CN117089716A - 一种低粘度熔渣的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低粘度熔渣的控制方法，包括以下步骤：S1.在混合铜精矿中加入SiO2熔剂进行配料得到入炉物料，将入炉物料置于熔炼炉中进行氧化熔炼；S2.在熔炼炉内通过喷枪向熔池内鼓入富氧空气，富氧空气中氧气浓度为45％‑65％，直至产出冰铜、熔渣、烟尘、烟气；S3.调整熔炼过程冰铜品位、配煤量、富氧浓度、SiO2补加量等工艺参数，使得熔渣中Fe3O4含量达到5％‑8％。本发明针对原料情况的不同，通过控制熔渣中的Fe3O4含量，进而控制熔渣渣型、描述熔渣结构，从而得到一种低粘度、低熔点熔渣，降低熔炼难度，提高熔炼安全性。
Description
技术领域
本发明涉及熔炼技术领域，具体而言，涉及一种熔炼炉熔渣渣型控制方法。
背景技术
铜的火法冶炼中，除了铜以外，各个工序是不断脱除杂质的过程，在熔炼工序中，产出物冰铜主要含贵金属Au、Ag，Cu、Fe、S及少量的As、Pb、Zn、Sb、Bi、Ni杂质，全部的SiO2、CaO、MgO、Al2O3，以及部分氧化后的Fe、Pb、Zn进入熔渣，熔渣中以SiO2、Fe为主，其中的部分Fe以Fe3O4形态存在，熔渣中Fe3O4含量对熔炼过程的影响极大，含量过高或过低都会造成熔渣粘度升高，使熔炼困难，甚至引起泡沫渣喷炉工艺事故。
针对上述问题，现有技术采用的控制方法为控制熔渣中Fe含量和SiO2含量对比值，也就是用Fe/SiO2或SiO2/Fe的值来控制熔渣渣型，如公开号为CN102304623A的发明专利公开了一种铜吹炼渣还原贫化的方法和设备，其控制渣中的Fe/SiO2比值在1.3～1.8，然而用Fe/SiO2或SiO2/Fe的值来控制熔渣渣型，在原料来源不固定时，原料中的CaO、MgO、Al2O3含量也会发生变化，入炉物料中的CaO、MgO、Al2O3进入熔渣后，需要消耗熔渣中的部分SiO2，从而影响到造渣反应的进行，剩余SiO2不足时，有更多Fe3O4生成，剩余SiO2过量时，Fe3O4生成量减少，使熔渣中的Fe3O4含量偏离控制范围，恶化熔炼反应条件。
也就是说现有技术适合于原料来源稳定时熔渣渣型的控制，而本国多数的铜冶炼厂并不具备原料来源稳定的条件，采用现有技术控制熔渣渣型时，当原料来源发生变化后，CaO、MgO、Al2O3随之变化，与FeO结合的SiO2随之变化，再用Fe/SiO2或SiO2/Fe的值来控制熔渣渣型，并不能准确描述熔渣结构，进而造成熔渣粘度升高，使熔炼困难，甚至引起泡沫渣喷炉工艺事故。
发明内容
本发明通过控制熔渣中的Fe3O4含量，提供一种低粘度、低熔点熔渣的控制方法。
本发明采用熔渣中的Fe3O4含量控制熔渣渣型，其本身就已经顾及了原料中CaO、MgO、Al2O3所耗用的SiO2量，即使原料中的CaO、MgO、Al2O3含量发生变化后，仍能更准确描述熔渣结构，避免熔渣中的Fe3O4含量偏离可控范围，维持熔炼生产的安全、高效运行。
本发明的实施例通过以下技术方案实现：
一种低粘度熔渣的控制方法，包括以下步骤：
S1.根据混合铜精矿中的Fe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3含量以及熔炼产物冰铜的控制范围，在混合铜精矿中加入SiO2熔剂进行配料得到入炉物料，将入炉物料置于熔炼炉中进行氧化熔炼，熔炼温度为1150℃-1190℃；入炉物料中MgO低于1.5wt％、Al2O3低于3wt％；
其中，SiO2熔剂的加入量与混合铜精矿中其他物质(除了Fe以外，主要是CaO、MgO、Al2O3)，其耗用SiO2量分别以形成CaO·SiO2，MgO·SiO2，3Al2O3·2SiO2来计算，1个单位CaO耗用1.07个单位SiO2，1个单位MgO耗用1.5个单位SiO2，1个单位Al2O3耗用0.39个单位SiO2。
S2.在熔炼炉内通过喷枪向熔池内鼓入富氧空气，富氧空气中氧气浓度为45％-65％，直至产出冰铜、熔渣、烟尘、烟气；
S3.调整熔炼过程冰铜品位、富氧浓度，使得熔渣中Fe3O4含量达到5％-8％。并可适当补加SiO2，其中SiO2补加量根据入炉原料Fe含量、目标冰铜品位、CaO、MgO、Al2O3耗SiO2量计算得到。
进一步，S3中，冰铜品位50％-60％，富氧浓度45％-65％，熔渣中Fe3O4含量5％-8％。所涉及的主要反应：
2FeO+SiO2＝2FeO·SiO2 (1)
6FeO+O2＝2Fe3O4 (2)
2Fe3O4+C+3SiO2＝3Fe2SiO4+CO2 (3)
CaO+SiO2＝CaSiO3 (4)
MgO+SiO2＝MgSiO3 (5)
3Al2O3+2SiO2＝3Al2O3·2SiO2 (6)
由于上述反应的存在，在反应(4)、(5)、(6)的影响下，入炉物料中的CaO、MgO、Al2O3进入熔渣后，需要消耗熔渣中的部分SiO2，从而影响到反应(1)的进行，剩余SiO2不足时，按反应(2)进行，剩余SiO2过量时，按反应(3)进行，使熔渣中的Fe3O4含量偏离控制范围，恶化熔炼反应条件，因此，直接用最终生成的熔渣中的Fe3O4含量控制熔渣渣型，调整SiO2加入量，使Fe3O4含量处于控制范围，可有效避免熔炼环境恶化，保持熔炼反应的高效、稳定。
本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
本发明控制方法，在原料不同的情况下，通过控制熔渣中的Fe3O4含量范围，可适用于控制不同来源的原料熔渣渣型、描述熔渣结构，从而得到一种低粘度、低熔点熔渣，降低熔炼难度，提高熔炼安全性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
一种低粘度熔渣的控制方法，包括以下步骤：
S1.在混合铜精矿中加入SiO2熔剂进行配料得到入炉物料，铜熔炼炉所用的入炉原料主要化学成分见表1；将入炉物料置于熔炼炉中进行氧化熔炼，熔炼温度为1160℃；
S2.在熔炼炉内通过喷枪向熔池内鼓入富氧空气，富氧空气中氧气浓度为45％，直至产出冰铜、熔渣、烟尘、烟气；
S3.调整熔炼过程冰铜品位55％、富氧浓度60％，使得熔渣中Fe3O4含量分别达到5％。
实施例2
一种低粘度熔渣的控制方法，包括以下步骤：
S1.在混合铜精矿中加入SiO2熔剂进行配料得到入炉物料，铜熔炼炉所用的入炉原料主要化学成分见表1；将入炉物料置于熔炼炉中进行氧化熔炼，熔炼温度为1170℃；
S2.在熔炼炉内通过喷枪向熔池内鼓入富氧空气，富氧空气中氧气浓度为50％，直至产出冰铜、熔渣、烟尘、烟气；
S3.调整熔炼过程冰铜品位55％、富氧浓度50％，使得熔渣中Fe3O4含量分别达到6％。
实施例3
一种低粘度熔渣的控制方法，包括以下步骤：
S1.在混合铜精矿中加入SiO2熔剂进行配料得到入炉物料，铜熔炼炉所用的入炉原料主要化学成分见表1；将入炉物料置于熔炼炉中进行氧化熔炼，熔炼温度为1180℃；
S2.在熔炼炉内通过喷枪向熔池内鼓入富氧空气，富氧空气中氧气浓度为65％，直至产出冰铜、熔渣、烟尘、烟气；
S3.调整熔炼过程冰铜品位60％、富氧浓度45％，使得的熔渣中Fe3O4含量分别达到8％。
实验例1
对某铜冶炼厂采用艾萨炉熔炼+电炉澄清分离工艺，采用直接控制熔渣中的Fe3O4含量控制熔渣渣型，对铜熔炼炉所用的入炉原料主要化学成分进行分析，结果见表1。
表1某铜冶炼厂艾萨炉入炉原料主要化学成分
将上述不同批次入炉原料分别送入艾萨炉熔炼后，排放进入电炉后进行澄清，电炉熔渣温度控制1205℃，电炉排渣时间25min，对上述3批次入炉原料对应的电炉渣主要化学成分进行分析，结果见表2。
表2某铜冶炼厂电炉渣主要化学成分
由表2的结果可以看出，当入炉原料中的CaO、MgO、Al2O3含量发生变化后，电炉熔渣中的Fe3O4含量相对稳定，而SiO2/Fe则有较大的变化，这表明熔渣渣型采用本发明提出的控制Fe3O4含量控制方法更为合理、可靠且稳定。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种低粘度熔渣的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.在混合铜精矿中加入SiO2熔剂进行配料得到入炉物料，将入炉物料置于熔炼炉中进行氧化熔炼；
S2.向熔炼炉内鼓入富氧空气，直至产出冰铜、熔渣、烟尘、烟气；
S3.调整熔炼过程冰铜品位、富氧浓度，使得熔渣中Fe3O4含量达到5％-8％。
2.根据权利要求1所述的低粘度熔渣的控制方法，其特征在于，S1中，氧化熔炼时的熔炼温度为1150℃-1190℃。
3.根据权利要求1所述的低粘度熔渣的控制方法，其特征在于，S1中，入炉物料中含有CaO、MgO、Al2O3中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的低粘度熔渣的控制方法，其特征在于，S1中，入炉物料中MgO低于1.5wt％、Al2O3低于3wt％、CaO低于2wt％。
5.根据权利要求1所述的低粘度熔渣的控制方法，其特征在于，S2中，富氧空气中氧气浓度为45％-65％。
6.根据权利要求1所述的低粘度熔渣的控制方法，其特征在于，S3中，所述冰铜品位50％-60％，富氧浓度45％-65％。
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