[發(fā)明專利]一種粗銅的聯(lián)合冶煉方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610860358.0
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN106381403B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設計）人: 劉守華;王闐;袁輔平;侯健;馮海;陳迎春;童悅
• 申請（專利權）人: 大冶有色金生銅業(yè)有限公司
• 主分類號: C22B15/00
• 分類號: C22B15/00;C22B15/14
• 代理公司: 黃石市三益專利商標事務所42109
• 代理人: 饒建華

技術領域

本發(fā)明涉及冶金工業(yè)技術，尤其是一種粗銅的聯(lián)合冶煉方法。

背景技術

在銅冶煉工業(yè)生產(chǎn)中，粗銅的傳統(tǒng)冶煉工藝是用加料車將冷態(tài)粗銅加入固定式陽極爐，即“加料作業(yè)”；然后用陽極爐的燃燒器燃燒燃料，對粗銅進行加熱，直到粗銅全部熔化成銅液，該過程為“熔化作業(yè)”。燃燒器使用天然氣燃料。由于固定式陽極爐的熱效率低，一般為15%，導致熔化作業(yè)的天然氣消耗高，一般為80~90Nm³天然氣/噸銅，日產(chǎn)量低，一般為120噸，一爐生產(chǎn)周期長，24-36小時/爐。另一方面，傳統(tǒng)工藝的加料作業(yè)為半機械化作業(yè)，需要人工與機械配合，效率低，機械傷害的安全風險較大。原料中夾雜水分時，加料后水分接觸高溫的銅液，會發(fā)生“放炮”事故，導致陽極爐垮塌和作業(yè)人員的人身傷害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要解決傳統(tǒng)粗銅冶煉工藝熱效率低，能耗高，產(chǎn)量低，生產(chǎn)周期長等問題，提供一種粗銅的聯(lián)合冶煉方法。

本發(fā)明的具體方案是：一種粗銅的聯(lián)合冶煉方法，其特征是：將粗銅首先送入特制的火焰爐進行熔化，再流入固定式陽極爐進行降氧精煉，兩爐結合冶煉實現(xiàn)連續(xù)澆鑄陽極板；所述特制的火焰爐具有垂直爐體，爐體的頂部設有加料段，開有加料口，外配有機械提升加料裝置，在加料段上方設有煙囪，在爐體的下部設有多個燒嘴，所述爐體中的爐襯是由兩段組成，上段為碳化硅爐襯，下段為鎂鉻質爐襯；并且在爐體的旁邊加有一個密封的銅液澄清池，在爐體的底部側壁上設有出料口，通過出料道與銅液澄清池的尾端連通，在出料道上安裝有高能燒嘴，在銅液澄清池的前端設有出銅口外接溜槽，并在銅液澄清池側壁上設有扒渣口，頂面安裝有若干個升溫燒嘴；

具體冶煉工藝方法是：首先啟動機械提升加料裝置向火焰爐體內(nèi)加滿銅料，啟動爐體下部的所有燒嘴，對銅料進行加溫熔化，熔化后的銅料通過出料道流入銅液澄清池，啟動高能燒嘴對出料口附近區(qū)域進行加熱，避免溫度較低的銅水和爐渣堵塞出料口，同時啟動所有升溫燒嘴使銅液澄清池溫度達1200℃以上，增加銅液的流動，使爐渣與銅液充分分離，并使爐渣集中在銅液上層；采用渣耙伸入扒渣口，將爐渣扒出，經(jīng)脫渣處理后的潔凈銅液流入溜槽再進入固定式精煉陽極爐完成精煉；隨后進入連續(xù)加料生產(chǎn)。

本發(fā)明中所述的火焰爐中爐體下部的燒嘴為6-9個，距離底面100-200mm處，環(huán)繞爐體均布。

本發(fā)明中所述的火焰爐中出料道位于銅液澄清池頂部設置。

本發(fā)明中所述的火焰爐中銅液澄清池前端的出銅口位于距離澄清池底面120mm以上位置布置，并在出銅口處安裝有擋渣磚。

本發(fā)明中所述的火焰爐中銅液澄清池上的扒渣口是位于銅液澄清池前端側壁布置。

本發(fā)明中所述的銅液澄清池中頂面沿中線一排均布有3-6個燒嘴，間距為400mm～600mm。

本發(fā)明中所述的火焰爐中銅液澄清槽體積為長×寬×高=1.5米×0.6米×0.3米。

本發(fā)明中所述機械提升加料裝置向火焰爐體內(nèi)每次加料體積大于100×150×600mm而小于500×350×800mm，以保證料柱合適的透氣性和料氣熱交換效果。

本發(fā)明中所述高能燒嘴供氣系統(tǒng)中的天然氣燃料壓力為0.18MPa ，助燃空氣為壓縮空氣，壓力為0.3 MPa 。

本發(fā)明采用熱傳導傳熱方式，傳熱效率高；燃燒煙氣進入煙道之前能與粗銅進行充分的熱交換，熱效率高達65~70%。熔化粗銅的能源消耗為38 Nm³天然氣/噸銅，較傳統(tǒng)工藝減少52.5%~57.8%。連續(xù)式生產(chǎn)，日產(chǎn)量高達480噸。加料作業(yè)采用卷揚加料機組，為全機械化加料，較傳統(tǒng)的半機械化加料方式效率更高，基本消除了加料作業(yè)安全風險。

本發(fā)明工藝相對于傳統(tǒng)粗銅精煉爐的主要特點與進步：

1.傳熱方式改進

目前的粗銅處理工藝固定式陽極爐，在熔化冷態(tài)粗銅時，通過燒嘴向爐膛內(nèi)噴入燃料并燃燒，提供熱量。但粗銅的加熱熔化所需的熱量，只有一部分來自燒嘴火焰與粗銅的直接接觸——即熱傳導，而更主要的是借助爐頂、爐壁和熾熱氣體將燒嘴火焰反射到粗銅上——即輻射傳熱。因此，傳熱方式存在效率較低的問題。

本發(fā)明火焰爐為豎立的圓筒形爐體，爐膛空間緊湊，熔化粗銅時的傳熱方式則以熱傳導為主，輻射傳熱所占比例很少。傳熱方式的效率大幅提高。

2.煙氣熱量的利用的改進