本發(fā)明屬于金屬冶煉領域，具體地說涉及一種連續(xù)煉銅的冶煉方法。

背景技術：

目前，國內外銅冶煉企業(yè)都朝著清潔生產(chǎn)的連續(xù)吹煉工藝技術方向發(fā)展，就銅的吹煉而言,當今世界上90%以上都是采用ps轉爐，該工藝是間斷作業(yè),過程中銅锍包在車間內進行轉運，容易造成so2煙氣低空逸散,加上加料及吹煉過程,煙氣難以完全密封,也存在不同程度的逸散現(xiàn)象，使sp轉爐吹煉作業(yè)的操作環(huán)境很差。這是當今銅冶煉面臨的世界性技術瓶頸,都在力圖解決這一問題。因此，積極尋求或開發(fā)產(chǎn)能大、投資和運行費用低、操作連續(xù)、有利于環(huán)保的吹煉工藝是勢在必行。目前，國內外應用的連續(xù)吹煉銅的工藝有日本研發(fā)的三菱法和閃速爐連續(xù)吹煉，采用三爐溜槽連接實現(xiàn)連續(xù)煉銅，但是其棄渣含銅量過高，資源利用率低；連續(xù)閃速吹煉是上世紀70年代末美國kennecott公司提出了冰銅連續(xù)吹煉的“固體冰銅氧氣吹煉法”，取代p-s轉爐的工藝，1995年實現(xiàn)工業(yè)化。2007年8月第二臺閃速吹煉爐在中國陽谷祥光冶煉廠投產(chǎn)，2008年10月開始達到設計能力，但是該工藝成本高，冰銅需要降溫球磨后再進入閃速吹煉爐進行，也消耗一部分能源，現(xiàn)場環(huán)境也不是太好，熱能利用不合理。

近年，隨著對冶煉企業(yè)環(huán)保要求的日益提高和有色金屬行業(yè)的持續(xù)低迷，迫使企業(yè)從工藝的優(yōu)化降低成本，提高核心競爭力方面做了大量的工作。專利-“雙爐多槍頂吹連續(xù)吹煉爐”（cn103276223），通過對轉爐的優(yōu)化，連接造渣爐和造銅爐，實現(xiàn)了實現(xiàn)連續(xù)進冰銅、連續(xù)鼓風、連續(xù)造渣、連續(xù)出渣、連續(xù)或間斷放出粗銅的連續(xù)吹煉過程，但是需要在兩臺爐子中實現(xiàn)連續(xù)吹煉，存在一定的環(huán)境污染。專利-“一種采用氧氣底吹爐連續(xù)煉銅的工藝及其裝置”（cn101165196），提出了利用氧氣底吹爐進行連續(xù)煉銅的工藝及裝置，但是其需要前段造出高品位冰銅，需要系統(tǒng)改變煉銅企業(yè)工藝，投資較大。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種連續(xù)煉銅的工藝和裝置，過程清潔環(huán)保，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，采用底側吹-分區(qū)域吹煉工藝，實現(xiàn)冰銅在一個爐子內得到粗銅。

本發(fā)明采用的技術方案是：一種連續(xù)煉銅裝置，爐型為臥式圓形，爐內設置隔墻把爐腔分為兩個室，即氧化氣氛造渣區(qū)和還原氣氛造銅區(qū)，隔墻下部設一近橢圓形孔洞將兩個室連通，形成金屬相和渣相的對流，氧化氣氛造渣區(qū)有排渣口、還原氣氛造銅區(qū)有放銅口，粗銅從放銅口連續(xù)排放，渣通過排渣口連續(xù)排放，在實際生產(chǎn)過程中亦可根據(jù)實際情況間斷排放，在爐體的造渣區(qū)、造銅區(qū)的側部、底部都設有多對氧氣噴入口和多對粉煤還原劑噴入口，氧氣噴入口裝有氧氣噴槍，單支氧氣噴槍安裝角度與垂直方向夾角是5～26°，多對粉煤還原劑噴入口裝有粉煤噴槍，支粉煤噴槍安裝角度與垂直方向夾角是2～18°，根據(jù)位置不同角度大小不同，每支粉煤噴槍夾角的大小與放銅口的位置距離成反比。

所述氧化氣氛造渣區(qū)內徑為2.6-4.5m，長度為6m-12m，還原氣氛造銅區(qū)內徑為2.2m-3.5m，爐體總長為30m-45m。具體數(shù)據(jù)應根據(jù)產(chǎn)能規(guī)模及物料特性來確定計算爐體尺寸。

爐體為一體化密封可傾動結構，滿足系統(tǒng)熱修的條件。

爐體冷卻體系為有機離子液系統(tǒng)，不存在泄露爆炸危險，換熱裝置采用鋼制，進一步降低投資。

使用該連續(xù)煉銅裝置的煉銅方法，具體包括以下步驟：

（1）將冰銅通過連續(xù)煉銅裝置加料口加入爐內，通過氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為5-25°；通過粉煤噴槍噴入粉煤進行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為2-15°，將冰銅連續(xù)吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時，按造渣要求量連續(xù)定量的加入石英石和石灰石，控制吹煉溫度1200-1350℃；

（2）連續(xù)煉銅裝置產(chǎn)出的粗銅，通過虹吸式放銅口放出，經(jīng)過溜槽送至陽極工段，按陽極工段常規(guī)作業(yè)，鑄造成銅陽極板送電解槽電解。

根據(jù)冰銅品位和其中鐵賦存狀態(tài)的變化，粉煤以50～200kg/h、氮氣以15～45m3/h為保護氣體、冷卻水以10～38m3/h由噴槍噴入，實現(xiàn)四氧化三鐵含量的降低，優(yōu)化渣的流動性。

爐渣經(jīng)磨礦、選礦后返回連續(xù)煉銅裝置。

本發(fā)明的連續(xù)煉銅裝置，冰銅直接入爐，完全能夠處理復雜低品位冰銅，有利于資源高效利用，處理能力可達60-100t/h。

由于本發(fā)明工藝單元在一臺裝置內完成，氧濃度高，煙氣so2濃度高，煙氣量小，硫回收利用率高，還原劑不用焦炭直接用粉煤，粉煤是從爐體側部和下部直接噴入熔體中參與直接反應，極大地提高了反應效率。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較有如下特點或有益效果：

（1）工藝簡單、投資?。涸摴に噷崿F(xiàn)冰銅一步得到粗銅，流程簡短，所需設備及勞動力不多，生產(chǎn)費用和建設投資分別比三菱法和閃速吹煉約低40%和30%～40%。

（2）作業(yè)率高：爐體壽命長，可達2.5-3年以上；氧槍壽命長，一般為20～40天，最長達2個月，更換一批氧槍需時不超過6小時；

（3）環(huán)境污染小：富氧熔煉產(chǎn)生的煙氣量為傳統(tǒng)煉鉛法的l/4～1/5，s02濃度高，有利于制酸。“三廢”排放達到環(huán)保要求。

上述特點或效果保證了本發(fā)明具有系統(tǒng)與現(xiàn)有銅冶煉熔煉系統(tǒng)的銜接性好，建設規(guī)?？烧{節(jié)性強，建設投資省、金屬回收率高、產(chǎn)品成本低、資源綜合利用水平高，綜合能耗低、作業(yè)環(huán)境優(yōu)良等優(yōu)點，為未來行業(yè)發(fā)展的先進煉銅工藝。

附圖說明

圖1為連續(xù)煉銅裝置圖；

圖2為圖1的a-a向、b-b向、c-c向的剖面圖；

圖3為本發(fā)明工藝流程圖；

圖中，1-造銅區(qū)，2-造渣區(qū)，3-隔墻，4-粉煤噴槍，5-輻射煙道，6-放銅口。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明冰銅成份范圍為cu40-75%

實施例1：

冰銅10t，品位40%。

（1）將冰銅通過連續(xù)煉銅裝置加料口加入爐內，通過氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為5°；通過粉煤噴槍噴入粉煤進行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為2°，將冰銅連續(xù)吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時，按造渣要求量連續(xù)定量的加入石英石和石灰石，控制吹煉溫度1200℃；

（2）連續(xù)煉銅爐產(chǎn)出的粗銅，通過虹吸式放銅口放出，經(jīng)過溜槽送至陽極工段，按陽極工段常規(guī)作業(yè)，鑄造成銅陽極板送電解槽電解。

計算的綜合收率為：粗銅：cu：98.5%，s：0.8%，吹煉渣含銅：3.2%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：235kgce/t。

實施例2：

冰銅15t，品位45%。

（1）將冰銅通過連續(xù)煉銅裝置加料口加入爐內，通過氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為10°；通過粉煤噴槍噴入粉煤進行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為5°，將冰銅連續(xù)吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時，按造渣要求量連續(xù)定量的加入石英石和石灰石，控制吹煉溫度1200℃；

（2）連續(xù)煉銅爐產(chǎn)出的粗銅，通過虹吸式放銅口放出，經(jīng)過溜槽送至陽極工段，按陽極工段常規(guī)作業(yè)，鑄造成銅陽極板送電解槽電解。

計算的綜合收率為：粗銅：cu：98.7%，s：0.6%，吹煉渣含銅：3.1%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：225kgce/t。

實施例3：

冰銅15t，品位70%。

（1）將冰銅通過連續(xù)煉銅裝置加料口加入爐內，通過氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為15°；通過粉煤噴槍噴入粉煤進行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為10°，將冰銅連續(xù)吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時，按造渣要求量連續(xù)定量的加入石英石，控制吹煉溫度1250℃；

（2）連續(xù)煉銅爐產(chǎn)出的粗銅，通過虹吸式放銅口放出，經(jīng)過溜槽送至陽極工段，按陽極工段常規(guī)作業(yè)，鑄造成銅陽極板送電解槽電解。

計算的綜合收率為：粗銅：cu：99.1%，s：0.6%，吹煉渣含銅：3.8%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：232kgce/t。

實施例4：

冰銅10t，品位65%。

（1）將冰銅通過連續(xù)煉銅裝置加料口加入爐內，通過氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為20°；通過粉煤噴槍噴入粉煤進行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為15°，將冰銅連續(xù)吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時，按造渣要求量連續(xù)定量的加入石英石和石灰石，控制吹煉溫度1350℃；

（2）連續(xù)煉銅爐產(chǎn)出的粗銅，通過虹吸式放銅口放出，經(jīng)過溜槽送至陽極工段，按陽極工段常規(guī)作業(yè)，鑄造成銅陽極板送電解槽電解。

計算的綜合收率為：粗銅：cu：98.5%，s：0.8%，吹煉渣含銅：3.2%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：235kgce/t。

實施例5：

冰銅10t，品位60%。

（1）將冰銅通過連續(xù)煉銅裝置加料口加入爐內，通過氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為25°；通過粉煤噴槍噴入粉煤進行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為15°，將冰銅連續(xù)吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時，按造渣要求量連續(xù)定量的加入石英石，控制吹煉溫度1300℃；

（2）連續(xù)煉銅爐產(chǎn)出的粗銅，通過虹吸式放銅口放出，經(jīng)過溜槽送至陽極工段，按陽極工段常規(guī)作業(yè)，鑄造成銅陽極板送電解槽電解。

計算的綜合收率為：粗銅：cu：98.7%，s：0.7%，吹煉渣含銅：3.4%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：238kgce/t。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施案例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。

上述實施例說明本裝置及方法可以與現(xiàn)有銅冶煉企業(yè)的熔煉系統(tǒng)實現(xiàn)無縫銜接，可以處理不同品位的冰銅，利用粉煤降低了渣含銅，合理優(yōu)化爐體結構，實現(xiàn)了熔池合理隔斷與爐渣分流。本工藝和裝置建設投資省，爐型可大可小，根據(jù)銅資源量進行調整，適合5萬t-20萬t/a不同銅冶煉規(guī)模的建設，金屬回收率高、產(chǎn)品成本低、資源綜合利用水平高，綜合能耗低、作業(yè)環(huán)境優(yōu)良等優(yōu)點，為未來行業(yè)發(fā)展的先進煉銅工藝。

技術特征：

技術總結

本發(fā)明公開了一種連續(xù)煉銅裝置及煉銅方法，爐腔分造渣區(qū)和造銅區(qū)，分區(qū)冶煉，控制氧氣噴槍角度范圍和粉煤噴槍角度范圍，實現(xiàn)冰銅一步得到粗銅粉煤是從爐體側部和下部直接噴入熔體中參與直接反應，極大地提高了反應效率。工藝簡單、投資省。環(huán)境污染?。寒a(chǎn)生的煙氣量S02濃度高，有利于制酸。建設投資省、產(chǎn)品成本低、資源綜合利用水平高，綜合能耗低。

技術研發(fā)人員：魯興武;朱來東;余江鴻;李俞良;陳一博;程亮;易超;馬愛軍;陳文波;張恩玉;李守榮;韓曉龍;崔海瑞;曹桂銀

受保護的技術使用者：西北礦冶研究院

技術研發(fā)日：2017.05.23

技術公布日：2017.10.24