CN111397379A - 一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置及工艺 - Google Patents

一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及有色冶金技术领域，尤其涉及一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置及工艺。包括铜锍熔炼炉、挡墙、挡渣板与出渣平板；挡墙底部嵌装于铜锍熔炼炉炉底的炉衬砖内并与炉衬砖紧密贴合，且挡墙外壁与铜锍熔炼炉壁紧密贴合，挡墙上设过铜孔和过渣孔；挡墙将铜锍熔炼炉分为两室，出渣平板水平固接在其中一室内，将其分为出渣室与出铜锍室，挡渣板底部嵌装于出铜锍室内，出渣室设有放渣口，出铜锍室设有放铜锍口。不仅可以促进熔炼渣和铜锍高效分离，而且可以防止铜锍直接冲刷铜锍熔炼炉本体耐材，利于铜锍内夹杂物颗粒上浮，极大提高了生产效率和铜锍的纯净度，解决了现有工艺渣金分离效果差和渣含铜高的难题，降低了生产成本。

Description

一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置及工艺
技术领域
本发明涉及有色冶金技术领域，尤其涉及一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置及工艺。
背景技术
氧气底熔炼铜工艺是世界先进的铜冶炼技术之一，底吹工艺流程短，配置简单，投资费用低，已被列为国家重点推广应用技术。底熔炼铜法采用的熔炼设备为卧式底吹转炉，熔池搅拌强度很高，能够实现自热熔炼，无需额外的燃料加热，能耗低；对原料的适应性强、无需干燥和制粒。适用于处理低品位、复杂、难处理的多金属矿料、含金银高的贵金属伴生矿，甚至垃圾矿料。
底熔炼铜工艺还处于发展阶段，仍然存在很多缺点和不足。主要包括：在放渣操作中熔炼渣带走大量的铜锍且影响铜锍的纯净度。这个问题已成为阻碍氧气底熔炼铜工艺进一步推广的重要技术难题。
造成上述问题的一个主要原因就是在目前氧气底熔炼铜工艺放渣操作中，缺少一种使熔炼渣和铜锍的分离装置，熔炼渣带走大量的铜锍，影响铜锍的纯净度，使生产的成本大大提高。因此，研究一种分离控流装置以克服上述技术难题就显得十分迫切和重要。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明提供了一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置及工艺，能够使熔池内的铜锍湍动流动集中在熔炼区，而沉淀区内流动平稳；不仅可以促进熔炼渣和铜锍高效分离，而且可以防止铜锍直接冲刷铜锍熔炼炉本体耐材，利于铜锍内夹杂物颗粒上浮，极大提高了生产效率和铜锍的纯净度，解决了现有工艺渣金分离效果差和渣含铜高的难题，降低了生产成本。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置，包括铜锍熔炼炉、挡墙、挡渣板与出渣平板；挡墙底部嵌装于铜锍熔炼炉炉底的炉衬砖内并与炉衬砖紧密贴合，且挡墙外壁与铜锍熔炼炉壁紧密贴合，挡墙上设过铜孔和过渣孔；挡墙将铜锍熔炼炉分为两室，出渣平板水平固接在其中一室内，将其分为出渣室与出铜锍室，挡渣板底部嵌装于出铜锍室内，出渣室设有放渣口，出铜锍室设有放铜锍口。
所述挡墙采用镁质浇注料浇筑成型，厚度为50～200mm，挡墙高出铜锍熔炼炉反应池30～50mm，挡墙可以上下移动。
所述挡渣板设置在挡墙后且与挡墙紧密贴合；挡渣板可以上下移动。
所述出渣平板由耐火材料制成；出渣平板外壁与铜锍熔炼炉壁紧密贴合。
所述放渣口设置在铜锍熔炼炉侧壁外部，与出渣室连通，放渣口底部低于出渣平板，顶部高于出渣平板。
所述放铜锍口设置在铜锍熔炼炉底部，与出铜室连通。
所述过铜孔为圆形或椭圆形或方形；过铜孔沿平行于铜锍熔炼炉水平直径方向布置1～5排，每排开孔数量为N个；过铜孔开孔方向由底吹反应区至上而下开孔，倾角0～30°。
所述过渣孔为圆形或椭圆形或方形；过渣孔沿平行于铜锍熔炼炉水平直径方向布置1～2排。
一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离工艺，具体包括：在熔炼过程中，生成的铜锍经过所述过铜孔流入出铜室内，位于挡墙过铜孔的开孔方向向上，向上的倾角使铜锍流动形成环流，减少铜锍直接在炉底流动；先打开放铜锍口出铜锍，待铜锍液面到达放渣孔底部时停止出铜锍，铜锍由铜锍包调运走，抽出挡渣板，打开放渣放渣，待渣出净后关闭挡渣板与放渣口停止放渣，熔炼渣排放到渣包中运走，此时抽出挡墙，打开出铜锍口开始出铜锍，待铜锍出净后，关闭出铜锍口；放回挡墙，放渣出铜锍操作完成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)设置挡墙可使激烈湍动区限制在挡墙上游，而且阻碍了两侧的底部流股，使下游更平稳。在底吹炉内设置挡墙，改变铜锍的流向和流态，延长铜锍流到水口的时间，可有效地促进夹杂物上浮分离，均匀铜锍成分和温度。可以使熔炼渣和铜锍有效分离，提高了生产效率与铜锍的纯净度，大大降低生产成本。
2)本发明挡墙过铜孔的开孔方向向上，向上的倾角可以使铜锍流动形成较大的环流，减少铜锍直接在包底流动，这种运动方式有利于铜锍的混匀和夹杂物的上浮。
3)本发明在沉淀区与底吹反应区设置挡墙，可以防止铜锍直接冲刷铜锍熔炼炉本体耐材。提高了炉衬内耐火材料的使用寿命。
本发明能够使铜锍湍动显著的部分集中在注入流区，也就是底吹反应区，下游沉淀区形成流动平稳的熔池，并且让夹杂物充分的上浮。不仅可以促进熔炼渣和铜锍高效分离，而且可以防止铜锍直接冲刷铜锍熔炼炉本体耐材，利于铜锍内夹杂物颗粒上浮，极大提高了生产效率和铜锍的纯净度，解决了现有工艺渣金分离效果差和渣含铜高的难题，降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明实施例1结构示意图；
图2是本发明实施例1挡墙开孔角度示意图；
图3是本发明实施例1挡墙结构示意主视图；
图4是本发明实施例2结构示意图；
图5是本发明实施例2挡墙开孔角度示意图；
图6是本发明实施例2挡墙结构示意主视图。
图中：1-挡渣板2-出渣平板3-放渣口4-放铜锍口5-渣包6-铜锍包7-挡墙8-过渣口9-过铜口10-铜锍熔炼炉
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
实施例1：
如图1-3所示，一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置，包括铜锍熔炼炉(10)、挡墙(7)、挡渣板(1)与出渣平板(2)。
铜锍熔炼炉(10)直径为4.8m，长20m，挡墙(7)挡渣板(1)出渣平板(2)其在铜锍熔炼炉(10)中的布置方式如图1所示，本实施例中采用的挡墙(7)设计方式如图2、图3所示，挡墙(7)厚度为50mm，挡墙(7)高度高出铜锍熔炼炉(10)30mm，且挡墙(7)四周与铜锍熔炼炉(10)壁紧密贴合。
在底吹炉内设置挡墙(7)，改变铜锍的流向和流态，延长铜锍流到水口的时间，可有效地促进夹杂物上浮分离，均匀铜锍成分和温度。可以使熔炼渣和铜锍有效分离，提高了生产效率与铜锍的纯净度，大大降低生产成本。在沉淀区与底吹反应区设置挡墙(7)，可以防止铜锍直接冲刷铜锍熔炼炉本体耐材。提高了炉衬内耐火材料的使用寿命。
过铜孔(9)和过渣孔(8)设计方式如图2、图3所示，过铜孔(9)的开孔方向向上(如图2)，倾角30°，过铜孔(9)形状设置为圆形，且沿平行于铜锍熔炼炉(10)水平直径方向布置1排，开孔数量为1个，直径1.2m，呈轴对称排布，过渣孔(8)的开孔方向向上(如图2)，倾角20°，过渣孔(8)形状设置为方形，长4m，高0.5m，位于挡墙(7)竖直方向1.6m处，且沿平行于铜锍熔炼炉(10)水平直径方向布置1排。向上的倾角可以使铜锍流动形成较大的环流，减少铜锍直接在包底流动，这种运动方式有利于铜锍的混匀和夹杂物的上浮。
位于挡墙过渣孔(8)右侧连接一由耐火材料制成的出渣平板(2)，且出渣平板(2)外壁紧密嵌入铜锍熔炼炉(10)壁内，为了缩短出渣时间，减少渣的凝固，设置出渣平板(2)长度为1m，所述挡墙(7)后设一个由镁质材料制成的挡渣板(1)，厚度为50mm；挡渣板(1)高度高出铜锍熔炼炉(10)30mm，挡渣板(1)四周与铜锍熔炼炉(10)壁紧密贴合，且与挡墙(7)紧密贴合，挡渣板(1)与挡墙(7)均可上下移动，所述放渣口(3)设置在铜锍熔炼炉(10)侧壁外部，且与出渣室连通，放渣口(3)底部低于出渣平板(2)，且放渣口(3)顶部高于出渣平板(2)，放铜锍口(4)设置在出渣平板(2)底部，且与出铜室连通。
本实施例放渣操作过程中，可先打开放铜锍口(4)出铜锍，待铜锍液面到达放渣孔(3)底部时停止出铜锍，铜锍由铜锍包(6)调运走，抽出挡渣板(1)，打开放渣口(3)放渣，待渣出净后关闭挡渣板(1)与放渣口(3)停止放渣，熔炼渣排放到渣包(5)中运走，此时抽出挡墙(7)，打开出铜锍口(4)开始出铜锍，待铜锍出净后，关闭出铜锍口(4)。放回挡墙(7)，放渣出铜锍操作完成。
实施例2：
如图4-6所示，一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置，包括铜锍熔炼炉(10)、挡墙(7)、挡渣板(1)与出渣平板(2)。
铜锍熔炼炉(10)直径为4.4m，长16.5m，挡墙(7)挡渣板(1)出渣平板(2)其在铜锍熔炼炉中的布置方式如图4所示，本实施例中采用的挡墙(7)设计方式如图5所示，所述挡墙(7)厚度为55mm，挡墙(7)高度高出铜锍熔炼炉(10)50mm，且挡墙(7)四周与铜锍熔炼炉(10)壁紧密贴合。
在底吹炉内设置挡墙(7)，改变铜锍的流向和流态，延长铜锍流到水口的时间，可有效地促进夹杂物上浮分离，均匀铜锍成分和温度。可以使熔炼渣和铜锍有效分离，提高了生产效率与铜锍的纯净度，大大降低生产成本。在沉淀区与底吹反应区设置挡墙(7)，可以防止铜锍直接冲刷铜锍熔炼炉本体耐材。提高了炉衬内耐火材料的使用寿命。
过铜孔(9)和过渣孔(8)设计方式如图5、图6所示，过铜孔(9)的开孔方向向上，倾角25°，过铜孔(9)形状设置为圆形，且沿平行于铜锍熔炼炉(10)水平直径方向布置2排，每排开孔数量为2个，直径0.5m，两个过铜孔对称排布，过渣孔(8)的开孔方向向上(如图5)，倾角25°，过渣孔(8)形状设置为方形，长3.8m，高0.45m，位于挡墙(7)竖直方向1.47m处，且沿平行于铜锍熔炼炉(10)水平直径方向布置1排。向上的倾角可以使铜锍流动形成较大的环流，减少铜锍直接在包底流动，这种运动方式有利于铜锍的混匀和夹杂物的上浮。
位于挡墙过渣孔(8)右侧连接一由耐火材料制成的出渣平板(2)，且出渣平板(2)外壁紧密嵌入铜锍熔炼炉(10)壁内，为了缩短出渣时间，减少渣的凝固，设置出渣平板(2)长度为0.7m，所述挡墙(7)后设一个由镁质材料制成的挡渣板(1)，厚度为55mm；挡渣板(1)高度高出铜锍熔炼炉(10)50mm，挡渣板(1)四周与铜锍熔炼炉(10)壁紧密贴合，且与挡墙(7)紧密贴合，挡渣板(1)与挡墙(7)均可上下移动，所述放渣口(3)设置在铜锍熔炼炉(10)侧壁外部，且与出渣室连通，放渣口(3)底部低于出渣平板(2)，且放渣口(3)顶部高于出渣平板(2)，所述放铜锍口(4)设置在出渣平板(2)底部，且与出铜室连通。
本实施例放渣操作过程中，可先打开放铜锍口(4)出铜锍，待铜锍液面到达放渣孔(3)底部时停止出铜锍，铜锍由铜锍包(6)调运走，抽出挡渣板(1)，打开放渣口(3)放渣，待渣出净后关闭挡渣板(1)与放渣口(3)停止放渣，熔炼渣排放到渣包(5)中运走，此时抽出挡墙(7)，打开出铜锍口(4)开始出铜锍，待铜锍出净后，关闭出铜锍口(4)。放回挡墙(7)，放渣出铜锍操作完成。
本发明能够有效保证挡墙(7)后面液体平稳，实现渣金分离；既让熔体通过挡墙(7)，又不让挡墙(7)完全阻碍熔体流动；解决现有在放渣操作中熔炼渣带走大量的铜锍且影响铜锍的纯净度等因素，保证底吹炼铜生产放渣操作的顺利进行。能够使熔池内的铜锍湍动流动集中在熔炼区，而沉淀区内流动平稳。不仅可以促进熔炼渣和铜锍高效分离，而且可以防止铜锍直接冲刷铜锍熔炼炉本体耐材，利于铜锍内夹杂物颗粒上浮，极大提高了生产效率和铜锍的纯净度，解决了现有工艺渣金分离效果差和渣含铜高的难题，降低了生产成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置，其特征在于，包括铜锍熔炼炉、挡墙、挡渣板与出渣平板；挡墙底部嵌装于铜锍熔炼炉炉底的炉衬砖内并与炉衬砖紧密贴合，且挡墙外壁与铜锍熔炼炉壁紧密贴合，挡墙上设过铜孔和过渣孔；挡墙将铜锍熔炼炉分为两室，出渣平板水平固接在其中一室内，将其分为出渣室与出铜锍室，挡渣板底部嵌装于出铜锍室内，出渣室设有放渣口，出铜锍室设有放铜锍口。
2.根据权利要求1所述的一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置，其特征在于，所述挡墙采用镁质浇注料浇筑成型，厚度为50～200mm，挡墙高出铜锍熔炼炉反应池30～50mm，挡墙可以上下移动。
3.根据权利要求1所述的一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置，其特征在于，所述挡渣板设置在挡墙后且与挡墙紧密贴合；挡渣板可以上下移动。
4.根据权利要求1所述的一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置，其特征在于，所述出渣平板由耐火材料制成；出渣平板外壁与铜锍熔炼炉壁紧密贴合。
5.根据权利要求1所述的一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置，其特征在于，所述放渣口设置在铜锍熔炼炉侧壁外部，与出渣室连通，放渣口底部低于出渣平板，顶部高于出渣平板。
6.根据权利要求1所述的一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置，其特征在于，所述放铜锍口设置在铜锍熔炼炉底部，与出铜室连通。
7.根据权利要求1所述的一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置，其特征在于，所述过铜孔为圆形或椭圆形或方形；过铜孔沿平行于铜锍熔炼炉水平直径方向布置1～5排，每排开孔数量为N个；过铜孔开孔方向由底吹反应区至上而下开孔，倾角0～30°。
8.根据权利要求1所述的一种底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离装置，其特征在于，所述过渣孔为圆形或椭圆形或方形；过渣孔沿平行于铜锍熔炼炉水平直径方向布置1～2排。
9.一种基于权利要求1所述装置的底吹炼铜炉熔锍熔渣高效分离工艺，其特征在于，具体包括：在熔炼过程中，生成的铜锍经过所述过铜孔流入出铜室内，位于挡墙过铜孔的开孔方向向上，向上的倾角使铜锍流动形成环流，减少铜锍直接在炉底流动；先打开放铜锍口出铜锍，待铜锍液面到达放渣孔底部时停止出铜锍，铜锍由铜锍包调运走，抽出挡渣板，打开放渣放渣，待渣出净后关闭挡渣板与放渣口停止放渣，熔炼渣排放到渣包中运走，此时抽出挡墙，打开出铜锍口开始出铜锍，待铜锍出净后，关闭出铜锍口；放回挡墙，放渣出铜锍操作完成。
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