[發明專利]一步煉銅工藝及其裝置

有效

• 申請號: 201410156737.2
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103952571A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 崔志祥;王智;申殿邦;邊瑞民;李德松;王海濱
• 申請（專利權）人: 東營魯方金屬材料有限公司
• 主分類號: C22B15/14
• 分類號: C22B15/14;C22B5/12
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 37108
• 代理人: 楊彪

技術領域

本發明屬于有色冶金領域，涉及到一種能處理多金屬復雜礦以及貴金屬伴生礦的一步煉銅的工藝及其裝置。

背景技術

目前，銅的火法冶煉就熔煉工藝而言，用于工業生產的已有：閃速爐熔煉、諾蘭達熔煉、奧斯麥特熔煉、艾薩熔煉、白銀法熔煉、底吹熔煉以及傳統的鼓風爐熔煉、電爐熔煉、反射爐熔煉等。上述熔煉方法除后三種傳統方法環保難以達標外，其他都是當今世界采用的較為先進的熔煉工藝。就銅的吹煉而言，當今世界上90%以上都是采用PS轉爐。就銅的精煉而言，大多數采用回轉爐精煉、反射爐精煉以及傾動爐精煉。這些冶煉過程都是在不同的爐中分開進行的，硫的利用率低，熱損失多。特別是吹煉、熔煉產出的銅锍需用銅锍包在車間內進行倒運，造成SO₂煙氣低空逸散，加上轉爐加料及吹煉過程，煙氣難以完全密封，也存在不同程度的逸散現象，使PS轉爐吹煉作業的操作環境很差。

現在有兩種用于工業生產的連續吹煉工藝，一種是日本研發的三菱法，采用頂吹爐熔煉，電爐沉降銅锍，并對渣進行貧化，再用頂吹爐連續將銅锍吹煉至粗銅。三個爐子用兩個溜槽連接，實現了連續煉銅。另一種是美國猶他Kennecott冶煉廠的煉銅工藝，采用閃速爐熔煉、爐渣選礦、銅锍水碎、干燥、磨礦再用閃速爐吹煉成粗銅。上述兩種連續煉銅工藝，雖然解決了吹煉作業的環保問題，但還都有不足之處，需要進一步改進提高。

發明內容

本發明的目的在于針對現有冶煉過程的缺陷和不足，提供一種在一個爐中能同時完成熔煉、吹煉和精煉三個過程的一步煉銅裝置及其工藝。

本發明的技術方案是：一步煉銅裝置及其工藝，其裝置包括爐體、加料口、煙道口、燒嘴、放渣口、放銅口、噴槍、熔劑口，爐體內由熔煉區、吹煉區、精煉區三部分組成，之間由擋墻分隔；爐體為可回轉的臥式圓筒形爐，外殼為鋼板，內襯耐火材料，爐體由兩個托輥支承于基礎上，其中一個托輥一端配有電機，齒輪傳動，爐體可設置成沿軸心轉動；各區的底部分別安裝有兩排錯開布置、間隔一定距離、呈一定角度相向交叉向爐內噴射富氧空氣或天然氣的噴槍；加料口設在熔煉區上方，煙道口和熔劑口設在吹煉區上方，主燒嘴、輔燒嘴分別設在靠近熔煉區和精煉區兩側的端墻上；放渣口和放銅口都在輔燒嘴一側的端墻上。

所述的熔煉區的噴槍與垂線成0°-22°，吹煉區的噴槍與垂線成30°-45°，精煉區的噴槍與垂線成45°-70°。

所述的熔煉區、吹煉區、精煉區長度分別為：15m、8m、8m，爐子內徑為4.8m；熔煉區的底部分別安裝兩排錯開布置、間隔1.1m、與垂線成17°和22°角的9支噴槍；吹煉區的底部分別安裝兩排錯開布置、間隔1.1m、與垂線成35°和40°角的5支噴槍；在精煉區的底部分別安裝兩排錯開布置、間隔1.1m、與垂線成45°和50°角的5支噴槍。

一步煉銅裝置及其工藝，其工藝步驟為：

（1）將多金屬礦與溶劑以及返塵混合后，由熔煉區上部的加料口加入到爐內，通過噴槍由下向上、高速射入65%-78%的富氧空氣到熔體中，充分混合接觸，進行自熱熔煉，生成銅锍和熔煉渣，銅锍含Cu70%以上；溫度控制在1180-1250℃；

（2）生成的銅锍從擋墻底部流到吹煉區，通過噴槍送入20%-40%的富氧空氣進行吹煉，將銅锍吹煉成粗銅和爐渣；吹煉區溫度控制在1200-1250℃；

（3）生成的粗銅從擋墻底部流入到精煉區，通過噴槍送入20%-30%的富氧空氣和天然氣進行精煉，將粗銅精煉成純度更高的陽極銅,精煉區溫度一般在1100-1200℃；

（4）上述精煉區生成的純度較高的陽極銅從放銅口間斷放出，通過溜槽送到陽極澆鑄機，鑄成銅陽極板送去電解精煉,生成的爐渣從擋墻頂部區域的放渣口溢流連續放出，經緩冷后送去渣選礦廠選礦，選出的渣銅精礦返回爐中繼續冶煉，尾礦可以做水泥廠原料綜合利用，實現無廢渣排放,產生的含有SO₂的高溫煙氣經過煙道口到達余熱鍋爐降溫收塵，產出飽和蒸汽進行余熱發電，降溫后的煙氣再經收塵凈化后送去脫硫制酸。

所述的步驟（1）中：熔煉區的溫度通過調節富氧空氣的氧、空比或單位時間供氧量來實現。熔煉區的銅锍品位通過控制氧料比實現。在熔煉區靠近擋墻段不再送氧攪動，使銅锍充分沉降，易于銅锍和爐渣分離，減少渣含銅。