一种全热态连续底吹炼铜方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种全热态连续底吹炼铜方法和设备，首次在单套冶炼生产线中将底吹熔炼技术应用在铜精矿的熔炼、冰铜的吹炼以及粗铜的精炼三个工序，提出了一种由底吹熔炼+底吹吹炼+底吹精炼+阳极浇铸的全热态底吹连续炼铜工艺包与配置；上述工艺包由一台熔炼炉、一台吹炼炉、两台底吹精炼炉和两台圆盘浇铸机组成，炉窑之间高低顺序排布，全部采用密闭溜槽连接；各种含铜物料及辅料通过多段氧化、多次排渣，连续生产，在该工艺包内实现从投入精矿到直接产出铜阳极板的连续冶炼工艺。到直接产出铜阳极板的连续冶炼工艺。到直接产出铜阳极板的连续冶炼工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种全热态连续底吹炼铜方法和设备


[0001]本专利技术属于冶金
，尤其是一种全热态连续底吹炼铜方法和设备。

技术介绍

[0002]目前全世界的铜火法冶炼工艺大多分为三段，第一段是造锍熔炼，由铜精矿炼成含铜40
‑
75%的铜锍（或称冰铜），第二段是将铜锍吹炼成含铜98
‑
99%的粗铜，第三段再进一步除掉粗铜中的有害杂质，以满足电解精炼对阳极板化学成分的要求，获得合格的铜阳极板进入电解系统。
[0003]造锍熔炼过去有鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼等，因其冶炼强度低，产生的烟气SO
２
浓度低，无法回收制酸，已逐渐被淘汰，改革开放以后从国外引进了闪速熔炼、诺兰达熔炼、奥斯麦特熔炼、艾萨熔炼等。近十几年，国内的冶金工作者自主研发了富氧底吹熔炼和富氧双侧吹熔炼技术，并且迅速地应用和成熟。目前，许多老的铜冶炼厂改造和新建铜冶炼厂根据自身原料来源比较复杂的特点，都偏爱选用富氧底吹熔炼和双侧吹熔炼技术。这两种铜冶炼技术在我国都有不少的冶炼企业在运行，使我国成为世界最大的铜生产国，也使中国铜冶炼技术跻身世界先进行列。
[0004]铜火法冶炼70%以上的吹炼工艺都是采用转炉系统，转炉吹炼有140多年的应用史，技术成熟，粗铜质量可控，可以附带处理冷铜。但转炉吹炼分造渣期和造铜期，进料与出渣都是用铜锍包在车间内进行吊运，转炉吹炼的间断作业，造成了上下游工序都不能连续排放熔体和连续进料；同时转炉吹炼过程造成SO
２
烟气低空逸散，使转炉吹炼作业的操作环境很差，且烟气量与成分有较大的波动，为烟气制酸带来一定的困难，造成制酸尾气含SO
２
偏高，这是当今铜冶炼面临的一道世界性难题。
[0005]随着粗铜火法生产工艺的发展，传统的转炉吹炼工艺已不适应现代环保的要求。转炉吹炼粗铜，间断进料、出渣导致作业过程难以实现系统密闭，存在着漏风率高、烟气SO
２
浓度低、烟气量波动大、逸散烟气造成低空污染严重、耐火材料消耗量大等弊病。在底吹和侧吹吹炼技术完善推广之前，国际上比较成熟的粗铜吹炼工艺有两种：一是闪速吹炼工艺，二是三菱法吹炼工艺。闪速吹炼工艺是将熔炼产生的冰铜水淬后，研磨成细粉再烘干，连同粉状熔剂一起用高压风喷入闪速炉内，生成吹炼渣、粗铜和高温烟气。该工艺存在着投资较高、不能消化冷料、直收率低、粗铜含硫高等缺点。三菱法吹炼工艺是将热态冰铜通过溜槽直接流入吹炼炉并同时采用风料喷枪向熔体中喷入熔剂和富氧空气，经过氧化反应生成吹炼渣、粗铜和高温烟气；虽然能耗较低，但存在吹炼渣含铜高、直收率低、粗铜含硫及杂质高的缺点。
[0006]近些年铜冶炼技术朝着高效、清洁和连续化的方向发展，国内外铜冶炼企业积极寻求或开发产能大、投资和运行费用低、操作连续、有利于环保的铜冶炼工艺。

技术实现思路

[0007]基于上述现有技术，本专利技术开发了一套全底吹、全热态、高度集成的连续炼铜工艺
方法和设备。
[0008]本专利技术采用的技术方案如下：一种全热态连续底吹炼铜方法,包括底吹熔炼、底吹吹炼、底吹精炼三个连续炼铜步骤；经底吹熔炼步骤将铜精矿熔炼产出铜锍，铜锍经底吹吹炼步骤吹炼产出粗铜，粗铜经底吹精炼步骤进行火法精炼并浇铸得到铜阳极板。本专利技术工艺方法是从熔炼到精炼全部采用底吹冶炼工艺，发挥底吹冶炼氧利用率高、熔体搅拌强烈、吹炼不易产生泡沫渣等优势。特别是底吹精炼是首次将底吹工艺应用到粗铜精炼上，具有氧化还原速率高，除杂能力强等特征。
[0009]进一步的，底吹熔炼步骤采用底吹熔炼炉，将铜精矿熔炼成铜锍过程中，向炉内的铜锍层连续送入富氧空气进行造铜、造渣反应，反应生成熔炼渣、铜锍和含SO2的高温烟气；底吹吹炼步骤采用底吹吹炼炉，添加造渣剂并向炉内铜锍层连续送入富氧空气，进行造渣反应及氧化反应生成金属铜；反应生成粗铜、吹炼渣以及高温烟气；底吹精炼步骤采用底吹精炼炉，分为加料、预氧化、氧化、还原和浇铸五个过程；反应生成阳极铜、精炼渣、烟气。
[0010]一种全热态连续底吹炼铜设备，包括顺序连接的底吹熔炼炉、底吹吹炼炉、底吹精炼炉以及圆盘浇铸机，由高到低呈阶梯状排布；相邻设备之间通过溜槽连接用于输送熔体；杜绝行车吊运熔体产生的低空烟气污染，取消了熔体包转运，系统冷料率非常低，无需设置磕包装置和冷料场；底吹吹炼炉产出的铜锍通过溜槽流入底吹吹炼炉内，底吹吹炼炉产出的粗铜通过溜槽流入底吹精炼炉进行火法精炼并通过溜槽送至圆盘浇铸机浇铸。
[0011]一种优选实施例，底吹熔炼炉包括第一炉体，第一炉体上部右侧设有第一加料口，第一加料口上方设有皮带运输机；第一炉体上部左侧设有第一出烟口，第一出烟口上安装有第一余热锅炉；第一渣口位于第一炉体左侧端中下部，第一渣口处设有遥控操作的开堵口机用于打开或封闭第一渣口；第一渣口下方设有用于盛接熔炼渣的第一渣包；第一铜口位于第一炉体右侧端下部，用第一密闭溜槽向右下连接到底吹吹炼炉的第二出烟口内；第一铜口处设有遥控操作的开堵口机用于打开或封闭第一铜口；底吹熔炼炉内底部设有若干第一氧枪；所述底吹吹炼炉包括第二炉体，第二炉体上部中间设有若干第二加料口；第二炉体上部左侧设有第二出烟口，第二出烟口上安装有第二余热锅炉；第二渣口位于第二炉体左侧端中下部，第二渣口处设有遥控操作的开堵口机用于打开或封闭第二渣口；第二渣口下方设有用于盛接吹炼渣的第二渣包；第二铜口位于第二炉体右侧端下部，用第二密闭溜槽向右下连接底吹精炼炉左侧中上部的进料口，进料口位于中心线偏上位置，第二密闭溜槽右侧端与底吹精炼炉左侧端进料口水平对接；第二铜口处设有遥控操作的开堵口机用于打开或封闭第二铜口；底吹吹炼炉内底部设有若干第二氧枪；所述底吹精炼炉包括第三炉体，第三炉体上部中间设有第三炉口；第三铜口位于第三炉体侧壁右侧中下部、远离左侧端进料口；两个底吹精炼炉下方设有第三铜溜槽，第三铜溜槽呈T型，用于盛接两个第三铜口排出熔体并向右下导入中间包；底吹精炼炉内底部设有若干第三氧枪，第三氧枪可跟换为还原枪；底吹精炼炉下游并列布置两台圆盘浇铸机。
[0012]此外，熔炼炉和吹炼炉的渣包设有专门的渣包房，渣包房及各放出口及溜槽都设有吸烟罩，系统产生的环集烟气通过吸烟罩和管道配入主烟气，收集的环集烟气通过管道直接配入工艺烟气进入制酸系统。该技术不但彻底解决了现代铜冶炼生产吹炼工序中严重存在的含硫烟气无组织排放问题，实现了无组织排放为零的极好效果，能将全部环集烟气
汇入制酸系统统一进行制酸脱硫处理。
[0013]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出的工艺为，底吹熔炼+底吹吹炼+底吹精炼+阳极浇铸四个生产单元，四个单元之间全部用密闭溜槽连接；从熔炼到精炼全部采用底吹冶炼工艺，发挥底吹冶炼氧利用率高、熔体搅拌强烈、吹炼不易产生泡沫渣等优势。各种含铜物料及辅料通过多段氧化、多次排渣，连续生产，在该工艺包内实现从投入精矿到直接产出铜阳极板的连续冶炼工艺。工艺包内全部使用密闭溜槽进行上下工序的连接，取消了熔体包转运，系统冷料率非常低，无需设置磕包装置和冷料场。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全热态连续底吹炼铜方法，其特征是，包括底吹熔炼、底吹吹炼、底吹精炼三个连续炼铜步骤；经底吹熔炼步骤将铜精矿熔炼产出铜锍，铜锍经底吹吹炼步骤吹炼产出粗铜，粗铜经底吹精炼步骤进行火法精炼并浇铸得到铜阳极板。2.根据权利要求1所述的全热态连续底吹炼铜方法，其特征是，所述底吹熔炼步骤采用底吹熔炼炉，将铜精矿熔炼成铜锍过程中，向炉内的铜锍层连续送入富氧空气进行造铜、造渣反应，反应生成熔炼渣、铜锍和含SO2的高温烟气；所述底吹吹炼步骤采用底吹吹炼炉，添加造渣剂并向炉内铜锍层连续送入富氧空气，进行造渣反应及氧化反应生成金属铜；反应生成粗铜、吹炼渣以及高温烟气；所述底吹精炼步骤采用底吹精炼炉，分为加料、预氧化、氧化、还原和浇铸五个过程；反应生成阳极铜、精炼渣、烟气。3.根据权利要求2所述的全热态连续底吹炼铜方法，其特征是，底吹熔炼过程中，鼓入压力0.4
‑
0.7Mpa、含氧75％的富氧空气，熔炼温度控制在1180℃
‑
1220℃，生成熔炼渣、铜锍和含SO2的高温烟气，熔炼渣温度控制在1200
±
10℃，铜锍温度略低于渣温，以渣子能顺利排出为准；熔炼渣含铜3
‑
5％、Fe/SiO2为1.6
‑
1.8；底吹吹炼过程中Fe/SiO2控制在1.1~1.2之间，渣温控制在1200
±
10℃，铜温要略低于渣温，以渣子顺利排出为准；吹精炼过程中，加料过程分3
‑
4次阶段性加入，加完第二次料后，将炉体转到生产位，进行预氧化；之后在1150~1200℃的高温下，由底部鼓入空气、氧气混合气进行氧化，氧化终点通过取样人工观察以及通过和化验结果进行综合比对来判定；待氧化过程终点结束，将炉体转出，通入天然气和氮气混合气，进行还原作业，生产过程中还原终点通过取样人工观察以及通过和化验结果进行综合比对来判定，还原后的熔铜控制含氧量在0.05%左右，铸成的阳极板含氧量不超过0.25%。4.根据权利要求2所述的全热态连续底吹炼铜方法，其特征是，底吹熔炼和底吹吹炼过程中所产生的烟气通过余热锅炉回收余热并分离出块烟尘，之后烟气再经电收尘器收尘后分离出烟尘，接着烟气送至制酸系统，用于制酸；分离出的块烟尘经破碎后成为冷料返回到配料处，作为底吹熔炼炉料；电收尘器收尘后分离出的烟尘同样返回到配料处，作为底吹熔炼炉料；底吹精炼产生的烟气经降温后送制酸或脱硫系统。5.根据权利要求2所述的全热态连续底吹炼铜方法，其特征是，底吹熔炼过程产生的熔炼渣排出经缓冷、破碎、浮选得到尾矿、铁精矿、以及渣精矿，其中渣精矿返回到配料处，作为底吹熔炼炉料；底吹吹炼产生的吹炼渣经冷却、破碎得到吹炼渣返回到熔炼配料；底吹精炼产生的精炼渣返熔炼配料。6.一种全热态连续底吹炼铜设备，其特征是：包括顺序连接的底吹熔炼炉（1）、底吹吹炼炉（2）、底吹精炼炉（3）以及圆盘浇铸机（4），由高到低呈阶梯状排布；相邻设备之间通过溜槽连接用于输送熔体；底吹吹炼炉（2）产出的铜锍通过溜槽流入底吹吹炼炉（2）内，底吹吹炼炉（2）产出的粗...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁俊智，王新民，贺瑞萍，吴稳柱，孙殿强，蹇东东，伍松斌，赵福生，
申请(专利权)人：包头华鼎铜业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：