本發(fā)明涉及銅冶煉領(lǐng)域，具體涉及一種銅冶煉工藝。

背景技術(shù)：

銅的火法冶煉工藝主要包括熔煉、吹煉、精煉三部分。

熔煉爐將銅精礦熔煉成含銅40％-60％左右的冰銅通過(guò)包子或溜槽送入吹煉爐內(nèi)。同時(shí)產(chǎn)出的熔煉渣通過(guò)貧化或渣選礦后外售。吹煉爐將冰銅吹煉成含銅97％以上的粗銅。傳統(tǒng)的工藝將冰銅吹煉成粗銅包括兩個(gè)階段：第一階段是將冰銅中的fes氧化成feo并與溶劑造渣，冰銅造渣完成后生成白冰銅；第二階段是將白冰銅吹煉成粗銅，該階段爐內(nèi)沒(méi)有造渣反應(yīng)。精煉爐將粗銅精煉成陽(yáng)極銅，同時(shí)產(chǎn)出精煉渣。

現(xiàn)有的火法冶煉工藝主要存在以下缺點(diǎn)：

1、生產(chǎn)過(guò)程周期進(jìn)行，尤其是吹煉爐的操作均采用間歇性進(jìn)料、間斷出銅的方式，煙氣成分不穩(wěn)定，各階段煙氣二氧化硫濃度相差較大，造成制酸系統(tǒng)投資較高。

2、低空二氧化硫煙氣對(duì)環(huán)境污染較重。尤其是通過(guò)包子倒運(yùn)熔體的方式帶來(lái)較大的二氧化硫煙氣逸散。在吹煉過(guò)程應(yīng)用較多的傳統(tǒng)p-s轉(zhuǎn)爐，在加料和出渣時(shí)不可避免的有煙氣逸散，污染較大。

3、傳統(tǒng)火法冶煉在處理電解返回的殘極時(shí)，一般通過(guò)精煉工序加入，需要額外補(bǔ)充能源進(jìn)行熔化，造成了能源的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種銅冶煉工藝，通過(guò)熔煉、吹煉及精煉工藝將銅精礦加工成陽(yáng)極板。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)措施達(dá)到的：

一種銅冶煉工藝，銅精礦依次經(jīng)過(guò)熔煉爐、吹煉爐和陽(yáng)極爐生成陽(yáng)極板后電解，熔煉爐內(nèi)反應(yīng)生成的高品位銅锍通過(guò)溜槽連續(xù)進(jìn)入吹煉爐，吹煉爐內(nèi)生成的粗銅通過(guò)溜槽進(jìn)入陽(yáng)極爐，陽(yáng)極爐的數(shù)量設(shè)置為兩臺(tái)以上，實(shí)現(xiàn)吹煉爐為陽(yáng)極爐連續(xù)進(jìn)料；吹煉爐內(nèi)加入冷料平衡爐內(nèi)溫度，冷料包括電解返回的殘極、黑銅，陽(yáng)極爐產(chǎn)出的溜槽銅，熔煉爐放出的高品位銅锍冷料。

進(jìn)一步地，銅精礦在熔煉爐中進(jìn)行熔煉反應(yīng)的步驟包括：將銅精礦與熔劑、中間品混合后，均勻加入爐內(nèi)，通過(guò)與氧化劑進(jìn)行反應(yīng)，生成高品位銅锍及熔煉渣，中間品主要為生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)出的副產(chǎn)品，中間品包括渣精礦、煙灰、吹煉渣、精煉渣。

進(jìn)一步地，熔煉爐使用側(cè)吹熔煉爐，風(fēng)口位于渣層，冶煉需要的富氧空氣從風(fēng)口鼓入，通過(guò)爐渣進(jìn)入熔池參與反應(yīng)，風(fēng)口區(qū)側(cè)墻為銅水套，風(fēng)口區(qū)以上側(cè)墻埋設(shè)有若干二次風(fēng)管，工作時(shí)送入低壓空氣，通過(guò)控制產(chǎn)出的煙氣為氧過(guò)剩狀態(tài)使反應(yīng)產(chǎn)生的單體s或co在爐膛內(nèi)完全燃燒。

進(jìn)一步地，熔煉爐中每噸銅精礦對(duì)應(yīng)的純氧在150nm3/t以上，高品位銅锍品位在68-75％。

進(jìn)一步地，熔煉爐中反應(yīng)的溫度控制在1250-1300℃。

進(jìn)一步地，熔煉爐中產(chǎn)出的高品位銅锍進(jìn)入吹煉爐后，向爐內(nèi)加入氧化劑及熔劑生產(chǎn)粗銅及吹煉渣，氧化劑包括空氣或富氧空氣，熔劑包括石英砂、石灰石或者冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的中和渣。

進(jìn)一步地，吹煉爐中每噸高品位銅锍消耗的氧氣需要在180nm3/t純氧，不斷生成的粗銅在爐內(nèi)沉淀進(jìn)入吹煉爐下部，通過(guò)下部的虹吸口連續(xù)放出，生成的吹煉渣浮在溶體上部，采取連續(xù)或間斷放渣作業(yè)放出。

進(jìn)一步地，吹煉爐中反應(yīng)溫度控制在1250-1300℃。

進(jìn)一步地，粗銅進(jìn)入陽(yáng)極爐后，在熔劑及氧化劑的作用下脫出fe、s等雜質(zhì)元素，后續(xù)在還原劑作用下脫除o，過(guò)程中使用燃料進(jìn)行保溫。

進(jìn)一步地，陽(yáng)極爐中熔劑使用石英砂，氧化劑使用壓縮空氣，還原劑使用煤、重油、天然氣，燃料使用重油、天然氣。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

(1)生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行，生產(chǎn)效率高，煙氣穩(wěn)定。

(2)固定式爐型，漏風(fēng)量少，富氧空氣冶煉，煙氣量小，而且煙氣穩(wěn)定，波動(dòng)少，煙氣中so2濃度高，煙氣冷卻、凈化系統(tǒng)規(guī)模小。

(3)最大程度地消除了低空二氧化硫煙氣對(duì)環(huán)境的污染，尤其是解決了傳統(tǒng)的p-s轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中，加料和出渣時(shí)難以避免的煙氣逸散，生產(chǎn)環(huán)境好、噪音小。

(4)冷料入爐，充分利用了原料物理熱，吹煉過(guò)程反應(yīng)熱過(guò)剩，可以利用余熱熔化系統(tǒng)全部殘極外，仍有余熱處理部分高銅冷料。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明生產(chǎn)流程示意圖。

其中，

具體實(shí)施方式

實(shí)施例，如圖1所示，一種銅冶煉工藝，銅精礦依次經(jīng)過(guò)熔煉爐、吹煉爐和陽(yáng)極爐生成陽(yáng)極板后電解，熔煉爐內(nèi)反應(yīng)生成的高品位銅锍通過(guò)溜槽連續(xù)進(jìn)入吹煉爐，吹煉爐內(nèi)生成的粗銅通過(guò)溜槽進(jìn)入陽(yáng)極爐，陽(yáng)極爐的數(shù)量設(shè)置為兩臺(tái)以上，實(shí)現(xiàn)吹煉爐為陽(yáng)極爐連續(xù)進(jìn)料；吹煉爐內(nèi)加入冷料平衡爐內(nèi)溫度，冷料包括電解返回的殘極、黑銅，陽(yáng)極爐產(chǎn)出的溜槽銅，熔煉爐放出的高品位銅锍冷料。

本工藝的主要生產(chǎn)步驟包括：

混合好的銅精礦原料通過(guò)連續(xù)均勻加入熔煉爐內(nèi)，在熔煉爐內(nèi)反應(yīng)生成高品位銅锍及熔煉渣，熔煉渣通過(guò)渣口排出，高品位銅锍通過(guò)溜槽連續(xù)進(jìn)入吹煉爐中，在吹煉爐內(nèi)連續(xù)反應(yīng)，生成粗銅及吹煉渣。區(qū)別于傳統(tǒng)的銅冶煉工藝，粗銅生成的反應(yīng)在本發(fā)明中連續(xù)進(jìn)行，通過(guò)配置兩臺(tái)或兩臺(tái)以上陽(yáng)極爐，可實(shí)現(xiàn)吹煉爐為陽(yáng)極爐連續(xù)進(jìn)料，從而達(dá)到粗銅連續(xù)排出的目的；粗銅在陽(yáng)極爐內(nèi)繼續(xù)精煉成合格陽(yáng)極板后轉(zhuǎn)入電解系統(tǒng)進(jìn)入后續(xù)生產(chǎn)工序。

銅精礦在熔煉爐中進(jìn)行熔煉反應(yīng)的步驟包括：將銅精礦與熔劑、中間品混合后，均勻加入爐內(nèi)，通過(guò)與氧化劑進(jìn)行劇烈反應(yīng)，生成高品位銅锍及熔煉渣，中間品主要為生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)出的副產(chǎn)品，中間品包括渣精礦、煙灰、吹煉渣、精煉渣。熔煉爐使用側(cè)吹熔煉爐，風(fēng)口位于渣層，冶煉需要的富氧空氣從風(fēng)口鼓入，通過(guò)爐渣進(jìn)入熔池參與反應(yīng)，風(fēng)口區(qū)側(cè)墻為銅水套，風(fēng)口區(qū)以上側(cè)墻埋設(shè)有若干二次風(fēng)管，工作時(shí)送入低壓空氣，通過(guò)控制產(chǎn)出的煙氣為氧過(guò)剩狀態(tài)使反應(yīng)產(chǎn)生的單體s或co在爐膛內(nèi)完全燃燒。

銅精礦需要控制在銅品位18-26％之間，熔劑優(yōu)選使用石英砂，氧化劑為氧氣或富氧空氣，中間品主要為生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)出的副產(chǎn)品，包括渣精礦、煙灰、吹煉渣、精煉渣等。若缺少中間品，也可不加入。保證每噸銅精礦對(duì)應(yīng)的純氧在150nm3/t以上，以確保產(chǎn)出的高品位銅锍品位在68-75％。高品位銅锍可通過(guò)溜槽連續(xù)加入到吹煉爐中，使用溜槽加入吹煉爐中以確保整個(gè)加料過(guò)程的連續(xù)。為了保證反應(yīng)過(guò)程的熱平衡及維持渣的粘度，可向爐內(nèi)加入部分1-3％的煤。反應(yīng)的溫度控制在1250-1300℃。產(chǎn)出的熔煉渣可通過(guò)包子或溜槽轉(zhuǎn)入渣處理工序，可通過(guò)貧化電爐或渣選礦進(jìn)行處理。

高品位銅锍在吹煉爐中進(jìn)行吹煉的步驟包括：高品位銅锍進(jìn)入吹煉爐后，向爐內(nèi)加入氧化劑及熔劑生產(chǎn)粗銅及吹煉渣。一般的，氧化劑采用空氣或富氧空氣，熔劑使用石英砂或石灰石，也可使用冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的中和渣(主成分為硫酸鈣)代替。每噸高品位銅锍消耗的氧氣需要在180nm3/t純氧，以保證反應(yīng)充分進(jìn)行。不斷生成的粗銅在爐內(nèi)沉淀進(jìn)入吹煉爐下部，通過(guò)下部的虹吸口連續(xù)放出。生成的吹煉渣浮在溶體上部，可采取連續(xù)或間斷放渣作業(yè)放出。正常反應(yīng)過(guò)程中生成熱量過(guò)量，補(bǔ)充不同的冷料在平衡爐內(nèi)溫度，提高能源利用效率，降低能源消耗。一般的，冷料的種類(lèi)可包括電解返回的殘極、黑銅，陽(yáng)極爐產(chǎn)出的溜槽銅，熔煉爐放出的高品位銅锍冷料等。反應(yīng)溫度控制在

1250-1300℃。吹煉過(guò)程產(chǎn)出的粗銅，通過(guò)在兩臺(tái)以上陽(yáng)極爐之間切換，保持粗銅的連續(xù)流出，從而維持爐內(nèi)液面的穩(wěn)定。

粗銅在精煉爐中反應(yīng)的步驟包括：粗銅進(jìn)入陽(yáng)極爐后，在熔劑及氧化劑的作用下脫出fe、s等雜質(zhì)元素，后續(xù)在還原劑作用下脫除o。各階段均使用燃料進(jìn)行保溫。熔劑使用石英砂，氧化劑使用壓縮空氣，還原劑使用煤、重油、天然氣等。燃料使用重油、天然氣等。產(chǎn)出的陽(yáng)極板通過(guò)圓盤(pán)澆鑄機(jī)進(jìn)行澆筑。

如圖1工藝流程圖所示，來(lái)自熔煉上料皮帶的的混合爐料經(jīng)設(shè)在側(cè)吹熔煉爐爐頂?shù)募恿蠙C(jī)連續(xù)地加入爐內(nèi)，反應(yīng)產(chǎn)出的銅锍和爐渣因密度不同而在熔池內(nèi)分層，銅锍和爐渣逆流從爐兩端排出。產(chǎn)出的高品位銅锍通過(guò)銅锍虹吸口排出后經(jīng)流槽熱態(tài)連續(xù)加入多槍頂吹爐內(nèi)進(jìn)行吹煉；熔煉渣排入渣包后經(jīng)電動(dòng)平車(chē)運(yùn)送至緩冷渣場(chǎng)，渣選礦產(chǎn)出的渣精礦運(yùn)至精礦倉(cāng)返回側(cè)吹爐處理。側(cè)吹熔煉爐的主要特點(diǎn)是渣線較高，風(fēng)口位于渣層，冶煉需要的富氧空氣從風(fēng)口鼓入，通過(guò)爐渣進(jìn)入熔池參與反應(yīng)。風(fēng)口區(qū)側(cè)墻為銅水套，由于爐渣對(duì)銅水套材質(zhì)基本不侵蝕，可直接掛渣熔煉。風(fēng)口區(qū)以上側(cè)墻埋設(shè)有若干二次風(fēng)管，工作時(shí)送入低壓空氣，通過(guò)控制產(chǎn)出的煙氣為氧過(guò)剩狀態(tài)使反應(yīng)產(chǎn)生的單體s或co在爐膛內(nèi)完全燃燒。

側(cè)吹爐產(chǎn)出的煙氣經(jīng)余熱鍋爐回收余熱、電收塵器收塵凈化后送制酸。熔煉余熱鍋爐收集下來(lái)的含銅較高的塊煙塵經(jīng)篩分后送返料破碎，電收塵器收集下來(lái)的含銅較高的煙塵返精礦倉(cāng)配料，含pb、zn、as較高的白煙塵外售。

熔煉過(guò)程中的主要參數(shù)如下：

熔煉產(chǎn)出的高品位銅锍經(jīng)流槽連續(xù)熱態(tài)流入吹煉爐，吹煉爐使用多槍頂吹爐，吹煉需要的石英石等物料由吊車(chē)通過(guò)底開(kāi)式料斗送至吹煉爐前料倉(cāng)，經(jīng)定量給料機(jī)計(jì)量后從吹煉爐加料口加入爐內(nèi)。富氧空氣通過(guò)布置在吹煉爐頂部的噴槍送入爐內(nèi)。富氧空氣噴入熔池后，銅锍、熔劑和吹煉風(fēng)快速反應(yīng)，完成造渣、造銅等過(guò)程。吹煉產(chǎn)出的粗銅和爐渣在爐內(nèi)由于比重不同而澄清分離，粗銅從吹煉爐端部排放，通過(guò)流槽流入反射爐進(jìn)行火法精煉。吹煉渣定期從爐渣排放口排出，通過(guò)流槽流入渣包中。

電解殘極等冷料也在連續(xù)吹煉爐內(nèi)處理。通過(guò)提高吹煉富氧濃度，利用吹煉產(chǎn)生的過(guò)剩熱熔化冷料。電解殘極通過(guò)殘極加料機(jī)，從多槍頂吹爐的爐頂加入爐內(nèi)。

多槍頂吹爐產(chǎn)出的煙氣經(jīng)余熱鍋爐回收余熱、電收塵器收塵凈化后送制酸。吹煉余熱鍋爐收集下來(lái)的含銅較高的塊煙塵經(jīng)篩分后送返料破碎，電收塵器收集下來(lái)的含銅較高的煙塵返精礦倉(cāng)配料，含pb、zn、as較高的白煙塵外售。吹煉過(guò)程的主要工藝參數(shù)如下：

粗銅經(jīng)過(guò)陽(yáng)極精煉進(jìn)一步除掉粗銅中的有害雜質(zhì)，以滿足電解精煉對(duì)陽(yáng)極板化學(xué)成分的要求。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供了一種銅冶煉工藝，銅精礦依次經(jīng)過(guò)熔煉爐、吹煉爐和陽(yáng)極爐生成陽(yáng)極板后電解，熔煉爐內(nèi)反應(yīng)生成的高品位銅锍通過(guò)溜槽連續(xù)進(jìn)入吹煉爐，吹煉爐內(nèi)生成的粗銅通過(guò)溜槽進(jìn)入陽(yáng)極爐，陽(yáng)極爐的數(shù)量設(shè)置為兩臺(tái)以上，實(shí)現(xiàn)吹煉爐為陽(yáng)極爐連續(xù)進(jìn)料；吹煉爐內(nèi)加入冷料平衡爐內(nèi)溫度，冷料包括電解返回的殘極、黑銅，陽(yáng)極爐產(chǎn)出的溜槽銅，熔煉爐放出的高品位銅锍冷料。本發(fā)明通過(guò)熔煉、吹煉及精煉工藝將銅精礦加工成陽(yáng)極板。

技術(shù)研發(fā)人員：都衛(wèi)國(guó);葛曉鳴;姜元順;尤廷晏;柳慶康;孫子虎;徐風(fēng);邵振華

受保護(hù)的技術(shù)使用者：煙臺(tái)國(guó)潤(rùn)銅業(yè)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2019.06.10

技術(shù)公布日：2019.09.03