CN104032147B - 一种富氧侧吹熔池熔炼铜锍的生产工艺及三侧吹熔炼炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固定式三侧吹熔炼炉结构，对熔炼炉进行改进，高浓度富氧空气从三侧熔炼炉两侧及端头部等三个方向鼓入炉内参与熔炼反应，同时公开了一种富氧侧吹熔池熔炼铜锍的生产工艺，包括1）炉料配比；2）高富氧三侧吹熔炼炉熔炼；3）炉渣浮选，改变了目前在使用的富氧侧吹熔炼炉采用高硅钙三元系渣型、熔炼炉渣经过电炉贫化处理的工艺，采用二元系高铁渣型，熔炼炉渣采用浮选方法处理，此工艺熔炼过程采用高铁渣型，炉渣采用浮选方式进行处理，以达到熔剂加入量和燃料消耗量少、生产运行成本低，炉渣产出量和CO2排放量少、环保效果好，以及铜的综合回收率高、熔炼强度及单位面积铜锍的产能高的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿铜冶炼的生产工艺及设备，特别涉及一种在固定式三侧吹熔池熔炼炉中通过高浓度富氧空气将铜精矿熔炼成铜锍的生产工艺。
背景技术
目前在使用的富氧侧吹熔炼炉工艺都是采用的高硅钙三元系渣型，熔炼炉渣均经过电炉贫化后直接外售，富氧空气都是从炉子两侧部鼓入炉内参与熔炼反应的。这种工艺的缺点是：
1)熔剂加入量多、炉渣产出量大
目前在使用的富氧侧吹熔炼炉工艺，其熔炼炉渣都是通过电炉贫化后直接丢弃，弃渣含铜都在0.48%以上。为了抑制Fe3O4的生成，减少弃渣含铜所造成的金属损失，必须采用高硅钙三元系渣型的炉渣，其目的是通过增加SiO2的含量（炉渣Fe/SiO2为1.1左右）来降低FeO的活度，以抑制Fe3O4的生成，同时还要配入一定量的石灰石溶剂来改变高硅炉渣的粘度，使铜锍具有较好的沉降分离条件，以减少弃渣含铜。此渣型石英石和石灰石熔剂加入量多、炉渣产出量大。
2)铜的回收率低
目前在使用的富氧侧吹熔炼工艺的炉渣虽然都经过了电炉贫化，但弃渣含铜都在0.48%以上，如操作控制不好铜的损失会更大；而随着地球上可供开采的铜资源越来越少，目前开采的品位较低的铜矿石也只有0.4%左右，可见，含铜在0.48%以上的弃渣会造成铜资源的极大浪费。
3)需要补充的碳质燃料多，CO2排放量大
目前在使用的富氧侧吹熔炼炉工艺石英石、石灰石等溶剂加入量多，炉渣产出量大。高温液态炉渣带走的热量多，熔炼过程需要配入5%左右的碳质燃料来补充热量的不足，相应的CO2排放量也大。
发明内容
本发明为了克服现有侧吹熔炼炉技术的不足，本发明提供了一种富氧熔池熔炼铜锍的生产工艺及三侧吹熔炼炉，此工艺熔炼过程采用高铁渣型，炉渣采用浮选方式进行处理，以达到熔剂加入量和燃料消耗量少、生产运行成本低，以及炉渣产出量和CO2排放量少、铜的综合回收率高、环保效果好的目的。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种固定式三侧吹熔炼炉，其结构特点是，包括炉体、富氧空气进风口、二次进风口、烟道、铜锍放出口及炉渣排放口，所述的炉体分为熔炼区和沉降区，熔炼区顶部的炉体上有进料口，熔炼区两侧及端头的炉体上均设有富氧空气进风口，进风口位于渣层顶面之下0.5m或渣层与铜锍层之间，高浓度富氧空气从熔炼区两侧及端头的富氧空气进风口鼓入炉体内渣层参与熔炼反应，相比高浓度富氧空气只是从固定式熔炼炉两侧部鼓入炉内参与熔炼反应的富氧侧吹炉工艺，能有效提高熔炼强度及单位面积熔炼炉铜锍产能10%以上，熔炼区两侧熔体上部设有二次风口，用于鼓入空气燃烧从熔体内溢出的单体硫，烟道设置在炉体中部，熔炼区右侧为沉降区，沉降区上部设有电极，沉降区底部有铜锍放出口，沉淀区右侧的炉体侧壁上有炉渣排放口。
作为本发明所述的固定式三侧吹熔炼炉的一种优选方案，所述的铜锍放出口有2个，可以将形成的铜锍更加快速、及时的排出，并可防止炉底粘接。
进一步地，本发明还提供了一种富氧侧吹熔池熔炼铜锍的生产工艺，包括如下步骤：
1）炉料配比，将铜精矿、石英石熔剂、渣精矿及含铜物料等原料按S/Cu>1.25，产出炉渣Fe/SiO21.6～1.8的配比要求计量后，送入混料仓；
2）高富氧侧吹熔池熔炼，将配比好的混合炉料从炉体顶部的加料口加入到熔炼炉内，从熔炼区两侧及端头的富氧空气进风口鼓入富氧浓度为60%～85%的富氧空气，混合炉料被富氧空气氧化造渣，生成的铜锍和炉渣在相对静止的沉降区进行沉降分离，比重大的铜锍沉降到炉子底部从铜锍放出口流出送吹炼系统；比重轻的炉渣从炉渣排放口排出用渣包送炉渣浮选系统；熔炼过程产生的含SO2高温烟气，经排烟管道送余热锅炉回收热量、电收尘器净化除尘后送硫酸工序制酸；
3）炉渣浮选，从熔炼炉放出的炉渣用渣包装运送到渣浮选车间缓冷，再经磨碎及浮选工序，浮选出的含铜渣精矿返回熔炼炉继续使用，选出的铁精矿外售给钢铁厂，含铜在0.35%以下的尾渣外售给水泥厂做原料。
有益效果：
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
1.从固定式熔炼炉端头及两侧部等三个方向鼓入炉内参与熔炼反应，相比目前在使用的富氧侧吹炉工艺，能有效提高熔炼强度及单位面积熔炼炉铜锍产能10%以上；
2.将熔炼炉分为熔炼区和沉降区两个部分，单独沉降区的设立使铜锍和炉渣有足够的沉降分离时间及空间，有利于降低渣含铜，提高直收率；
3.将“三元系”炉渣改为“二元系”炉渣，混合入炉原料中不配入石灰石溶剂，同时将炉渣的Fe/SiO2由1.1～1.2调整到1.6～1.8，这种渣型改变后，减少了熔炼过程的熔剂加入量和炉渣产出量。
4.本发明熔炼工艺采用高铁渣型，溶剂加入量和炉渣产出量少，高温液态炉渣带走的热量相应减少了。同时，熔炼强度的进一步提高也增加了熔炼反应的发热量，相比目前在使用的富氧侧吹炉工艺减少了一半的燃煤消耗量和CO2排出量。
5.本发明熔炼炉产出的炉渣送去浮选，浮选出的含铜渣精矿返回熔炼炉，浮选尾渣含铜在0.35%以下，且浮选尾渣含铜不受熔炼炉操作控制波动的影响，相比目前在使用的富氧侧吹炉，炉渣采用电炉贫化方法、弃渣含铜在0.48%以上的工艺，提高了铜的回收率。
附图说明
图1是本发明所述的三侧吹熔炼炉结构示意图。
其中:1、炉体 2、富氧空气进风口 3、二次进风口 4、烟道 5、铜锍放出口 6、炉渣排放口 7、熔炼区 8、沉降区 9、进料口 10、电极
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，一种固定式三侧吹熔炼炉，包括炉体1、富氧空气进风口2、二次风口3、烟道4、铜锍放出口5及炉渣排放口6，所述的炉体分为熔炼区7和沉降区8，熔炼区7顶部的炉体上有进料口9，熔炼区7两侧及一端的炉体上均设有富氧空气进风口2，富氧空气进风口2位于渣层顶面之下0.5m或渣层与铜锍层之间，高浓度富氧空气从熔炼区7两侧及端头的富氧空气进风口2鼓入炉体内参与熔炼反应，熔炼区7两侧的熔体上部设有二次风口3，普通空气从二次风口3鼓入炉内用于燃烧单体硫，烟道4设置在炉体中部，熔炼区7右侧为沉降区8，沉降区8上部设有电极10，沉降区8底部有铜锍放出口5，沉降区8右侧的炉体侧壁上有炉渣排放口6。
一种富氧熔池熔炼铜锍的生产工艺，首先将铜精矿、石英石熔剂、渣精矿及含铜物料等原料按S/Cu1.25，产出炉渣Fe/SiO21.6的配比要求计量后送入混料仓，混合好的物料从炉体顶部的进料口9加入到熔炼炉内，鼓入富氧浓度为65%的空气，鼓风压力0.15Mpa，炉顶负压-100～-150Pa，烟气温度1300℃左右，炉渣温度为1280±50℃，生产的铜锍温度1180±20℃，混合炉料被富氧空气氧化造渣，生成的铜锍和炉渣在相对静止的沉降区进行沉降分离，比重大的铜锍沉降到炉子底部从铜锍放出口5流出送吹炼系统；比重轻的炉渣从炉渣排放口6排出用渣包送炉渣浮选系统；熔炼过程产生的含SO2高温烟气，经烟道4送余热锅炉回收热量、电收尘器净化除尘后送硫酸工序制酸，从熔炼炉放出的炉渣用渣包装运送到渣浮选车间缓冷，再经磨碎及浮选工序，浮选出的含铜渣精矿返回熔炼炉继续使用，选出的铁精矿外售给钢铁厂，含铜在0.35%以下的尾渣外售给水泥厂做原料。
实施例2
熔炼炉与实施例1相同。
首先将铜精矿、石英石熔剂、渣精矿及含铜物料等原料按S/Cu1.5，产出炉渣Fe/SiO21.8的配比要求计量后送入混料仓，混合好的物料从炉体顶部的进料口9加入到熔炼炉内，鼓入富氧浓度为75%的空气，鼓风压力0.15Mpa，炉顶负压-150～-200Pa，烟气温度1300℃左右，炉渣温度为1280±50℃，生产的铜锍温度1180±20℃，混合炉料被富氧空气氧化造渣，生成的铜锍和炉渣在相对静止的沉降区进行沉降分离，比重大的铜锍沉降到炉子底部从铜锍放出口5流出送吹炼系统；比重轻的炉渣从炉渣排放口6排出用渣包送炉渣浮选系统；熔炼过程产生的含SO2高温烟气，经烟道4送余热锅炉回收热量、电收尘器净化除尘后送硫酸工序制酸，从熔炼炉放出的炉渣用渣包装运送到渣浮选车间缓冷，再经磨碎及浮选工序，浮选出的含铜渣精矿返回熔炼炉继续使用，选出的铁精矿外售给钢铁厂，含铜在0.35%以下的尾渣外售给水泥厂做原料。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种固定式三侧吹熔炼炉，其特征在于：包括炉体、富氧空气进风口、二次进风口、烟道、铜锍放出口及炉渣排放口，所述的炉体分为熔炼区和沉降区，熔炼区顶部的炉体上有进料口，熔炼区两侧及端头的炉体上均设有富氧空气进风口，高浓度富氧空气从熔炼区两侧及端头的富氧空气进风口鼓入炉体内渣层参与熔炼反应，熔炼区两侧熔体上部设有二次风口，用于鼓入空气燃烧从熔体内溢出的单体硫；烟道设置在炉体中部，熔炼区右侧为沉降区，沉降区上部设有电极，沉降区底部有铜锍放出口，沉淀区右侧的炉体侧壁上有炉渣排放口。
2.根据权利要求1所述的固定式三侧吹熔炼炉，其特征在于：所述的铜锍放出口有2个。
3.一种使用如权利要求1所述的固定式三侧吹熔炼炉的富氧侧吹熔池熔炼铜锍的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)炉料配比，将铜精矿、石英石熔剂、渣精矿及含铜物料等原料按S/Cu>1.25，产出炉渣Fe/SiO21.6～1.8的配比要求计量后，送入混料仓；
2)高富氧侧吹熔池熔炼，将配比好的混合炉料从炉顶加料口加入到熔炼炉内，从熔炼区两侧及端头的富氧空气进风口鼓入富氧浓度为60％～85％的富氧空气，混合炉料被富氧空气氧化造渣，生成的铜锍和炉渣在相对静止的沉降区进行沉降分离，比重大的铜锍沉降到炉子底部从铜锍放出口流出送吹炼系统；比重轻的炉渣从炉渣排放口排出用渣包送炉渣浮选系统；熔炼过程产生的含SO2高温烟气，经排烟管道送余热锅炉回收热量、电收尘器净化除尘后送硫酸工序制酸；
3)炉渣浮选，从熔炼炉放出的炉渣用渣包装运送到渣浮选车间缓冷，再经磨碎及浮选工序，浮选出的含铜渣精矿返回熔炼炉继续使用。
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