CN111455194A - 一种降低ps转炉渣中含铜量的方法 - Google Patents

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李自玺
黄登科
喻勇
杨磊
权金平
卿敬成
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Abstract

本发明公开了一种降低PS转炉渣中含铜量的方法，包括以下步骤：1)物料加入：在渣温1200‑1280℃条件下加入含铜物料进行吹炼；2)洗渣：在放渣前再次进铜锍吹炼5‑10分钟；3)静渣：吹炼停止后进行渣沉降，渣沉降时间为3‑7分钟；4)渣层控制：前期渣每次放渣炉内保留30‑60mm渣层；5)筛炉渣控制：最后筛炉阶段将炉渣彻底放净，筛炉渣回至其它转炉内进行再利用。本发明能够提高转炉冶炼效率，完善转炉吹炼工艺，最终减少资源浪费。

Description

一种降低PS转炉渣中含铜量的方法
技术领域
本发明属于铜冶炼领域，具体是一种降低PS转炉渣中含铜量方法。
背景技术
目前铜的冶炼方式主要为火法，通行的工艺炉窑配置为熔炼炉—吹炼炉—精炼炉，其中在吹炼阶段绝大部分企业采取PS转炉(以下简称转炉)吹炼。渣中含铜量(以下简称渣含铜)直接影响系统直收率，也是制约转炉吹炼工艺要素之一。转炉渣进入渣选进行再次回收过程中有部分有价金属是不可回收的，渣含铜越高造成永久损失有价金属越多，增加冶炼成本，不利于有价金属可持续回收，造成资源浪费。
发明内容
针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种降低PS转炉渣中含铜量方法，以提高转炉冶炼效率，完善转炉吹炼工艺，最终减少资源浪费。
本发明是通过以下技术方案实现的。
第一步：物料合理加入
在渣温1200-1280℃条件下加入含铜物料进行吹炼。
对物料进行分析后确定在渣型良好、渣温1200-1280℃前提下加入物料，能够改善渣含铜量。
第二步：洗渣操作
在放渣前再次进铜锍吹炼5-10分钟，渣含铜会明显降低。
经研究发现，当炉内铁含量少于5％时，造渣反应的同时也会有部分Cu2S氧化产生Cu2O进一步反应生成Cu：
Fe≥6％2FeS+O2+SiO2＝2FeO·SiO2+2SO2 (造渣反应)
Fe≤5％FeS+O2+SiO2＝2FeO·SiO2+2SO2 (造渣反应)
Cu2S+2Cu2O＝6Cu+SO2 (造铜反应)
炉内Fe量高于6％造铜反应不会产生，对降低渣含铜有帮助。因此为补充足够Fe量，在放渣前再次进铜锍吹炼5-10分钟后放渣，渣含铜会明显降低。
第三步：静渣操作
吹炼停止后进行渣沉降，渣沉降时间为3-7分钟。
转炉吹炼时，每个小时鼓入炉内风量在25000m3/h-35000m3/h，风量剧烈搅拌熔体。虽然渣、铜比重不同，但是剧烈的搅拌会使铜中有渣、渣中有铜的现状产生，随着转炉吹炼停止后渣沉降时间延长而使渣和铜逐步分层、分离。通过大量不同沉降时间对渣取样化验分析后，渣沉降时间和渣含铜存在一定关系，对数据分析整理后具体如下表：
转炉渣沉降时间和渣含铜对照表
序号 沉降时间(min) 渣含铜(％)
1 1 3
2 3 2
3 5 1.5
4 7 1.4
5 9 1.3
6 15 1.2
7 30 1
上表是在相同冶炼条件下根据渣沉降不同时间取样化验分析数据，由表中数据可知，在渣型良好状况下，渣沉降时间越长渣含铜越低。但是转炉吹炼过程中沉降时间越长炉内熔体热量损失越多，炉内热量损失过多不利于转炉操作控制，不利于物料加入，不利于硫酸烟气回收。同时转炉用于匹配系统生产，沉降时间过长，影响系统运行，炉窑之间相互匹配性更差，炉窑生产率降低，影响系统产量。渣沉降7分钟以上渣含铜变化明显减小，结合现场生产实际，转炉渣沉降3-7分钟对炉窑运行影响最小，同时渣含铜处于低限运行。转炉渣沉降3-7分钟为全系统生产匹配最佳时间，超出范围不利于系统运行。
第四步：渣层控制
确保前期渣每次放渣炉内保留30-60mm渣层。
如图2所示，转炉渣层从上到下，各区域渣含铜含量不同，越靠近铜层的渣含铜越高。
据此渣层的控制方法为：采取前期渣(最后一次放渣除外)，每次放渣炉内保留30-60mm渣层，实现放渣时不直接带出冰铜。
第五步：筛炉渣控制
最后筛炉阶段将炉渣彻底放净，筛炉渣回至其它转炉内进行再利用。
“筛炉”即为净渣，目的是将炉内渣彻底放净，是铜转炉吹炼造渣期与造铜期分界线，筛炉效果将对造铜期吹炼时间、粗铜产率、炉窑安全控制产生影响，也是铜转炉控制的关键环节。随着冰铜中含Fe量的降低，Cu2S开始氧化生成的Cu2O，生产的Cu2O和未氧化的Cu2S发生反应生成金属Cu颗粒，Fe量的降低将导致渣含铜显著升高。但在实际生产时，筛炉阶段必须要彻底将铁除净，如筛炉不到位、不彻底，炉内有残余的Fe未造渣或者造好的渣未除去，将会造成单炉吹炼时间延长，炉内形成炉结导致炉况恶化送风困难，严重时会导致送风困难死风眼事故，粗铜产量下降等诸多影响安全、指标、生产的不利因素。
从安全、指标、操作等多方角度验证对比，确定筛炉时彻底除净Fe的目标不变。针对就此出现的筛炉渣含铜量高达10-20％的问题，结合转炉周期性作业的特点，确定将筛炉渣回至其它转炉内进行下一炉吹炼，通过其它转炉造渣前期炉内冰铜中含铁量较高的条件，达到回收过高的渣含铜金属量，提高铜直收率的目的。
本发明的有益技术效果：本发明能够提高转炉冶炼效率，完善转炉吹炼工艺，最终减少资源浪费。
附图说明
图1为本发明降低PS转炉渣中含铜量的方法在转炉吹炼过程中的分布；
图2为造渣期炉内渣层渣含铜分布图。
具体实施方式
图1给出了转炉降低渣含铜“五步操作法”在转炉吹炼过程中分布，下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1：
1)物料合理加入
对物料进行分析后确定在渣型良好、渣温1200℃前提下加入物料。
2)洗渣操作
在放渣前再次进铜锍吹炼5分钟。
3)静渣操作
吹炼停止后进行渣沉降，渣沉降时间为3分钟。
4)渣层控制；
转炉熔体表面为3.4*10.8m，放渣时将形成内部和炉口部渣层落差在200-300mm，如出现炉口因操作、清理不平整，将不可避免的放渣直接带出冰铜的状况。
转炉渣层从上到下，各区域渣含铜含量不同，越靠近铜层的渣含铜越高。
执行如下步骤：
1、炉口按照“宽、平、浅”标准维护。
2、炉口因喷溅物粘接，或者清打造成不平整时，及时用饱和氯化镁卤水、镁粉糊补。
3、采取前期渣(最后一次放渣除外)，每次放渣炉内保留30mm渣层，消除炉口对渣含铜影响，实现放渣时不直接带出冰铜。
5)筛炉渣控制
将筛炉渣回至其它转炉内进行下一炉吹炼，通过其它转炉造渣前期炉内冰铜中含铁量较高的条件，达到回收过高的渣含铜金属量，提高铜直收率的目的。
实施例2：
1)物料合理加入
对物料进行分析后确定在渣型良好、渣温1280℃前提下加入物料。
2)洗渣操作
在放渣前再次进行铜锍吹炼10分钟。
3)静渣操作
吹炼停止后进行渣沉降，渣沉降时间为7分钟。
4)渣层控制；
转炉熔体表面为3.4*10.8m，放渣时将形成内部和炉口部渣层落差在200-300mm，如出现炉口因操作、清理不平整，将不可避免的放渣直接带出冰铜的状况。
转炉渣层从上到下，各区域渣含铜含量不同，越靠近铜层的渣含铜越高。
执行如下步骤：
1、炉口按照“宽、平、浅”标准维护。
2、炉口因喷溅物粘接，或者清打造成不平整时，及时用饱和氯化镁卤水、镁粉糊补。
3、采取前期渣(最后一次放渣除外)，每次放渣炉内保留60mm渣层，消除炉口对渣含铜影响，实现放渣时不直接带出冰铜。
5)筛炉渣控制
将筛炉渣回至其它转炉内进行下一炉吹炼，通过其它转炉造渣前期炉内冰铜中含铁量较高的条件，达到回收过高的渣含铜金属量，提高铜直收率的目的。
以上所述的仅是本发明的较佳实施例，并不局限发明。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，还可以做出其它等同改进，均可以实现本发明的目的，都应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种降低PS转炉渣中含铜量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)物料加入：在渣温1200-1280℃条件下加入含铜物料进行吹炼；
2)洗渣：在放渣前再次进铜锍吹炼5-10分钟；
3)静渣：吹炼停止后进行渣沉降，渣沉降时间为3-7分钟；
4)渣层控制：前期渣每次放渣炉内保留30-60mm渣层；
5)筛炉渣控制：最后筛炉阶段将炉渣彻底放净，筛炉渣回至其它转炉内进行再利用。
2.根据权利要求1所述的降低PS转炉渣中含铜量的方法，其特征在于，吹炼风量为25000m3/h-35000m3/h。
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