CN108754176B - 一种连续精炼炉及利用该连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法 - Google Patents

一种连续精炼炉及利用该连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种连续精炼炉及利用该连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法,所述连续精炼炉,具有炉体,炉头端墙上设有燃烧口,炉体左侧炉墙上设有炉口,在炉尾端墙一侧上部设有烟道并砌筑有烟道侧墙;下部设有放灰斗并在对应烟道侧墙的下方砌筑有挡液坝,挡液坝将炉膛分隔为精炼区和炉尾区;在炉体右侧炉墙上设有进料孔和若干精炼孔,左侧炉墙上设有出料口;所述精炼孔沿着精炼炉的长度方向均匀布置,并向炉底方向倾斜;采用本发明的连续精炼炉可以直接将含铜品位98%以上的原料铜液进行连续精炼得到含铜品位98.8%‑99.5%的精炼铜液;本发明的连续精炼炉及精炼工艺大大提高了再生铜精炼的工作效率,适合大力推广使用。

Description

一种连续精炼炉及利用该连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺 方法
技术领域
本发明涉及连续精炼炉技术领域,具体是一种连续精炼炉及利用该连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法。
背景技术
传统的再生铜生产是在单台固定式阳极炉中完成整个精炼过程,将废杂铜原料精炼成阳极铜。参见图1、图2,现有阳极炉的结构是:具有炉体1,炉体1的前后两端分别设有炉头端墙2和炉尾端墙3,炉头端墙2下部设有出料口4,炉尾端墙3上部靠近炉膛的一侧设有烟道5,所述炉头端墙2上还设有燃烧口6并配装有燃烧器7,炉体一侧炉墙8上设有炉口9并配装有工作门10。其精炼过程为间歇式作业方式,每生产炉次的作业过程依次为“加料熔化”作业、“氧化精炼”作业、“还原精炼”作业、“保温浇铸”作业,具体操作过程如下:
1.“加料熔化”作业:炉次开始后,使用加料车将常温的废杂铜原料经工作门加入炉内,再开启燃烧器将铜原料加热熔化成铜液;然后重复进行加料、化料;由于每次加入的原料只能分布在工作门及其周边,单次加料量一般不超过炉容的50%(第一次加料量最大,最后一次加料量最少),每炉次通常需进行3~5次加料、化料作业,直到炉内铜液量到达炉容量;
2.“氧化精炼”作业:在“加料熔化”作业结束后,开启工作门,人工将氧化管经工作门插入炉内铜液中,经氧化管输入压缩空气以氧化杂质,杂质的氧化物与加入的熔剂造渣;造渣后,开启工作门,人工用渣耙伸入炉内扒出炉渣,从而脱除了铜原料中的杂质;也有部分挥发性杂质会进入烟气,进入除尘系统,而被脱除;
3.“还原精炼”作业:“氧化精炼”氧化杂质时,部分铜也被氧化,生成氧化亚铜,因此在“氧化精炼”结束后,接着开启工作门,人工将还原管经工作门插入炉内铜液中开始“还原精炼”作业,经还原管输入还原剂,还原剂与铜液中的氧化亚铜中的氧结合,生成CO2、H2O,将氧化亚铜还原成铜,使铜液的化学成分符合要求;
4.“保温浇铸”作业:还原精炼后,铜液的化学成分、温度均符合要求,此时打开阳极炉的出料口,将铜液放出,经溜槽输送到浇铸工序浇铸阳极铜板;期间,固定阳极炉通常关闭燃烧器,或燃烧器烧小火维持铜液的温度;在阳极炉内的铜液流尽后,堵住出料口,该炉次的生产结束。重新开始向炉内加料,开始下一炉次的生产。固定阳极炉每炉次的产量基本上就是等于或略小于炉容量。如炉容为130吨时,炉次产量为125~130吨。
现有的固定式阳极炉及其精炼工艺主要存在以下缺点:
1.现有阳极炉从工作门处投入常温铜块,由于每次加入的原料只能分布在工作门及其周边,单次加料量一般不超过炉容的50%,每炉次通常需进行3~5次加料、化料作业,直到炉内铜液量到达炉容量,在加料过程中,需要开启工作门,炉膛内的高温烟气经炉口逸出,带走大量热量,逸出烟气带走热量可达阳极炉总热支出的17.97%;此外,逸出的烟气构成环境污染,需在阳极炉炉口外侧设置集烟罩,将逸出烟气导入配套的环集烟气处理系统净化,增大设备投资;
2.阳极炉的炉头端墙位于燃烧器火焰的死角位置,根据热力学原理,炉头及相邻区域也是阳极炉的低温区,而出料口设在炉头下侧,该处铜液难以提温,温度相对较低;为保证从出料口输出铜液的流动性,必须额外延长精炼时间,通过炉内不同区域的铜液进行对流,最终提高出料口区域的铜液温度,该作业方式耗时长,能耗高;
3.阳极炉进行撇渣操作时,只能人工把渣耙从炉口伸入炉内,扒出铜液上层的炉渣,操作工在高温环境下作业,扒渣劳动强度很大;由于炉膛长度、宽度较大,距离炉口远的区域很难扒渣;炉尾区还存在渣耙的作业死角,无法扒出该区域的炉渣,最终影响精炼效果。
4.只能间歇式生产,无法实现连续生产,产能受炉容量影响,每炉次的产量等于或略小于炉容量,生产能力低,能耗较高。
5.“氧化精炼”/“还原精炼”作业中人工向炉内插氧化管/还原管,操作工在高温环境下作业,劳动强度大,工作条件恶劣;
6.炉尾区域蓄积铜液,炉尾区上方的烟道抽入冷空气会降低铜液温度,产生炉尾低温区,必须额外延长精炼时间,通过炉内不同区域的铜液进行对流,最终提高炉尾区域的铜液温度,该作业方式耗时长,能耗高;
因此,设计一种新的阳极炉结构,克服现有阳极炉存在的上述缺点,并提供一种连续式操作的连续精炼炉,提高再生铜精炼工作效率及降低操作人员工作强度成为行业内的研究热点。
发明内容
本发明的目的就是针对目前的固定式阳极炉结构设计不合理,导致精炼作业存在作业时间长,能耗高,扒渣工作困难并存在作业死角,影响精炼效果及阳极炉产能的问题,提供一种连续精炼炉及利用该连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法。
本发明的一种连续精炼炉,具有炉体,炉体的前后两端分别设有炉头端墙和炉尾端墙,炉头端墙上设有燃烧口并配装有燃烧器,炉体左侧炉墙上设有炉口并配装有工作门,特别是:在炉尾端墙靠近炉膛的一侧上部设有烟道并砌筑有烟道侧墙;下部设有放灰斗并在对应烟道侧墙的下方砌筑有挡液坝,挡液坝将炉膛分隔为精炼区和炉尾区;在炉体右侧炉墙上靠近炉尾区设有进料孔,在炉体左侧炉墙上靠近炉头端墙处设有出料口;在炉体右侧炉墙上还均匀分布有若干精炼孔,所述精炼孔沿着精炼炉的长度方向均匀布置,并向炉底方向倾斜,精炼孔靠近炉膛的一侧设计为喇叭形结构;所述精炼孔用于氧化管/还原管从孔内插入,通入精炼炉内的铜液中进行氧化/还原/赶渣操作。
所述精炼孔由头端和尾端两部分组成,精炼孔靠近炉膛的头端是由铬刚玉材质烧制的、具有喇叭形扩散口的定型砖制成,精炼孔靠近炉墙外侧的尾端由耐热钢管制成,耐热钢管与定型砖喇叭形扩散口的尾端相套接;所述精炼孔与水平方向的夹角为30-60°,所述精炼孔的个数为3-8个。
所述炉头端墙上的燃烧器,具有天然气输送管,天然气输送管前端套装有助燃空气管,助燃空气管前端套装有燃烧器壳体,所述天然气输送管的一侧还连接有压缩空气输送管A,在燃烧器下方的炉头端墙上还设有助燃空气输入口并配装有压缩空气输送管B。本发明的燃烧器在使用时,天然气输送管通入的天然气先与压缩空气输送管A管通入的压缩空气进行混合,然后再与助燃空气管中的助燃风进行混合,可以增长压缩空气与天然气的接触时间,混合更均匀,还可以通过压缩空气输送管A提供的压缩空气流量调节燃烧器的火焰长度;通过压缩空气输送管B通入的压缩空气,可以搅动炉膛内的烟气并产生回流,进一步增加天然气与助燃空气中的氧接触的机会,使天然气燃烧更充分,降低天然气消耗量,同时可以使炉膛内温度分布更加均匀,避免炉膛局部过热而损坏炉衬。
所述精炼炉的出料口外侧装有出料口配件,所述出料口配件是由电解铜材质铸造而成,其中心设有与出料口相匹配的圆形出料孔,出料孔四周预埋有冷却风管,出料口配件外部设有冷却风管进风口及出风口。本发明的出料口配件在使用时,压缩空气从冷却风管的进风口进入,出风口出风,使出料口温度得到降低,对出料口进行保护。本发明的出料口配件是采用电解铜材质一体浇铸成型,具有优异的导热性能,并且设有压缩空气冷却风管,能够避免出料作业时出料孔局部过热而烧损的问题。
本发明的一种连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法,是将采用竖炉熔化好的原料铜液直接经由溜槽及精炼炉炉体右侧的进料孔连续进料至精炼炉炉膛内来进行精炼的,针对含铜品位Cu:≥98.0%,O:0%-1.0%,其他杂质含量之和≤1.5%的原料铜液,其精炼工艺包括下述步骤:
(1)蓄液提温:关闭炉口工作门,通过炉体右侧炉墙上的进料孔及溜槽接受竖炉提供的铜液,并开启燃烧器对铜液进行提温,使炉膛内铜液温度达到1180-1220℃,铜液温度达到后,保持进料孔进料状态不变,燃烧器小火维持铜液温度保持在1180-1220℃;
(2)氧化精炼:当炉体内铜液量达到炉容的50%时,经炉体右侧炉墙上的精炼孔,将氧化管插入炉内铜液中,经氧化管输入压缩空气,并通过工作门向炉内加入石英石造渣剂进行氧化精炼,氧化精炼结束后,将炉口工作门提高150-200mm,经由氧化管通入氮气进行赶渣,使铜液表面的炉渣从工作门处流出,赶渣结束后关闭工作门;
(3)还原精炼:氧化精炼及赶渣结束后,经炉体右侧炉墙上的精炼孔,将还原管插入炉内铜液中,经还原管通入天然气/液化气进行还原精炼作业,一个还原精炼作业结束后,将炉口工作门提高150-200mm,经由还原管通入氮气进行赶渣,使铜液表面的炉渣从工作门处流出,赶渣结束后关闭工作门,继续交替进行还原精炼作业和赶渣作业,直至炉内蓄积的铜液量达到100%炉容前,完成还原精炼作业;
(4)还原浇铸:打开精炼炉左侧炉墙下部的出料口将精炼铜液放出,经溜槽输送至浇铸工序浇铸阳极铜板,浇铸过程中设置出料口精炼铜液流速为进料孔原料铜液流速2-5倍;并在精炼孔内仍然插有还原管通入天然气/液化气对精炼炉内的铜液不断进行还原精炼作业;所述精炼铜液含铜品位Cu:98.8-99.5%;O≤0.2%;其它杂质合计≤0.5%。所述进料孔原料铜液流速为16-20t/h,出料口精炼铜液流速为40-80t/h;
(5)连续精炼:待炉内铜液液位高度下降至300mm以下时,关闭出料口,蓄液提温至铜液量达到炉容量50%时,重复执行步骤(2)-(4),直至原料铜液全部处理完成,结束精炼。
上述氧化精炼过程中,压缩空气输入流速为200-600Nm3/h,石英石造渣剂的加入量为0.3-2.5kg/t原料铜液;每个氧化精炼过程压缩空气输入量为2-10Nm3/t原料铜液;上述还原精炼过程中,天然气/液化气的输入流速为200-1200Nm3/h;上述还原浇铸过程中,天然气/液化气的输入流速为100-600Nm3/h;还原精炼或还原浇铸过程中天然气/液化气输入量为2-12Nm3/t原料铜液;在氧化精炼或还原精炼过程中,氮气输入流速为100-300Nm3/h。
上述精炼工艺中每炉次的处理量不限于一座竖炉提供的原料铜液,可以根据工艺操作时间安排1-5座竖炉同时提供的原料铜液。本发明中所述的竖炉,是与本申请人于2016年9月26日申请的发明专利“一种粗铜的联合冶炼方法”中提到的火焰炉结构相同。该火焰炉具有垂直炉体,炉体的顶部设有加料段,开有加料口,外配有机械提升加料装置,在加料段上方设有烟囱,在炉体的下部设有多个烧嘴,所述炉体中的炉衬是由两段组成,上段为碳化硅炉衬,下段为镁铬质炉衬;并且在炉体的旁边加有一个密封的铜液澄清池,在炉体的底部侧壁上设有出料口,通过出料道与铜液澄清池的尾端连通,在出料道上安装有高能烧嘴,在铜液澄清池的前端设有出铜口外接溜槽,并在铜液澄清池侧壁上设有扒渣口,顶面安装有若干个升温烧嘴。
本发明的一种连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法,是将采用竖炉熔化好的原料铜液直接经由溜槽及精炼炉炉体右侧的进料孔连续进料至精炼炉炉膛内来进行精炼的,针对含铜品位Cu:≥98.5%,O:0%-1.0%,其他杂质含量之和≤1.0%的原料铜液,其精炼工艺包括下述步骤:
(1)蓄液提温:关闭炉口工作门,通过炉体右侧炉墙上的进料孔及溜槽接受竖炉提供的铜液,并开启燃烧器对铜液进行提温,使炉膛内铜液温度达到1180-1220℃,铜液温度达到后,保持进料孔进料状态不变,燃烧器小火维持铜液温度保持在1180-1220℃;
(2)还原精炼:当炉体内铜液量达到炉容的50%时,经炉体右侧炉墙上的精炼孔,将还原管插入炉内铜液中,经还原管通入天然气/液化气进行还原精炼作业,一个还原精炼作业结束后,将炉口工作门提高150-200mm,经由还原管通入氮气进行赶渣,使铜液表面的炉渣从工作门处流出,赶渣结束后关闭工作门;继续交替进行还原精炼作业和赶渣作业,直至炉内蓄积的铜液量达到95%炉容;
(3)还原浇铸:打开精炼炉左侧炉墙下部的出料口将精炼铜液放出,经溜槽输送至浇铸工序浇铸阳极铜板,浇铸过程中设置出料口精炼铜液流速等于进料孔原料铜液流速;并在精炼孔内仍然插有还原管通入天然气/液化气或氮气对精炼炉内的铜液交替进行还原精炼作业和赶渣作业;直至竖炉内原料铜液全部处理完成,结束精炼;所述精炼铜液含铜品位Cu:98.8-99.5%;O≤0.2%;其它杂质合计≤0.5%;所述进料孔原料铜液流速和出料口精炼铜液流速为60-100t/h。
上述还原精炼过程中,天然气/液化气的输入流速为200-1200Nm3/h,所述还原浇铸过程中,天然气/液化气的输入流速为100-600Nm3/h,还原精炼或还原浇铸过程中天然气/液化气输入量为2-12Nm3/t原料铜液,氮气输入流速为100-300Nm3/h。
上述精炼工艺中每炉次的处理量不限于一座竖炉提供的原料铜液,可以根据工艺操作时间安排1-5座竖炉提供的原料铜液。
本发明通过对传统阳极炉结构重新进行设计得到的连续精炼炉,达到了以下效果:
1.在靠近炉尾端墙处设计挡液坝,将炉膛分为精炼区和炉尾区,将进料孔、出料口均设置在炉体侧墙上,都属于精炼区燃烧器火焰的辐射范围内,因此,进料孔及出料口铜液温度较高且均匀,铜液输入、输出流动性好,不会出现铜液冻结的问题;
2.在靠近炉尾端墙处设计挡液坝,炉尾区不再蓄积铜液,烟道抽入冷空气不会降低铜液温度,消除了炉尾低温区,提高了作业效率,缩短了精炼时间,降低了能源消耗;
3.在炉体侧墙上设计有精炼孔,氧化作业、还原作业及赶渣作业均通过精炼孔完成,无需开启炉口工作门,避免了工作门处的热量损失及工作门区域设备损耗,大大提高了精炼效率,降低了操作工人的劳动强度;
4.改进了燃烧器结构,增加了天然气与助燃空气所含氧气的接触,使天然气燃烧更彻底,并且可以通过增加/减少压缩空气的数量,使燃烧器的火焰长度延长/缩短,适应精炼炉的生产需要;
5.增加了出料口配件,避免了浇铸过程中因出料孔局部过热而损坏的问题,并且抗铜液冲刷能力强,紧急中断浇铸时,不会被堵钢损坏出料孔;
6.重新设计的精炼炉能够实现再生铜连续精炼工艺,大大提高了精炼炉的工作效率和产能,降低了能源消耗。
本发明的精炼工艺与传统阳极炉的精炼工艺相比,具有以下优点:
1.原料铜的熔化作业单独采用竖炉进行,避免了炉内频繁加料带来的热量损失及设备损耗,节约了生产成本,提高了工作效率;
2.氧化作业、还原作业、赶渣作业均无需从炉口处进行,而是从专门设计的精炼孔中进行插管作业,避免了精炼过程中工作门处的热量损失及设备损耗,同时避免了工作门处高温烟气逸出,无需加设专门的集烟罩进行烟气处理,节省了设备投资;
3.新的精炼工艺为连续精炼工艺,进料孔原料铜液始终保持进料状态不变,直至竖炉提供的原料铜液全部处理完成,才结束一个炉次的精炼作业,大大提高了单炉次生产能力,降低了生产能耗。
附图说明
图1是传统阳极炉的正视图;
图2是传统阳极炉的剖视图;
图3是本发明连续精炼炉的正视图;
图4是本发明连续精炼炉的后视图;
图5是图3的A-A剖视图;
图6是图5的B-B剖视图;
图7是图6中D处的放大视图;
图8是图5的C-C剖视图;
图9是图8中E处的放大视图;
图10是本发明中出料口配件的放大结构正视图。
图中,1—炉体,2—炉头端墙,3—炉尾端墙,4—出料口,5—烟道,6—燃烧口,7—燃烧器,8—炉墙,9—炉口,10—工作门,11—左侧炉墙,12—烟道侧墙,13—放灰斗,14—挡液坝,15—精炼区,16—炉尾区,17—右侧炉墙,18—进料孔,19—精炼孔,20—氧化管/还原管,21—定型砖,22—耐热钢管,23—天然气输送管,24—助燃空气管,25—燃烧器壳体,26—压缩空气输送管A,27—压缩空气输送管B,28—出料口配件,29—出料孔,30—冷却风管,31—进风口,32—出风口,33—炉渣。
具体实施方式
实施例1
参见图1-图10,本发明的一种连续精炼炉,具有炉体1,炉体1的前后两端分别设有炉头端墙2和炉尾端墙3,炉头端墙2上设有燃烧口6并配装有燃烧器7,炉体左侧炉墙11上设有炉口9并配装有工作门10,特别是:在炉尾端墙3靠近炉膛的一侧上部设有烟道5并砌筑有烟道侧墙12;下部设有放灰斗13并在对应烟道侧墙12的下方砌筑有挡液坝14,挡液坝14将炉膛分隔为精炼区15和炉尾区16;在炉体右侧炉墙17上靠近炉尾区16设有进料孔18,在炉体左侧炉墙11上靠近炉头端墙2处设有出料口4;在炉体右侧炉墙17上还均匀分布有若干精炼孔19,所述精炼孔19沿着精炼炉的长度方向均匀布置,并向炉底方向倾斜,精炼孔19靠近炉膛的一侧设计为喇叭形结构;所述精炼孔19用于氧化管/还原管20从孔内插入,通入精炼炉内的铜液中进行氧化/还原/赶渣操作。
所述精炼孔19由头端和尾端两部分组成,精炼孔靠近炉膛的头端是由铬刚玉材质烧制的、具有喇叭形扩散口的定型砖21制成,精炼孔靠近炉墙外侧的尾端由耐热钢管22制成,耐热钢管22与定型砖21喇叭形扩散口的尾端相套接;所述精炼孔19与水平方向的夹角为30-60°,所述精炼孔19的个数为3-8个。
所述炉头端墙2上的燃烧器7,具有天然气输送管23,天然气输送管23前端套装有助燃空气管24,助燃空气管24前端套装有燃烧器壳体25,所述天然气输送管23的一侧还连接有压缩空气输送管A 26,在燃烧器7下方的炉头端墙2上还设有助燃空气输入口并配装有压缩空气输送管B 27。本实施例的燃烧器在使用时,天然气输送管23通入的天然气先与压缩空气输送管A26通入的压缩空气进行混合,然后再与助燃空气管中的助燃风进行混合,可以增加助燃空气所含氧气与天然气的接触时间,混合更均匀,还可以通过压缩空气输送管A26提供的压缩空气流量调节燃烧器的火焰长度;通过压缩空气输送管B27通入的压缩空气,可以搅动炉膛内的烟气并产生回流,进一步增加天然气与助燃空气中的氧接触的机会,使天然气燃烧更充分,降低天然气消耗量,同时可以使炉膛内温度分布更加均匀,避免炉膛局部过热而损坏炉衬。
所述精炼炉的出料口4外侧装有出料口配件28,所述出料口配件28是由电解铜材质铸造而成,其中心设有与出料口相匹配的圆形出料孔29,出料孔29四周预埋有冷却风管30,出料口配件28外部设有冷却风管进风口31及出风口32。本实施例的出料口配件在使用时,压缩空气从冷却风管的进风口进入,出风口出风,使出料口温度得到降低,对出料口进行保护。
本实施例所述的连续精炼炉的结构,仅仅是示例性的解释,而不以任何形式限制本发明,任何人在依据本发明权利要求原理的基础上对本发明连续精炼炉的结构进行任何改进,都应视为落入本发明权利要求的保护范围之内。
实施例2
本实施例的一种连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法,是将采用竖炉熔化好的原料铜液直接经由溜槽及精炼炉炉体右侧的进料孔连续进料至精炼炉炉膛内来进行精炼的,其精炼工艺包括下述步骤:
(1)蓄液提温:关闭炉口工作门,通过炉体右侧炉墙上的进料孔及溜槽接受竖炉提供的原料铜液,并开启燃烧器对铜液进行提温,使炉膛内铜液温度达到1180-1220℃,铜液温度达到后,保持进料孔进料状态不变,燃烧器小火维持铜液温度保持在1180-1220℃;所述原料铜液含铜品位Cu:98.2%,O:0.8%,其他杂质含量之和为1.00%;
(2)氧化精炼:当炉体内铜液量达到炉容的50%时,经炉体右侧炉墙上的精炼孔,将氧化管插入炉内铜液中,经氧化管输入压缩空气,并通过工作门向炉内加入石英石造渣剂进行氧化精炼,氧化精炼结束后,将炉口工作门提高150mm,经由氧化管通入氮气进行赶渣,使铜液表面的炉渣33从工作门处流出,赶渣结束后关闭工作门;
(3)还原精炼:氧化精炼及赶渣结束后,经炉体右侧炉墙上的精炼孔,将还原管插入炉内铜液中,经还原管通入天然气进行还原精炼作业,一个还原精炼作业结束后,将炉口工作门提高200mm,经由还原管通入氮气进行赶渣,使铜液表面的炉渣从工作门处流出,赶渣结束后关闭工作门,继续交替进行还原精炼作业和赶渣作业,直至炉内蓄积的铜液量达到100%炉容前,完成还原精炼作业;
(4)还原浇铸:打开精炼炉左侧炉墙下部的出料口将精炼铜液放出,经溜槽输送至浇铸工序浇铸阳极铜板,浇铸过程中设置出料口精炼铜液流速为进料孔原料铜液流速2倍;并在精炼孔内仍然插有还原管通入天然气对精炼炉内的铜液不断进行还原精炼作业;所述精炼铜液含铜品位Cu:99.3%;O:0.2%;其它杂质合计:0.5%;本实施例中进料孔原料铜液流速为20t/h,出料口精炼铜液流速为40t/h;
(5)连续精炼:待炉内铜液液位高度下降至300mm以下时,关闭出料口,蓄液提温至铜液量达到炉容量50%时,重复执行步骤(2)-(4),直至原料铜液全部处理完成,结束精炼。
上述氧化精炼过程中,压缩空气输入流速为200-600Nm3/h,本实施例中具体为400Nm3/h,石英石造渣剂的加入量为0.3-2.5kg/t原料铜液,本实施例中具体加入量为1.5kg/t原料铜液;每个氧化精炼过程压缩空气输入量为2-10Nm3/t原料铜液,本实施例中具体为6Nm3/t原料铜液;上述还原精炼过程中,天然气的输入流速为200-1200Nm3/h,本实施例中具体为800Nm3/h;上述还原浇铸过程中,天然气的输入流速为100-600Nm3/h;本实施例中具体为300Nm3/h;还原精炼或还原浇铸过程中天然气输入量为2-12Nm3/t原料铜液,本实施例中具体为8Nm3/t原料铜液;在氧化精炼或还原精炼过程中,氮气输入流速为100-300Nm3/h,本实施例中具体为200Nm3/h。
本实施例中的连续精炼炉每炉次只接收1座竖炉提供的原料铜液,本实施例中竖炉熔化能力合计为20吨/时。本实施例中的竖炉是与本申请人于2016年9月26日申请的发明专利“一种粗铜的联合冶炼方法”中提到的火焰炉结构相同。该火焰炉具有垂直炉体,炉体的顶部设有加料段,开有加料口,外配有机械提升加料装置,在加料段上方设有烟囱,在炉体的下部设有多个烧嘴,所述炉体中的炉衬是由两段组成,上段为碳化硅炉衬,下段为镁铬质炉衬;并且在炉体的旁边加有一个密封的铜液澄清池,在炉体的底部侧壁上设有出料口,通过出料道与铜液澄清池的尾端连通,在出料道上安装有高能烧嘴,在铜液澄清池的前端设有出铜口外接溜槽,并在铜液澄清池侧壁上设有扒渣口,顶面安装有若干个升温烧嘴。
本实施例中所述的连续精炼炉,炉容量为130吨,本炉次精炼铜液产量为220吨,竖炉本生产周期熔化的全部原料量为230吨。
实施例3
本实施例的一种连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法,是将采用竖炉熔化好的原料铜液直接经由溜槽及精炼炉炉体右侧的进料孔连续进料至精炼炉炉膛内来进行精炼的,其精炼工艺包括下述步骤:
(1)蓄液提温:关闭炉口工作门,通过炉体右侧炉墙上的进料孔及溜槽接受竖炉提供的铜液,并开启燃烧器对铜液进行提温,使炉膛内铜液温度达到1180-1220℃,铜液温度达到后,保持进料孔进料状态不变,燃烧器小火维持铜液温度保持在1180-1220℃;所述原料铜液含铜品位Cu:98.8%,O:0.6,其他杂质含量之和为0.6%的原料铜液;
(2)还原精炼:当炉体内铜液量达到炉容的50%时,经炉体右侧炉墙上的精炼孔,将还原管插入炉内铜液中,经还原管通入天然气进行还原精炼作业,一个还原精炼作业结束后,将炉口工作门提高200mm,经由还原管通入氮气进行赶渣,使铜液表面的炉渣从工作门处流出,赶渣结束后关闭工作门;继续交替进行还原精炼作业和赶渣作业,直至炉内蓄积的铜液量达到95%炉容;
(3)还原浇铸:打开精炼炉左侧炉墙下部的出料口将精炼铜液放出,经溜槽输送至浇铸工序浇铸阳极铜板,浇铸过程中设置出料口精炼铜液流速等于进料孔原料铜液流速;并在精炼孔内仍然插有还原管通入天然气对精炼炉内的铜液交替进行还原精炼作业和赶渣作业;直至竖炉内原料铜液全部处理完成,结束精炼;所述精炼铜液含铜品位Cu:99.5%;O:0.1%;其它杂质合计:0.4%;本实施例中进料孔原料铜液流速和出料口精炼铜液流速为100t/h。
上述还原精炼过程中,天然气的输入流速为200-1200Nm3/h,本实施例中具体为600Nm3/h;所述还原浇铸过程中,天然气的输入流速为100-600Nm3/h,本实施例中具体为400Nm3/h;还原精炼或还原浇铸过程中天然气输入量为2-12Nm3/t原料铜液,本实施例中具体为9Nm3/t原料铜液;所述氮气输入流速为100-300Nm3/h,本实施例中具体为100Nm3/h。
本实施例的连续精炼炉可同时接收5座竖炉提供的原料铜液。本实施例中竖炉的熔化能力合计为100吨/时,连续精炼炉的炉容为250吨,本炉次产量为4460吨,竖炉本生产周期熔化的全部原料量为4500吨。
上述实施例2和实施例3的再生铜连续精炼工艺方法中各工艺参数可根据具体生产情况进行调整,并不能以任何形式限制本发明,任何人在依据本发明权利要求的原理下进行任何变形,均应视为落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种连续精炼炉,具有炉体,炉体的前后两端分别设有炉头端墙和炉尾端墙,炉头端墙上设有燃烧口并配装有燃烧器,炉体左侧炉墙上设有炉口并配装有工作门,其特征在于:在炉尾端墙靠近炉膛的一侧上部设有烟道并砌筑有烟道侧墙;下部设有放灰斗并在对应烟道侧墙的下方砌筑有挡液坝,挡液坝将炉膛分隔为精炼区和炉尾区;在炉体右侧炉墙上靠近炉尾区设有进料孔,在炉体左侧炉墙上靠近炉头端墙处设有出料口;在炉体右侧炉墙上还均匀分布有若干精炼孔,所述精炼孔沿着精炼炉的长度方向均匀布置,并向炉底方向倾斜,精炼孔靠近炉膛的一侧设计为喇叭形结构;所述精炼孔用于氧化管/还原管从孔内插入,通入精炼炉内的铜液中进行氧化/还原/赶渣操作。
2.根据权利要求1所述的一种连续精炼炉,其特征在于:所述精炼孔由头端和尾端两部分组成,精炼孔靠近炉膛的头端是由铬刚玉材质烧制的、具有喇叭形扩散口的定型砖制成,精炼孔靠近炉墙外侧的尾端由耐热钢管制成,耐热钢管与定型砖喇叭形扩散口的尾端相套接;所述精炼孔与水平方向的夹角为30-60°,所述精炼孔的个数为3-8个。
3.根据权利要求1所述的一种连续精炼炉,其特征在于:所述炉头端墙上的燃烧器,具有天然气输送管,天然气输送管前端套装有助燃空气管,助燃空气管前端套装有燃烧器壳体,所述天然气输送管的一侧还连接有压缩空气输送管A,在燃烧器下方的炉头端墙上还设有助燃空气输入口并配装有压缩空气输送管B。
4.根据权利要求1所述的一种连续精炼炉,其特征在于:所述精炼炉的出料口外侧装有出料口配件,所述出料口配件是由电解铜材质铸造而成,其中心设有与出料口相匹配的圆形出料孔,出料孔四周预埋有冷却风管,出料口配件外部设有冷却风管进风口及出风口。
5.一种利用如权利要求1-4任一项所述的连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法,其特征在于:是将采用竖炉熔化好的原料铜液直接经由溜槽及精炼炉炉体右侧的进料孔连续进料至精炼炉炉膛内来进行精炼的,针对含铜品位Cu:≥98.0%,O:0%-1.0%,其他杂质含量之和≤1.5%的原料铜液,其精炼工艺包括下述步骤:
(1)蓄液提温:关闭炉口工作门,通过炉体右侧炉墙上的进料孔及溜槽接受竖炉提供的铜液,并开启燃烧器对铜液进行提温,使炉膛内铜液温度达到1180-1220℃,铜液温度达到后,保持进料孔进料状态不变,燃烧器小火维持铜液温度保持在1180-1220℃;
(2)氧化精炼:当炉体内铜液量达到炉容的50%时,经炉体右侧炉墙上的精炼孔,将氧化管插入炉内铜液中,经氧化管输入压缩空气,并通过炉口工作门向炉内加入石英石造渣剂进行氧化精炼,氧化精炼结束后,将炉口工作门提高150-200mm,经由氧化管通入氮气进行赶渣,使铜液表面的炉渣从炉口工作门处流出,赶渣结束后关闭炉口工作门;
(3)还原精炼:氧化精炼及赶渣结束后,经炉体右侧炉墙上的精炼孔,将还原管插入炉内铜液中,经还原管通入天然气/液化气进行还原精炼作业,一个还原精炼作业结束后,将炉口工作门提高150-200mm,经由还原管通入氮气进行赶渣,使铜液表面的炉渣从炉口工作门处流出,赶渣结束后关闭炉口工作门,继续交替进行还原精炼作业和赶渣作业,直至炉内蓄积的铜液量达到100%炉容前,完成还原精炼作业;
(4)还原浇铸:打开精炼炉左侧炉墙下部的出料口将精炼铜液放出,经溜槽输送至浇铸工序浇铸阳极铜板,浇铸过程中设置出料口精炼铜液流速为进料孔原料铜液流速2-5倍;并在精炼孔内仍然插有还原管通入天然气/液化气对精炼炉内的铜液不断进行还原精炼作业;所述精炼铜液含铜品位Cu:98.8-99.5%;O≤0.2%;其它杂质合计≤0.5%;
(5)连续精炼:待炉内铜液液位高度下降至300mm以下时,关闭出料口,蓄液提温至铜液量达到炉容量50%时,重复执行步骤(2)-(4),直至原料铜液全部处理完成,结束精炼。
6.根据权利要求5所述一种利用连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法,其特征在于:所述氧化精炼过程中,压缩空气输入流速为200-600Nm3/h,石英石造渣剂的加入量为0.3-2.5kg/t原料铜液;每个氧化精炼过程压缩空气输入量为2-10Nm3/t原料铜液;所述还原精炼过程中,天然气/液化气的输入流速为200-1200Nm3/h;所述还原浇铸过程中,天然气/液化气的输入流速为100-600Nm3/h;还原精炼或还原浇铸过程中天然气/液化气输入量为2-12Nm3/t原料铜液;在氧化精炼或还原精炼过程中,氮气输入流速为100-300Nm3/h。
7.一种利用如权利要求1-4任一项所述的连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法,其特征在于:是将采用竖炉熔化好的原料铜液直接经由溜槽及精炼炉炉体右侧的进料孔连续进料至精炼炉炉膛内来进行精炼的,针对含铜品位Cu:≥98.5%,O:0%-1.0%,其他杂质含量之和≤1.0%的原料铜液,其精炼工艺包括下述步骤:
(1)蓄液提温:关闭炉口工作门,通过炉体右侧炉墙上的进料孔及溜槽接受竖炉提供的铜液,并开启燃烧器对铜液进行提温,使炉膛内铜液温度达到1180-1220℃,铜液温度达到后,保持进料孔进料状态不变,燃烧器小火维持铜液温度保持在1180-1220℃;
(2)还原精炼:当炉体内铜液量达到炉容的50%时,经炉体右侧炉墙上的精炼孔,将还原管插入炉内铜液中,经还原管通入天然气/液化气进行还原精炼作业,一个还原精炼作业结束后,将炉口工作门提高150-200mm,经由还原管通入氮气进行赶渣,使铜液表面的炉渣从炉口工作门处流出,赶渣结束后关闭炉口工作门;继续交替进行还原精炼作业和赶渣作业,直至炉内蓄积的铜液量达到95%炉容;
(3)还原浇铸:打开精炼炉左侧炉墙下部的出料口将精炼铜液放出,经溜槽输送至浇铸工序浇铸阳极铜板,浇铸过程中设置出料口精炼铜液流速等于进料孔原料铜液流速;并在精炼孔内仍然插有还原管通入天然气/液化气进行还原精炼作业,一个还原精炼作业结束后,将炉口工作门提高150-200mm,经由还原管通入氮气进行赶渣作业,使铜液表面的炉渣从炉口工作门处流出,赶渣结束后关闭炉口工作门;继续交替进行还原精炼作业和赶渣作业,直至竖炉内原料铜液全部处理完成,结束精炼;所述精炼铜液含铜品位Cu:98.8-99.5%;O≤0.2%;其它杂质合计≤0.5%。
8.根据权利要求7所述一种利用连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法,其特征在于:所述还原精炼过程中,天然气/液化气的输入流速为200-1200Nm3/h,所述还原浇铸过程中,天然气/液化气的输入流速为100-600Nm3/h,还原精炼或还原浇铸过程中天然气/液化气输入量为2-12Nm3/t原料铜液,氮气输入流速为100-300Nm3/h。
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