[發明專利]一種連續煉銅裝置及煉銅方法

在審

• 申請號: 201710369539.8
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107287442A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 魯興武;朱來東;余江鴻;李俞良;陳一博;程亮;易超;馬愛軍;陳文波;張恩玉;李守榮;韓曉龍;崔海瑞;曹桂銀
• 申請（專利權）人: 西北礦冶研究院
• 主分類號: C22B15/00
• 分類號: C22B15/00
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心62100
• 代理人: 陳超

技術領域

本發明屬于金屬冶煉領域，具體地說涉及一種連續煉銅的冶煉方法。

背景技術

目前，國內外銅冶煉企業都朝著清潔生產的連續吹煉工藝技術方向發展，就銅的吹煉而言,當今世界上90%以上都是采用PS轉爐，該工藝是間斷作業,過程中銅锍包在車間內進行轉運，容易造成SO₂煙氣低空逸散,加上加料及吹煉過程,煙氣難以完全密封,也存在不同程度的逸散現象，使SP轉爐吹煉作業的操作環境很差。這是當今銅冶煉面臨的世界性技術瓶頸,都在力圖解決這一問題。因此，積極尋求或開發產能大、投資和運行費用低、操作連續、有利于環保的吹煉工藝是勢在必行。目前，國內外應用的連續吹煉銅的工藝有日本研發的三菱法和閃速爐連續吹煉，采用三爐溜槽連接實現連續煉銅，但是其棄渣含銅量過高，資源利用率低；連續閃速吹煉是上世紀70年代末美國Kennecott公司提出了冰銅連續吹煉的“固體冰銅氧氣吹煉法”，取代P-S轉爐的工藝，1995年實現工業化。2007年8月第二臺閃速吹煉爐在中國陽谷祥光冶煉廠投產，2008年10月開始達到設計能力，但是該工藝成本高，冰銅需要降溫球磨后再進入閃速吹煉爐進行，也消耗一部分能源，現場環境也不是太好，熱能利用不合理。

近年，隨著對冶煉企業環保要求的日益提高和有色金屬行業的持續低迷，迫使企業從工藝的優化降低成本，提高核心競爭力方面做了大量的工作。專利-“雙爐多槍頂吹連續吹煉爐”（CN103276223），通過對轉爐的優化，連接造渣爐和造銅爐，實現了實現連續進冰銅、連續鼓風、連續造渣、連續出渣、連續或間斷放出粗銅的連續吹煉過程，但是需要在兩臺爐子中實現連續吹煉，存在一定的環境污染。專利-“一種采用氧氣底吹爐連續煉銅的工藝及其裝置”（CN101165196），提出了利用氧氣底吹爐進行連續煉銅的工藝及裝置，但是其需要前段造出高品位冰銅，需要系統改變煉銅企業工藝，投資較大。

發明內容

本發明提出一種連續煉銅的工藝和裝置，過程清潔環保，易于實現工業化生產，采用底側吹-分區域吹煉工藝，實現冰銅在一個爐子內得到粗銅。

本發明采用的技術方案是：一種連續煉銅裝置，爐型為臥式圓形，爐內設置隔墻把爐腔分為兩個室，即氧化氣氛造渣區和還原氣氛造銅區，隔墻下部設一近橢圓形孔洞將兩個室連通，形成金屬相和渣相的對流，氧化氣氛造渣區有排渣口、還原氣氛造銅區有放銅口，粗銅從放銅口連續排放，渣通過排渣口連續排放，在實際生產過程中亦可根據實際情況間斷排放，在爐體的造渣區、造銅區的側部、底部都設有多對氧氣噴入口和多對粉煤還原劑噴入口，氧氣噴入口裝有氧氣噴槍，單支氧氣噴槍安裝角度與垂直方向夾角是5～26°，多對粉煤還原劑噴入口裝有粉煤噴槍，支粉煤噴槍安裝角度與垂直方向夾角是2～18°，根據位置不同角度大小不同，每支粉煤噴槍夾角的大小與放銅口的位置距離成反比。

所述氧化氣氛造渣區內徑為2.6-4.5m，長度為6m-12m，還原氣氛造銅區內徑為2.2m-3.5m，爐體總長為30m-45m。具體數據應根據產能規模及物料特性來確定計算爐體尺寸。

爐體為一體化密封可傾動結構，滿足系統熱修的條件。

爐體冷卻體系為有機離子液系統，不存在泄露爆炸危險，換熱裝置采用鋼制，進一步降低投資。

使用該連續煉銅裝置的煉銅方法，具體包括以下步驟：

（1）將冰銅通過連續煉銅裝置加料口加入爐內，通過氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為5-25°；通過粉煤噴槍噴入粉煤進行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為2-15°，將冰銅連續吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時，按造渣要求量連續定量的加入石英石和石灰石，控制吹煉溫度1200-1350℃；

（2）連續煉銅裝置產出的粗銅，通過虹吸式放銅口放出，經過溜槽送至陽極工段，按陽極工段常規作業，鑄造成銅陽極板送電解槽電解。

根據冰銅品位和其中鐵賦存狀態的變化，粉煤以50～200kg/h、氮氣以15～45m³/h為保護氣體、冷卻水以10～38m³/h由噴槍噴入，實現四氧化三鐵含量的降低，優化渣的流動性。

爐渣經磨礦、選礦后返回連續煉銅裝置。

本發明的連續煉銅裝置，冰銅直接入爐，完全能夠處理復雜低品位冰銅，有利于資源高效利用，處理能力可達60-100t/h。

由于本發明工藝單元在一臺裝置內完成，氧濃度高，煙氣SO₂濃度高，煙氣量小，硫回收利用率高，還原劑不用焦炭直接用粉煤，粉煤是從爐體側部和下部直接噴入熔體中參與直接反應，極大地提高了反應效率。