本發(fā)明涉及銅冶煉領(lǐng)域，尤其是涉及一種低品位廢雜銅清潔冶煉新工藝及其裝置。

背景技術(shù)：

我國是銅礦資源較少的國家，礦產(chǎn)銅主要依賴進口銅精礦。因而充分利用國內(nèi)外廢雜銅資源，成為我國銅冶煉工業(yè)發(fā)展的重要組成部分。廢雜銅因含雜質(zhì)的不同分高品位和低品位廢雜銅。含銅較高的廢純銅或廢純銅合金可以直接制取再生桿或銅合金產(chǎn)品。低品位雜銅因含銅量低，含雜質(zhì)高，要先經(jīng)火法熔煉鑄成陽極銅，然后電解精煉成電銅，并回收其他有價金屬。我國現(xiàn)有廢雜銅的預(yù)處理及再生利用技術(shù)與裝備，主要集中在高品位的廢雜銅。對低品位廢雜銅的處理能力較弱，主要原因是處理低品位廢雜銅的技術(shù)與裝備不適用。傳統(tǒng)的鼓風(fēng)爐-轉(zhuǎn)爐-陽極爐環(huán)境污染嚴重。而采用固定式陽極爐等處理低品位廢雜銅，經(jīng)濟運行不合理，處理不好會污染環(huán)境。低品位廢雜銅含銅在20～90％，且來源廣，成分復(fù)雜，形狀各異，處理難度比較大。但由于部分較低品位廢雜銅（品位一般在25％～30％）價格僅相當(dāng)于相同品位銅精礦價格的83％左右，再加上可以分揀出其他有價金屬、廢塑料等，故具有明顯的獲利優(yōu)勢。濕法冶金工藝由于除雜質(zhì)能力差，貴金屬回收率低，在廢雜銅回收利用領(lǐng)域很少采用。前幾年國內(nèi)基本沒有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進技術(shù)和裝備，主要依賴進口，如傾動爐、卡爾多爐等冶煉工藝，引進費用又高昂，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且依然未能解決上述熱效率低，污染嚴重，冶煉周期長、單系列冶煉規(guī)模小等問題。因此國內(nèi)廢雜銅冶煉工藝技術(shù)的發(fā)展迫在眉睫。

近幾年國內(nèi)處理低品位廢雜銅，需要反復(fù)還原氧化，能耗高，生產(chǎn)周期長，耐材損耗大，經(jīng)濟上不合理。另外，由于低品位廢銅含有大量有機物，在熔煉過程中，產(chǎn)生含持久有機污染物，環(huán)保問題難以解決，對于其煙氣的處理往往需要通過添加設(shè)備單獨處理，能耗大，節(jié)能方面也很難盡如人意。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種低品位廢雜銅清潔冶煉新工藝及其裝置。

本發(fā)明新的技術(shù)方案是：一種低品位廢雜銅清潔冶煉新工藝及其裝置，其裝置包括底吹熔化爐、連接煙道、底吹氧化還原爐及二次燃燒室；所述的底吹熔化爐的爐體為筒狀臥式可回轉(zhuǎn)熔煉爐，內(nèi)襯耐火磚a，爐體頂部一端為廢雜銅加料口，頂部另一端設(shè)有煙道口a，煙道口a下方爐體底部設(shè)有噴槍口a，煙道口a一端爐體的側(cè)面連接放銅口裝置a，另一端設(shè)有放渣口裝置a；所述的底吹氧化還原爐的爐體為筒狀臥式可回轉(zhuǎn)熔煉爐，內(nèi)襯耐火磚b，爐體頂部兩端分別開有煙道連接口和煙道口b，上部為依次布有輔料下料口和天然氣燒嘴，冰銅進料口開在天然氣燒嘴一側(cè)，放銅口裝置b和放渣口裝置b設(shè)于另一側(cè)，爐體底部設(shè)有噴槍口b；所述的底吹熔化爐的煙道口a通過連接煙道與底吹氧化還原爐的煙道接口連接，底吹熔化爐的放銅口裝置a通過板式給料機與底吹氧化還原爐的冰銅進料口連接，底吹氧化還原爐的煙道口b與二次燃燒室連接。

所述的廢雜銅加料口與板式給料機連接。

所述的天然氣燒嘴，所述噴嘴為套管形式，插入到所述噴槍插孔內(nèi)以將氧氣和天然氣從爐頂上方同時噴入爐內(nèi)，噴槍的開孔方向與豎直方向的夾角為-30°≤α≤+30°。

所述的底吹還原爐爐體，有兩個煙道開口，一個為底吹熔化爐煙氣進口，在爐體一端，另一個為總煙氣出口，在爐體另一端。

所述的工藝是：

1）低品位廢雜銅原料通過破碎機，破碎成小塊，破碎后的小塊篩分后通過板式上料機加料至爐體，加料機通過爐體頂端的加料口向熔化爐連續(xù)給料；

2）從底吹熔化爐底部通過噴槍噴入天然氣和氧氣，供氣壓力保持大小一致且均大于0.5mpa，保證爐內(nèi)充分劇烈反應(yīng)，同時氣體鼓入對熔池的攪動，為固態(tài)廢雜銅熔化、氧化提供良好的傳熱傳質(zhì)條件，維持約1200℃的冶煉溫度；

3）廢雜銅熔化以后由一側(cè)端面的放銅口間斷放出，由溜槽送至底吹氧化還原爐，底吹氧化還原爐的供熱方式與底吹熔化爐相同，其生產(chǎn)過程設(shè)置加料位和生產(chǎn)位，待液態(tài)銅達到還原終點后由放銅口開孔放銅，產(chǎn)出粗銅運至下一工段，生成的爐渣由放渣口放出；

4）底吹熔化爐煙氣通過煙道進入底吹氧化還原爐一端，在底吹氧化還原爐頂部有均勻分布的天然氣燒嘴，噴出天然氣和氧氣，使得熔化爐過來的煙氣進行二次燃燒，并且為爐內(nèi)補充熱量，燃燒后的煙氣通過另一端煙道口b一并排出，經(jīng)二次燃燒室對未反應(yīng)完全的煙氣進一步處理，保證安全性；

5）經(jīng)二次燃燒室出來后的高溫?zé)煔猓?150℃）進入余熱鍋爐進行降溫回收煙氣余熱，此時煙氣溫度350℃，再經(jīng)電收塵、活性炭噴射系統(tǒng)進一步處理，后經(jīng)過環(huán)柵噴淋泡沫塔洗滌后排出；

6）通過冶煉煙氣首先通過驟冷塔回收部分cu、fe、pb、zn等元素，生成的煙灰可重新返回精煉爐冶煉，待pb、zn富集過高時開路處理；

7）經(jīng)過工藝處理后的煙氣通過環(huán)保煙囪達標排放。

本發(fā)明的有益效果為：（1）打破傳統(tǒng)工藝處理低品位廢雜銅煙氣的模式，將低品位廢雜銅未充分燃燒的煙氣，進行二次燃燒，避免二噁英產(chǎn)生的同時，為另一臺爐子補充熱量，減少熱損失，改善環(huán)保條件，杜絕污染物的產(chǎn)生。

（2）打破傳統(tǒng)雜銅處理單爐間斷生產(chǎn)的作業(yè)模式，本發(fā)明采用一臺爐子連續(xù)熔化，另外一臺爐子還原作業(yè)，實現(xiàn)整個過程連續(xù)產(chǎn)出粗銅。生產(chǎn)能力強度大，效率高。

（3）冶煉強度大，氧氣利用率高。氧氣由氧槍從底部噴射進入銅锍層，銅锍的流動性好，反應(yīng)區(qū)混合均勻、無旋流、無死角，能形成良好的傳熱和傳質(zhì)條件，氧氣的利用率高達到100%。

（4）勞動條件好，操作方便。由于采用回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，整體自動化程度高，人工勞動量小。

（5）繼承回轉(zhuǎn)式陽極爐公稱能力大的突出優(yōu)點，因而生產(chǎn)效率高，經(jīng)濟效益好。

（6）節(jié)能環(huán)保。采用底吹工藝天然氣和富氧空氣助燃，熱利用率高，燃料單耗低，同時實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，經(jīng)底吹氧化還原爐產(chǎn)出的冶煉煙氣利用余熱鍋爐回收熱量。

（7）本發(fā)明中可以使用高富氧作業(yè)，而且氧槍、爐襯壽命長，氧槍采用特殊的結(jié)構(gòu)及材質(zhì)，搭配合理的氧槍布局，使得反應(yīng)區(qū)遠離氧槍出口及爐襯，可以大大延長爐子使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為底吹熔化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為底吹氧化還原爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的工藝流程圖。

其中：1為底吹熔化爐；2為連接煙道；3為底吹氧化還原爐；4為二次燃燒室；5為放銅口裝置a；6為噴槍口a；7為煙道口a；8為廢雜銅加料口；9為耐火磚a；10為放渣口裝置a；11為放銅口裝置b；12為放渣口裝置b；13為煙道口b；14為噴槍口b；15為耐火磚b；16為輔料下料口；17為煙道接口；18為冰銅進料口；19為天然氣燒嘴。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

一種低品位廢雜銅清潔冶煉新工藝及其裝置，其裝置包括底吹熔化爐1、連接煙道2、底吹氧化還原爐3及二次燃燒室4；所述的底吹熔化爐1的爐體為筒狀臥式可回轉(zhuǎn)熔煉爐，內(nèi)襯耐火磚a9，爐體頂部一端為廢雜銅加料口8，頂部另一端設(shè)有煙道口a7，煙道口a7下方爐體底部設(shè)有噴槍口a6，煙道口a7一端爐體的側(cè)面連接放銅口裝置a5，另一端設(shè)有放渣口裝置a10；所述的底吹氧化還原爐3的爐體為筒狀臥式可回轉(zhuǎn)熔煉爐，內(nèi)襯耐火磚b15，爐體頂部兩端分別開有煙道連接口和煙道口b13，上部為依次布有輔料下料口16和天然氣燒嘴19，冰銅進料口18開在天然氣燒嘴19一側(cè)，放銅口裝置b11和放渣口裝置b12設(shè)于另一側(cè)，爐體底部設(shè)有噴槍口b14；所述的底吹熔化爐1的煙道口a7通過連接煙道2與底吹氧化還原爐3的煙道接口17連接，底吹熔化爐1的放銅口裝置a5通過板式給料機與底吹氧化還原爐3的冰銅進料口18連接，底吹氧化還原爐3的煙道口b13與二次燃燒室4連接。

所述的廢雜銅加料口8與板式給料機連接。

所述的天然氣燒嘴19，所述噴嘴為套管形式，插入到所述噴槍插孔內(nèi)以將氧氣和天然氣從爐頂上方同時噴入爐內(nèi)，噴槍的開孔方向與豎直方向的夾角為-30°≤α≤+30°。

所述的底吹還原爐爐體，有兩個煙道開口，一個為底吹熔化爐1煙氣進口，在爐體一端，另一個為總煙氣出口，在爐體另一端。

所述的工藝是：

1）低品位廢雜銅原料通過破碎機，破碎成小塊，破碎后的小塊篩分后通過板式上料機加料至爐體，加料機通過爐體頂端的加料口向熔化爐連續(xù)給料；

2）從底吹熔化爐1底部通過噴槍噴入天然氣和氧氣，供氣壓力保持大小一致且均大于0.5mpa，保證爐內(nèi)充分劇烈反應(yīng)，同時氣體鼓入對熔池的攪動，為固態(tài)廢雜銅熔化、氧化提供良好的傳熱傳質(zhì)條件，維持約1200℃的冶煉溫度；

3）廢雜銅熔化以后由一側(cè)端面的放銅口間斷放出，由溜槽送至底吹氧化還原爐3，底吹氧化還原爐3的供熱方式與底吹熔化爐1相同，其生產(chǎn)過程設(shè)置加料位和生產(chǎn)位，待液態(tài)銅達到還原終點后由放銅口開孔放銅，產(chǎn)出粗銅運至下一工段，生成的爐渣由放渣口放出；

4）底吹熔化爐1煙氣通過煙道進入底吹氧化還原爐3一端，在底吹氧化還原爐3頂部有均勻分布的天然氣燒嘴19，噴出天然氣和氧氣，使得熔化爐過來的煙氣進行二次燃燒，并且為爐內(nèi)補充熱量，燃燒后的煙氣通過另一端煙道口b13一并排出，經(jīng)二次燃燒室4對未反應(yīng)完全的煙氣進一步處理，保證安全性；

5）經(jīng)二次燃燒室4出來后的高溫?zé)煔猓?150℃）進入余熱鍋爐進行降溫回收煙氣余熱，此時煙氣溫度350℃，再經(jīng)電收塵、活性炭噴射系統(tǒng)進一步處理，后經(jīng)過環(huán)柵噴淋泡沫塔洗滌后排出；

6）通過冶煉煙氣首先通過驟冷塔回收部分cu、fe、pb、zn等元素，生成的煙灰可重新返回精煉爐冶煉，待pb、zn富集過高時開路處理；

7）經(jīng)過工藝處理后的煙氣通過環(huán)保煙囪達標排放。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供一種低品位廢雜銅清潔冶煉新工藝及其裝置，所述的底吹熔化爐的爐體為筒狀臥式可回轉(zhuǎn)熔煉爐，內(nèi)襯耐火磚，爐體頂部一端為廢雜銅加料口，另一端設(shè)有煙道口，煙道口下方爐體底部設(shè)有噴槍口，煙道一端爐體的側(cè)面連接放銅口裝置，另一端設(shè)有放渣口裝置；底吹氧化還原爐的爐體為筒狀臥式可回轉(zhuǎn)熔煉爐，內(nèi)襯耐火磚，爐體頂部兩端分別開有煙道連接口和煙道口，上部為依次布有輔料下料口和天然氣燒嘴，冰銅進料口開在天然氣燒嘴一側(cè)，放銅口裝置和放渣口裝置設(shè)于另一側(cè)，爐體底部設(shè)有噴槍口；優(yōu)點為：減少熱損失；生產(chǎn)能力強度大，效率高；冶煉強度大，氧氣利用率高；勞動條件好，操作方便；生產(chǎn)效率高，經(jīng)濟效益好；節(jié)能環(huán)保。

技術(shù)研發(fā)人員：杜武釗;李永偉;邊瑞民

受保護的技術(shù)使用者：東營方圓有色金屬有限公司;東營魯方金屬材料有限公司;山東方圓有色金屬科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2017.10.26

技術(shù)公布日：2018.03.23