[發明專利]一種低品位銅冶煉優質陽極板的節能方法

有效

• 申請號: 201410603656.2
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104388693A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 劉新才;張勇;潘晶;周暾
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C22B15/00
• 分類號: C22B15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及銅加工技術領域，是一種低品位銅冶煉優質陽極板的節能方法。

背景技術

近二十多年以來，銅加工在我國每年以兩位數的速度增長，銅加工產品在我國國民經濟及高技術領域發揮越來越重要的作用。但我國銅加工行業發展存在高純度銅原材料短缺的瓶頸制約，從大量的廢雜銅中冶煉出合格的高純度的陽極板成為攻克發展瓶頸的關鍵。現有的冶煉陽極板的主要設備為反射爐，但反射爐出口的煙塵溫度在1200℃左右，反射爐熔煉陽極板的能源40％以上浪費在高溫煙塵中。理論上，豎爐和反射爐結合，豎爐負責銅原料的熔化、反射爐負責銅熔液的氧化過程、還原過程，為此在這一方面提出了不少專利申請，現有的專利申請基本上為設備的組成構想，這樣一種冶煉低品位銅原料的裝備似乎是可行的。然而幾年過去了，到目前為止在銅加工材行業豎爐和反射爐結合還只能夠冶煉純度極高達99.90％及以上的電解殘極，將其冶煉成陽極板，如發明專利“電解殘極火法再生新工藝”，公開號CN101654792A，公開日2010年2月24日；在銅加工材行業還沒能采用豎爐和反射爐結合的裝備冶煉廢雜銅，現有的廢雜銅仍然只能采用能源浪費非常嚴重的反射爐在冶煉。

之所以研發適用于廢雜銅原料的節能冶煉方法非常困難，是因為該項研發需要投入大量的資金，建設一套豎爐加反射爐的試驗裝備系統要花幾百萬元，豎爐加反射爐裝備系統試驗一次光原材料要花200萬元左右。

從2011年起，我國銅加工材行業集中了產學研的力量開展了研發攻關，在科技部的資助下，發明人開展了研發低品位廢雜銅短流程連續冶煉生產工藝、關鍵裝備，項目的研發指標低品位銅明確為低于94％的廢雜銅。

因此，相對于現有反射爐冶煉廢雜銅的銅加工材技術背景，攻克我國銅加工材發展的高純度銅原材料短缺的瓶頸，具有重要的意義，其一研發豎爐結合反射爐裝備將銅含量降低至60％的低品位銅原料冶煉成高純度陽極板的節能技術，是非常必要的，也是具有挑戰性難度的，低品位銅原料如紫雜銅、廢雜銅、廢雜銅冶煉的次粗銅、銅锍冶煉的粗銅等；其二，冶煉純度更高的陽極板，降低電解陽極板的成本和提高效率，也是非常必要的；其三豎爐具有非常高的熔煉效率，應該研發技術充分發揮其特長和優勢。

發明內容

本發明的目的是針對現有的含豎爐的裝備無法正常冶煉低品位銅原料的實際情況，發明一種方法使銅含量在60wt％及以上的低品位銅原料能夠采用含豎爐的裝備正常冶煉，而且冶煉出高純度的陽極板，提高冶煉高純度陽極板的生產能力，緩解我國銅加工發展的瓶頸。

本發明一種低品位銅冶煉優質陽極板的節能方法，冶煉裝備包括一臺豎爐、至少兩臺中間包、中間包保溫套、至少兩臺氧化爐、至少兩臺還原爐、一套煙塵綜合處理系統，其特征是：

低品位銅原料中總的銅含量60wt％及以上，低品位銅為下列原料的至少一種：紫雜銅、廢雜銅、由廢雜銅冶煉的次粗銅、由銅锍冶煉的粗銅；豎爐連續熔化低品位銅，中間包收集低品位銅熔液至額定容量，然后暫停豎爐的熔化，打開中間包保溫套，分離中間包與豎爐底部，移動中間包到氧化爐旁，扒渣，并將中間包中的銅熔液倒入氧化爐，清理中間包底部的渣；銅熔液在氧化爐中完成氧化過程，然后通過氧化爐預留的排銅口、加蓋保溫溜槽將銅熔液轉運至還原爐，在還原爐中完成還原過程，之后保溫并澆鑄出優質陽極板；同時，在該中間包與豎爐分離后，將另一中間包與豎爐底部接合，在中間包外合上中間包保溫套，重新豎爐的熔化；低品位銅原料連續冶煉成銅含量大于99.10wt％優質陽極板；

控制豎爐的燃氣為還原性、還原爐燃氣為還原性、氧化爐的燃氣為氧化性，豎爐煙塵通過其保溫管道、高溫鼓風機分別進入還原爐；還原爐煙塵分別通過其保溫管道、高溫鼓風機部分進入豎爐底部、部分進入與之配套的氧化爐；氧化爐煙塵通過其保溫管道、進入煙塵主管道、煙塵綜合處理系統后達標排放；該煙塵主管道外焊氣管，氣管外裝有良好的保溫材料，至少兩種氣管利用該煙塵主管道內流過的高溫煙塵分別對空氣、空分的氮氣進行加熱，預熱空氣通過控制分配給豎爐燃燒器助燃、氧化爐燃燒器助燃、還原爐燃燒器助燃，預熱氮氣通過安全電磁閥通入正在還原過程的還原爐內的氣體勻噴器，均勻進入銅熔液池，加快銅熔液的還原；含空分氧氣的富氧氣體通過安全電磁閥通入正在氧化過程的氧化爐內的氣體勻噴器，均勻進入銅熔液池，加快低品位銅熔液的氧化過程；