为96～97.5%，辅助材料质量百分数为2.5～4%；所述原材料包括块状废杂铜打包料或/和粗铜块59～79%，包底铜17～29.6%，废阳极板或/和电解残阳极板2.5～5.8%，散装料2.5～5.6%；所述辅助材料包括石英、生铁和石灰，按石英：生铁：石灰=2～8: 0.5～1: 0.5～1配比，废杂铜火法精炼的配料的冶炼方法，包括以下步骤：
（1）先用装料斗投入散装料，将散装废杂铜料铺平冶金炉底，使物料加热至软化状态；
（2）投入60～90%块状废杂铜打包料或/和粗铜块、石灰及25～50%的石英，并使物料加热至软化状态；
（3）投入包底铜，使物料加热至软化状态；
（4）投入剩余10～40%的块状废杂铜打包料或/和粗铜块，待炉内物料熔化后投入生铁及剩余50～75%的石英进入氧化阶段；
（5）炉内铜水氧化除渣后加入废阳极板或/和电解残阳极熔化10～20分钟进入还原阶段；
以上百分数均为质量百分比，配比为质量比；
所述包底铜为冶金炉除渣后沉淀于渣包底部的铜块。
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