[實用新型]采用天然氣與氮氣的混合氣體還原含氧銅液的裝置

有效

• 申請號: 201420472531.6
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN204080058U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 王晶紅;林慶坤;劉劍玉;劉天成
• 申請（專利權）人: 空氣化工產品有限公司
• 主分類號: C22B15/00
• 分類號: C22B15/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 孟凡宏;謝燕軍

技術領域

本申請屬于銅熔煉領域，具體而言，涉及一種采用天然氣與氮氣的混合氣體還原含氧銅液的裝置。

背景技術

再生銅熔煉過程包括熔化、氧化、扒渣和還原階段。為提高銅的純度，用吹入壓縮空氣來氧化除雜，再用還原劑還原脫氧。傳統再生銅熔煉還原過程中，人們常常采用插木還原。但由于木材資源寶貴，為保護環境，還原過程逐漸采用天然氣替代插木還原。

目前，使用天然氣進行還原存在如下弊端：(1)天然氣的利用率低，還原時間長；(2)天然氣與銅液反應不完全，產生大量黑煙造成環境污染；(3)天然氣在銅液中裂解產生的氫氣易被銅液吸收，使銅出現一些微孔，影響產品質量；(4)由于在還原過程中天然氣流量沒有做出適量和及時調整，導致還原過程某些時間段天然氣過量，使銅液溫度過高。銅液溫度越高越易吸入氧氣再次氧化。為使銅液的氧含量降低到要求指標，相應的還原過程就會被拉長。

實用新型內容

為解決上述銅熔煉工藝中的弊端，本實用新型采用天然氣與氮氣的混合氣體來還原含氧銅液，并根據監測的參數調節天然氣和氮氣的混合比例。

具體地，首先，將天然氣和氮氣在一個混合器內進行預混。進入混合器的天然氣流量和氮氣流量分別由天然氣流量控制閥組和氮氣流量控制閥組來進行精確控制。

因此，本實用新型提供一種采用天然氣與氮氣的混合氣體還原含氧銅液的裝置，其特征在于，包括：

天然氣供應裝置(1)，其通過天然氣流量控制閥組(3)與混合器(5)連接，用于向混合器(5)提供天然氣；

氮氣供應裝置(2)，其通過氮氣流量控制閥組(4)與混合器(5)連接，用于向混合器(5)提供氮氣；

混合器(5)，其與還原噴管(6)連接，用于向銅液(7)提供天然氣與氮氣的混合氣體；

熔煉爐(8)，用于盛裝待還原含氧銅液；

PLC控制模塊(11)，其一端與天然氣流量控制閥組(3)和氮氣流量控制閥組(4)連接，另一端與置于熔煉爐(8)中的監測儀器相連，用于控制所述天然氣與氮氣的混合比例。

根據一個優選的實施方式，所述置于熔煉爐(8)中的監測儀器選自所述熔煉爐(8)的煙道出口(9)處煙氣溫度變化和煙氣中CO濃度的變化的監測儀器(10)、或所述熔煉爐(8)的爐溫變化和爐氣中CO濃度變化的監測儀器(13)或所述熔煉爐(8)內的銅液(7)的含氧量變化的監測儀器(14)。

根據一個優選的實施方式，本實用新型采用天然氣與氮氣的混合氣體還原含氧銅液的裝置包括一或多根還原噴管，所述還原噴管通過加料口(12)插入熔煉爐(8)內。

根據另一個優選的實施方式，本實用新型采用天然氣與氮氣的混合氣體還原含氧銅液的裝置包括還原噴管，所述還原噴管(6)通過熔煉爐爐頂(15)插入熔煉爐(8)內，即沿著熔煉爐(8)的長度方向尤其是均勻分布在爐頂(15)。

根據一個優選的實施方式，所述熔煉爐(8)的一側安裝有燒槍(16)，用于熔煉和氧化階段，以及銅液再次升溫。

本實用新型所提供的采用天然氣與氮氣的混合氣體還原含氧銅液的方法和裝置能夠有效地提高天然氣的利用率約30％、提高銅液質量并縮短還原時間約20-40％。

附圖說明

圖1是采用本發明的裝置用天然氣與氮氣的混合氣體還原含氧銅液的一種實施方式的示意圖。

圖2是采用本發明的裝置用天然氣與氮氣的混合氣體還原含氧銅液的一種實施方式的示意圖。

圖3是采用本發明的裝置用天然氣與氮氣的混合氣體還原含氧銅液的一種實施方式的示意圖。

圖4是采用本發明的裝置用天然氣與氮氣的混合氣體還原含氧銅液的一種實施方式的示意圖。

圖5是采用本發明的裝置用天然氣與氮氣的混合氣體還原含氧銅液的一種實施方式的示意圖。

圖6是采用本發明的裝置用天然氣與氮氣的混合氣體還原含氧銅液的一種實施方式的示意圖。

具體實施方式

用本實用新型的裝置采用天然氣與氮氣的混合氣體還原含氧銅液的方法包括以下步驟：將所述天然氣與氮氣預混合后再通入含氧銅液中進行還原，其中所述天然氣與氮氣的混合比例通過監測的參數來調節。

根據一個優選的實施方式，上述方法中所述參數選自：

(1)盛裝所述含氧銅液的熔煉爐的爐溫變化和爐氣中CO濃度的變化；或

(2)盛裝所述含氧銅液的熔煉爐的煙道出口處煙氣溫度變化和煙氣中CO濃度的變化；或

(3)所述含氧銅液中含氧量的變化。