[其他]沸騰熔煉法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85102902
• 申請(qǐng)日: 1985-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN85102902A
• 公開（公告）日: 1986-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張友余;溫華洪;陳知若;高憲有
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院;中條山有色金屬公司冶煉廠
• 主分類號(hào): C22B15/00
• 分類號(hào): C22B15/00;C22B23/02;F27B3/04;F27B3/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

沸騰熔煉法是屬于銅精礦（或富礦石）、或鎳精礦、銅鎳精礦、復(fù)雜銅鉛鋅精礦等重金屬精礦的冰銅熔煉方法。

附圖的簡要說明：

圖中Ⅰ沸騰熔煉爐，Ⅱ熱交換器，Ⅲ前床。三者是沸騰熔煉法的主要設(shè)備。精礦、熔劑和補(bǔ)充燃料煤組成的爐料a從爐拱頂加料口1連續(xù)加入，熔煉需要全部空氣或富氧空氣，經(jīng)熱交換器予熱后，從沸騰熔煉爐兩側(cè)風(fēng)口2鼓入熔體。風(fēng)口浸沒在熔體液面下。熔煉產(chǎn)出的冰銅和爐渣，從排出口3放入前床Ⅲ。爐渣c(diǎn)從前床連續(xù)放出。冰銅b視下工序要求，間斷放出。煙氣d經(jīng)上升煙道4進(jìn)入熱交換器，以利用余熱（生產(chǎn)規(guī)模大時(shí)加設(shè)余熱鍋爐）。煙氣再經(jīng)除塵后用以制造硫酸。冰銅吹煉產(chǎn)出的轉(zhuǎn)爐渣，可經(jīng)溜槽5注入沸騰熔煉爐處理。

大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，爐渣從排出口3放入前床，冰銅從排出口6定期放出。

Ⅳ銅質(zhì)冷卻夾套由銅夾套7、水管8組成，并連接風(fēng)口9。

發(fā)明內(nèi)容：

現(xiàn)有的銅精礦或鎳精礦等冰銅熔煉方法，存在各自固有缺點(diǎn)，限制熔煉過程強(qiáng)化和生產(chǎn)能力提高。如閃速熔煉法（見GB1507941（75年）;BE831016（75年）;《閃速熔煉文集》，1975年，南昌有色設(shè)計(jì)院;閃速熔煉法的發(fā)展，《硫化物熔煉的發(fā)展》，V2，1983，US），爐料在反應(yīng)塔內(nèi)高溫區(qū)（1350～1550℃）熔化和氧化。不可避免的硫化鐵粒子被過氧化成磁性氧化鐵，增加爐渣粘度，引起沉淀池積鐵。這是熔煉過程所不希望的。爐料中難熔組份（如SiO₂、MgO、CaO、Al₂O₃等）粒子通過反應(yīng)塔不可能熔化、造渣，然后在沉淀池與煙氣分離，以固態(tài)降落在低溫區(qū)（1300℃左右）的熔體上，增加熔體粘度。沉淀池的熔體處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，難熔組份的造渣和磁性氧化鐵的還原反應(yīng)，靠緩慢的擴(kuò)散過程進(jìn)行。限制了熔煉過程的速度。熔煉生成的硫化亞銅（Cu₂S）、硫化亞鐵（FeS）細(xì)滴，在相對(duì)靜止而粘稠的熔體中相的聚集緩慢，冰銅相和渣相分離緩慢。閃速熔煉法這些固有缺點(diǎn)，限制了熔煉速度和生產(chǎn)能力提高。閃速熔煉過程產(chǎn)生大量煙塵，煙塵率≥10%，使余熱利用設(shè)備和收塵系統(tǒng)復(fù)雜化。

其他熔煉方法，如諾蘭達(dá)法，澳克拉連續(xù)煉銅法（見SU510842（81年）;JP53022115（78年）;DS2536-392（76年）;《國外銅冶金文集》1973年，冶金工業(yè)出版社），白銀煉銅法等是向爐內(nèi)熔體內(nèi)部鼓風(fēng)，使熔體攪動(dòng)的熔煉方式。在風(fēng)口區(qū)形成局部高溫，產(chǎn)生很高的熱強(qiáng)度，加之?dāng)噭?dòng)熔體對(duì)爐壁耐火爐襯的嚴(yán)重侵蝕，爐體雖然用了耐火磚及局部用低效力水套冷卻以抵抗高溫，但不能承受更高的熱強(qiáng)度和局部高溫，以及熔體沖刷侵蝕。所以只能降低鼓風(fēng)強(qiáng)度，以延長爐壽命，維持低水平生產(chǎn)。

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有熔煉方法的缺點(diǎn)，以更良好的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，創(chuàng)造高熱強(qiáng)度、熔體強(qiáng)烈攪動(dòng)的強(qiáng)化熔煉過程，獲得更高的生產(chǎn)能力。爐料加入沸騰熔煉爐內(nèi)，立即卷入形若沸騰狀態(tài)的高溫熔體中，爐料粒子分散在熔體內(nèi)加熱熔化。鼓風(fēng)在熔體中形成氣泡，產(chǎn)生巨大的氣液界面。硫、硫化鐵和煤在氣液界面上進(jìn)行氧化和燃燒反應(yīng)，瞬間放出大量熱能，在熔體內(nèi)部加熱熔體，使?fàn)t料熔體，推動(dòng)反應(yīng)迅速進(jìn)行。熔體溫度高于液面上煙氣溫度，獲得高熱效率。反應(yīng)生成的氧化亞鐵和少量磁性氧化鐵被強(qiáng)烈攪動(dòng)的熔體帶到熔池其他部位，磁性氧化鐵與硫化亞鐵接觸反應(yīng)，還原成氧化亞鐵，氧化亞鐵與二氧化硅、二氧化硅與鈣鎂氧化物接觸反應(yīng)，生成低熔點(diǎn)爐渣。過程在良好的動(dòng)力學(xué)條件下迅速進(jìn)行。熔煉生成的Cu₂S、FeS液態(tài)微粒，以及2FeO·SiO₂、CaO·SiO₂爐渣液滴，在強(qiáng)烈攪動(dòng)下，同相微粒接觸幾率增大，迅速聚集成大粒。加速冰銅相、渣相的同相聚集和異相分離。熔煉過程中磁性氧化鐵還原反應(yīng)加速，兩相聚集、分離過程加快，是沸騰熔煉法能強(qiáng)化生產(chǎn)，達(dá)到更高生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)。

從沸騰熔煉爐兩側(cè)風(fēng)口同時(shí)鼓入空氣或富氧空氣，在風(fēng)口附近，硫化物和煤等發(fā)生劇烈氧化作用，放出大量熱量，形成局部高溫區(qū)，以及熔體沖刷侵蝕爐壁，是本發(fā)明解決的另一問題。沸騰熔煉爐的風(fēng)口區(qū)設(shè)計(jì)了高效力夾套冷卻結(jié)構(gòu)，在高熱強(qiáng)度下，導(dǎo)出的熱量，足以使冰銅和爐渣在夾套的爐內(nèi)側(cè)面形成穩(wěn)定的固態(tài)層，以承受局部高溫和熔體強(qiáng)烈沖刷。所以沸騰熔煉法可以大幅度提高熱強(qiáng)度，和高生產(chǎn)能力下長期運(yùn)行。

沸騰熔煉法具有以下優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：