CN104894391A - 一种富氧侧吹熔池炼铜工艺冷料开炉的操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种富氧侧吹熔池炼铜工艺冷料开炉的操作方法，将冰铜炉渣等物料与焦炭混合，利用上料皮带直接投入富氧侧吹炉内，从一次风口鼓入的富氧空气，利用焦炭燃烧放热，将冰铜炉渣等物料熔化，在富氧侧吹炉内形成熔池，待熔池深度到达生产需求后，投入铜精矿转入正常生产。此方法主要包括四个步骤搭建料柱基础、形成料柱、消除料柱、转入正常生产。本发明开炉时间短、费用低、不产生环境污染，有效降低了劳动强度低。
Description
技术领域
[0001] 本发明涉及到有色金属冶炼领域工艺技术，特别涉及富氧侧吹熔池炼铜工艺冷料 开炉的操作方法。
背景技术
[0002] 富氧侧吹熔池炼铜工艺凭借其投资小、物料适应能力强、操作简单等一系列特点 在国内得到广泛的应用。生产过程中，物料从炉顶投入炉内，富氧空气通过风口鼓入渣层， 物料和氧气在熔炼渣层内发生造锍熔炼反应，完成传质传热过程。富氧空气直接吹入熔炼 渣层，将熔炼渣强烈搅动，造锍熔炼产出的冰铜小颗粒频繁发生碰撞，逐渐长大。由于冰铜 和熔炼渣比重的差异，冰铜向熔池底部沉积，完成冰铜和熔炼渣的分离。
[0003] 由于富氧侧吹炉造锍熔炼过程在熔炼渣中进行，所以富氧侧吹炉内炉渣必须达到 风眼上一定高度才能保障造锍熔炼过程正常进行，而为保障熔炼渣和冰铜有足够的分离时 间，要求富氧侧吹炉必须具有较高熔池。因此在富氧侧吹炉开炉时需要大量的液态的熔炼 渣和冰铜。目前绝大多数企业采取将铜精矿、冰铜、熔炼渣等物料利用电炉熔化后，再倒入 富氧侧吹炉内构造熔池的方式开炉。这种方法开炉成本较高，需要消耗大量的电能和电极； 另外电炉熔化物料需要时间较长，一般可以达到十几天，严重影响生产。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，并提供一种费用低、时间短、操作简单的 富氧侧吹熔池炼铜工艺冷料开炉的操作方法。
[0005] 本发明的技术方案如下： 一种富氧侧吹熔池炼铜工艺冷料开炉的操作方法，采用如下步骤： (1) 搭建料柱基础：向富氧侧吹炉内投入含水率< 20%的木柴，并将木材引燃，直到木 柴高度达到一次风口上0. 5~0. 8m，投入木柴过程中始终保持木柴处于燃烧状态，木柴投 入完成后开启一次风口，控制一次风口压力在10~15KPa，利用一次风口送入空气助燃，使 木柴充分燃烧，开始投入焦炭，焦炭使用国家二级冶金焦，利用上料皮带将焦炭从炉顶下料 口投入富氧侧吹炉内作为底焦，焦炭投入量为每平方炉床投入300Kg，粒度3~8cm，利用木 柴火焰引燃焦炭，配入富氧空气，使一次风富氧浓度达到30%，压力10~15Kpa，风量以底焦 上方见明火为准，此时在富氧侧吹炉内完成料柱基础搭建； (2) 形成料柱：根据炉床面积、一次风口到炉底的高度，计算出正常生产所需冰铜和炉 渣的重量，冰铜要求铜品位20%~50%，粒度3~8cm，炉渣采用吹炼渣，粒度3~8cm，含 铁42%~49%，含硅22%~25%，焦炭引燃后，通过计量皮带将冰铜或炉渣与焦炭按重量比 100:8通过上料皮带从炉顶下料口投入炉内，并提高一次风量、一次风富氧浓度使焦炭充分 燃烧，随着冰铜和炉渣投入在下料口下方逐渐形成一个坡型料柱，从炉顶下料口处测量炉 内料柱高度变化，根据料柱高度变化调整冰铜或炉渣投入量，始终保持料柱高度在一次风 口上0. 5~0. 8m，当木柴全部烧尽后，料柱全部由冰铜、炉渣和焦炭堆砌而成，焦炭燃烧放 出热量将冰铜和炉渣熔化，熔化的物料通过料柱的缝隙向炉缸底部沉积，炉缸底部开始有 熔体出现，此时一次风富氧浓度提高到55%~60%，一次风量提升到正常生产水平，产出的 熔体沉入炉缸底部形成熔池，随着冰铜和炉渣不断融化，炉缸内熔池深度不断增加； (3 )消除料柱：冰铜和炉渣投入量达到计算重量后停止冰铜和炉渣投入，此时熔池深度 达到一次风口以上，能够满足正常生产需求，停止加入冰铜和炉渣，只加入焦炭，保持一次 风量、一次风富氧浓度不变，焦炭燃烧放热，使熔池处于过热沸腾状态，在熔体的冲刷下，将 产生熔池过程中在下料口下方形成的料柱熔化； (4)转入正常生产：料柱消除以后，炉内仍然会有部分未燃烧的焦炭、未融化的炉渣和 冰铜呈块状漂浮在熔池上方，维持一次风量、富氧浓度不变，根据炉内温度，开始投入铜精 矿、焦粉和石英石，使炉内熔池一直处于过热状态，逐步提高铜精矿投入量，直到达到正常 生产水平。
[0006] 本发明的优点在于： 1、时间短：通常采用本发明冷料开炉技术开炉时间仅为6~8小时，相对比采用电炉将 物料熔化后再倒入富氧侧吹炉内需要5~10天时间，开炉作业时间明显缩短，为企业赢得 了宝贵的生产时间；2、费用低：冷料开炉过程中，使用的冰铜和炉渣企业可以自己生产，即 使是新建企业需要购买冰铜和炉渣，开炉后直接产出产品，不会有任何消耗，而只需要消耗 少量焦炭即可，相对比采用电炉熔化物料，所消耗较的电极和电能费用，开炉成本大幅度降 低；3、无环境污染：采用电炉熔化物料过程中，会产生大量SO 2烟气，但由于烟气中SO 2浓度 较低，制酸系统无法使用，该部分烟气通常直接排空，对周边环境造成污染，本项技术利用 焦炭燃烧放热将物料熔炼，不会产生SO 2烟气；4、劳动强度低：绝大多数企业电炉并不配比 投料系统，数百吨物料全部需要人工投入到电炉内的，采用本项技术可直接利用富氧侧吹 炉上料系统将冰铜、炉渣和焦炭投入炉内，只需人工投入木柴即可。
具体实施方式 [0007] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0008] 实施例1 一种富氧侧吹熔池炼铜工艺冷料开炉的操作方法，采用如下步骤： (1) 搭建料柱基础：向富氧侧吹炉内投入含水率< 20%的木柴，并将木材引燃，直到木 柴高度达到一次风口上0. 5m，投入木柴过程中始终保持木柴处于燃烧状态，木柴投入完成 后开启一次风口，控制一次风口压力在lOKPa，利用一次风口送入空气助燃，使木柴充分燃 烧，开始投入焦炭，焦炭使用国家二级冶金焦，利用上料皮带将焦炭从炉顶下料口投入富氧 侧吹炉内作为底焦，底焦主要用于熔化后熔体的保温，防止熔体达到炉底后再次凝固，焦炭 投入量为每平方炉床投入300Kg，粒度3cm，利用木柴火焰引燃焦炭，配入富氧空气，使一次 风富氧浓度达到30%，压力lOKpa，风量以底焦上方见明火为准，此时在富氧侧吹炉内完成 料柱基础搭建； (2) 形成料柱：根据炉床面积、一次风口到炉底的高度，计算出正常生产所需冰铜和炉 渣的重量，冰铜要求铜品位20%，粒度3cm，炉渣采用吹炼渣，粒度3cm，含铁42%，含硅22%， 焦炭引燃后，通过计量皮带将冰铜或炉渣与焦炭按重量比100:8通过上料皮带从炉顶下料 口投入炉内，并提高一次风量、一次风富氧浓度使焦炭充分燃烧，随着冰铜和炉渣投入在下 料口下方逐渐形成一个坡型料柱，从炉顶下料口处测量炉内料柱高度变化，根据料柱高度 变化调整冰铜或炉渣投入量，始终保持料柱高度在一次风口上0. 5m，当木柴全部烧尽后， 料柱全部由冰铜、炉渣和焦炭堆砌而成，焦炭燃烧放出热量将冰铜和炉渣熔化，熔化的物料 通过料柱的缝隙向炉缸底部沉积，炉缸底部开始有熔体出现，此时一次风富氧浓度提高到 55%，一次风量提升到正常生产水平，保障焦炭充分燃烧，提高冰铜和炉渣的熔化速度，产出 的熔体沉入炉缸底部形成熔池，随着冰铜和炉渣不断融化，炉缸内熔池深度不断增加； (3 )消除料柱：冰铜和炉渣投入量达到计算重量后停止冰铜和炉渣投入，此时熔池深度 达到一次风口以上，能够满足正常生产需求，停止加入冰铜和炉渣，只加入焦炭，保持一次 风量、一次风富氧浓度不变，焦炭燃烧放热，使熔池处于过热沸腾状态，在熔体的冲刷下，将 产生熔池过程中在下料口下方形成的料柱熔化； (4)转入正常生产：料柱消除以后，炉内仍然会有部分未燃烧的焦炭、未融化的炉渣和 冰铜呈块状漂浮在熔池上方，维持一次风量、富氧浓度不变，根据炉内温度，开始投入铜精 矿、焦粉和石英石，使炉内熔池一直处于过热状态，逐步提高铜精矿投入量，直到达到正常 生产水平。
[0009] 实施例2 -种富氧侧吹熔池炼铜工艺冷料开炉的操作方法，采用如下步骤： (1) 搭建料柱基础：向富氧侧吹炉内投入含水率< 20%的木柴，并将木材引燃，直到木 柴高度达到一次风口上0. 8m，投入木柴过程中始终保持木柴处于燃烧状态，木柴投入完成 后开启一次风口，控制一次风口压力在15KPa，利用一次风口送入空气助燃，使木柴充分燃 烧，开始投入焦炭，焦炭使用国家二级冶金焦，利用上料皮带将焦炭从炉顶下料口投入富氧 侧吹炉内作为底焦，底焦主要用于熔化后熔体的保温，防止熔体达到炉底后再次凝固，焦炭 投入量为每平方炉床投入300Kg，粒度8cm，利用木柴火焰引燃焦炭，配入富氧空气，使一次 风富氧浓度达到30%，压力15Kpa，风量以底焦上方见明火为准，此时在富氧侧吹炉内完成 料柱基础搭建； (2) 形成料柱：根据炉床面积、一次风口到炉底的高度，计算出正常生产所需冰铜和炉 渣的重量，冰铜要求铜品位50%，粒度8cm，炉渣采用吹炼渣，粒度8cm，含铁49%，含硅25%， 焦炭引燃后，通过计量皮带将冰铜或炉渣与焦炭按重量比100:8通过上料皮带从炉顶下料 口投入炉内，并提高一次风量、一次风富氧浓度使焦炭充分燃烧，随着冰铜和炉渣投入在下 料口下方逐渐形成一个坡型料柱，从炉顶下料口处测量炉内料柱高度变化，根据料柱高度 变化调整冰铜或炉渣投入量，始终保持料柱高度在一次风口上0. 8m，当木柴全部烧尽后， 料柱全部由冰铜、炉渣和焦炭堆砌而成，焦炭燃烧放出热量将冰铜和炉渣熔化，熔化的物料 通过料柱的缝隙向炉缸底部沉积，炉缸底部开始有熔体出现，此时一次风富氧浓度提高到 60%，一次风量提升到正常生产水平，保障焦炭充分燃烧，提高冰铜和炉渣的熔化速度，产出 的熔体沉入炉缸底部形成熔池，随着冰铜和炉渣不断融化，炉缸内熔池深度不断增加； (3 )消除料柱：冰铜和炉渣投入量达到计算重量后停止冰铜和炉渣投入，此时熔池深度 达到一次风口以上，能够满足正常生产需求，停止加入冰铜和炉渣，只加入焦炭，保持一次 风量、一次风富氧浓度不变，焦炭燃烧放热，使熔池处于过热沸腾状态，在熔体的冲刷下，将 产生熔池过程中在下料口下方形成的料柱熔化； (4)转入正常生产：料柱消除以后，炉内仍然会有部分未燃烧的焦炭、未融化的炉渣和 冰铜呈块状漂浮在熔池上方，维持一次风量、富氧浓度不变，根据炉内温度，开始投入铜精 矿、焦粉和石英石，使炉内熔池一直处于过热状态，逐步提高铜精矿投入量，直到达到正常 生产水平。
[0010] 实施例3 -种富氧侧吹熔池炼铜工艺冷料开炉的操作方法，采用如下步骤： (1) 搭建料柱基础：向富氧侧吹炉内投入含水率< 20%的木柴，并将木材引燃，直到木 柴高度达到一次风口上0. 7m，投入木柴过程中始终保持木柴处于燃烧状态，木柴投入完成 后开启一次风口，控制一次风口压力在13KPa，利用一次风口送入空气助燃，使木柴充分燃 烧，开始投入焦炭，焦炭使用国家二级冶金焦，利用上料皮带将焦炭从炉顶下料口投入富氧 侧吹炉内作为底焦，底焦主要用于熔化后熔体的保温，防止熔体达到炉底后再次凝固，焦炭 投入量为每平方炉床投入300Kg，粒度6cm，利用木柴火焰引燃焦炭，配入富氧空气，使一次 风富氧浓度达到30%，压力13Kpa，风量以底焦上方见明火为准，此时在富氧侧吹炉内完成 料柱基础搭建； (2) 形成料柱：根据炉床面积、一次风口到炉底的高度，计算出正常生产所需冰铜和炉 渣的重量，冰铜要求铜品位40%，粒度6cm，炉渣采用吹炼渣，粒度6cm，含铁45%，含硅24%， 焦炭引燃后，通过计量皮带将冰铜或炉渣与焦炭按重量比100:8通过上料皮带从炉顶下料 口投入炉内，并提高一次风量、一次风富氧浓度使焦炭充分燃烧，随着冰铜和炉渣投入在下 料口下方逐渐形成一个坡型料柱，从炉顶下料口处测量炉内料柱高度变化，根据料柱高度 变化调整冰铜或炉渣投入量，始终保持料柱高度在一次风口上0. 6m，当木柴全部烧尽后， 料柱全部由冰铜、炉渣和焦炭堆砌而成，焦炭燃烧放出热量将冰铜和炉渣熔化，熔化的物料 通过料柱的缝隙向炉缸底部沉积，炉缸底部开始有熔体出现，此时一次风富氧浓度提高到 58%，一次风量提升到正常生产水平，保障焦炭充分燃烧，提高冰铜和炉渣的熔化速度，产出 的熔体沉入炉缸底部形成熔池，随着冰铜和炉渣不断融化，炉缸内熔池深度不断增加； (3 )消除料柱：冰铜和炉渣投入量达到计算重量后停止冰铜和炉渣投入，此时熔池深度 达到一次风口以上，能够满足正常生产需求，停止加入冰铜和炉渣，只加入焦炭，保持一次 风量、一次风富氧浓度不变，焦炭燃烧放热，使熔池处于过热沸腾状态，在熔体的冲刷下，将 产生熔池过程中在下料口下方形成的料柱熔化； (4)转入正常生产：料柱消除以后，炉内仍然会有部分未燃烧的焦炭、未融化的炉渣和 冰铜呈块状漂浮在熔池上方，维持一次风量、富氧浓度不变，根据炉内温度，开始投入铜精 矿、焦粉和石英石，使炉内熔池一直处于过热状态，逐步提高铜精矿投入量，直到达到正常 生产水平。
[0011] 本发明根据炉床面积、一次风口到炉底的高度，计算出正常生产所需冰铜和炉渣 的重量，其计算方法为：冰铜的密度为：4. 5-5. Og/cm3,炉渣的密度为3. 2-3. 5g/cm3,根据正 常生产时炉内冰铜层高度和炉床面积计算出所需冰铜的重量，炉渣也采用同样方法，由于 每一台炉的炉床面积、一次风口高度、正常生产时冰铜层厚度、渣层厚度的设计参数都是不 一样的，所以无法采用固定数据，达到正常生产的要求即可。
[0012] 实验例 赤峰富邦铜业有限责任公司采用炉床面积为15. 12 Hf的富氧侧吹熔池炼铜工艺，其中 一次风口到炉底高度为I. 47m，与富氧侧吹炉相连通的渣井面积为5. 76 m2,正常生产时炉 内总液面高于一次风口 〇. 4m，炉内冰铜高度为0. 4m，根据炉体结构计算出富氧侧吹炉生产 所需冰铜为42. 59吨，炉渣为101. 9吨，木柴高度达到一次风口上0. 6m，木柴之间缝隙率为 30%，需要木柴42. 7m3，焦炭为16. 09吨。
[0013] (1)搭建料柱基础：从炉顶下料口分别投入木柴，将42. 7m3木柴全部投入炉内，并 将木柴引燃，投入木柴后通过一次风口鼓入空气，流量4000 Nm3 /h，压力10~15Kpa，见 木柴火势较大，利用上料皮带以lot/h的速度投入焦炭4. 5t作为底焦，投入完成后通过开 启一次风口调整一次风量到8000 Nm3 /h，压力10~15Kpa，一次风富氧浓度提高到30% ; (2) 形成料柱：利用计量皮带投入冰铜40t/h，焦炭3.2 t/h，投入时间约一小时，将 42. 59吨冰铜投入完后，开始投入炉渣40t/h，焦炭3. 2 t/h，并调整一次风量到10000 Nm2 / h，压力40~50Kpa，富氧空气浓度45%，此时炉内已经有熔体出现，投入炉渣一小后，通过炉 顶下料口测量发现料柱高度上涨了 〇.5m，降低炉渣量到20t/h，焦炭1.6 t/h，持续投入半 小时后，通过炉顶下料口测量发现炉内料柱高度下降0. 8m，提高炉渣投入量到50t/h，焦炭 4 t/h，并调整一次风量到12000 Nm 3/h，压力50~60Kpa，富氧空气浓度60%，直到101. 9 吨炉渣全部投入完； (3) 消除料柱：此时富氧侧吹炉内熔体高度已经达到风口以上，停止炉渣投入，只投入 焦炭1.2 t/h，风量、一次风氧气浓度不变，压力提高到70 Kpa，持续半小时后，通过炉顶下 料口测量发现料柱已经完成消失，炉内熔池深度达到I. 8m ; (4) 转入正常生产：停止焦炭投入，风量氧气浓度、压力维持在正常生产水平。开始投 入铜精矿10 t/h，焦粉I. 2t/h，每隔15分钟，提高铜精矿投入速度5吨，经过90分钟投料 量达到40t/h，达到正常生产水平；开炉耗时约8小时。
Claims (1)
1. 一种富氧侧吹熔池炼铜工艺冷料开炉的操作方法，其特征在于，采用如下步骤： (1) 搭建料柱基础：向富氧侧吹炉内投入含水率< 20%的木柴，并将木材引燃，直到木 柴高度达到一次风口上0. 5~0. 8m，投入木柴过程中始终保持木柴处于燃烧状态，木柴投 入完成后开启一次风口，控制一次风口压力在10~15KPa，利用一次风口送入空气助燃，使 木柴充分燃烧，开始投入焦炭，焦炭使用国家二级冶金焦，利用上料皮带将焦炭从炉顶下料 口投入富氧侧吹炉内作为底焦，焦炭投入量为每平方炉床投入300Kg，粒度3~8cm，利用木 柴火焰引燃焦炭，配入富氧空气，使一次风富氧浓度达到30%，压力10~15Kpa，风量以底焦 上方见明火为准，此时在富氧侧吹炉内完成料柱基础搭建； (2) 形成料柱：根据炉床面积、一次风口到炉底的高度，计算出正常生产所需冰铜和炉 渣的重量，冰铜要求铜品位20%~50%，粒度3~8cm，炉渣采用吹炼渣，粒度3~8cm，含 铁42%~49%，含硅22%~25%，焦炭引燃后，通过计量皮带将冰铜或炉渣与焦炭按重量比 100:8通过上料皮带从炉顶下料口投入炉内，并提高一次风量、一次风富氧浓度使焦炭充分 燃烧，随着冰铜和炉渣投入在下料口下方逐渐形成一个坡型料柱，从炉顶下料口处测量炉 内料柱高度变化，根据料柱高度变化调整冰铜或炉渣投入量，始终保持料柱高度在一次风 口上0. 5~0. 8m，当木柴全部烧尽后，料柱全部由冰铜、炉渣和焦炭堆砌而成，焦炭燃烧放 出热量将冰铜和炉渣熔化，熔化的物料通过料柱的缝隙向炉缸底部沉积，炉缸底部开始有 熔体出现，此时一次风富氧浓度提高到55%~60%，一次风量提升到正常生产水平，产出的 熔体沉入炉缸底部形成熔池，随着冰铜和炉渣不断融化，炉缸内熔池深度不断增加； (3 )消除料柱：冰铜和炉渣投入量达到计算重量后停止冰铜和炉渣投入，此时熔池深度 达到一次风口以上，能够满足正常生产需求，停止加入冰铜和炉渣，只加入焦炭，保持一次 风量、一次风富氧浓度不变，焦炭燃烧放热，使熔池处于过热沸腾状态，在熔体的冲刷下，将 产生熔池过程中在下料口下方形成的料柱熔化； (4)转入正常生产：料柱消除以后，炉内仍然会有部分未燃烧的焦炭、未融化的炉渣和 冰铜呈块状漂浮在熔池上方，维持一次风量、富氧浓度不变，根据炉内温度，开始投入铜精 矿、焦粉和石英石，使炉内熔池一直处于过热状态，逐步提高铜精矿投入量，直到达到正常 生产水平。
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