專利名稱：氧氣底吹連續(xù)煉銅裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種有色金屬冶煉煉銅方法及其裝置，更具體地說，是關(guān)于一種采用氧氣 底吹爐連續(xù)煉銅的工藝及其裝置。
背景技術(shù)：
我國銅的火法冶煉就熔煉而言，用于工業(yè)生產(chǎn)的已有閃速爐熔煉、諾蘭達熔煉、奧斯 麥特熔煉、艾薩熔煉、自熱熔煉、白銀法熔煉以及傳統(tǒng)的鼓風(fēng)爐熔煉、電爐熔煉、反射爐熔 煉等。上述熔煉方法除后三種傳統(tǒng)方法難以達到環(huán)境保護所要求的排放標(biāo)準(zhǔn)外，其他都是當(dāng)今世界采用的較為先進的熔煉工藝。就銅的吹煉而言，當(dāng)今世界上90%以上都是采用PS轉(zhuǎn)爐， 間斷作業(yè)，熔煉產(chǎn)出的銅锍需用銅锍包在車間內(nèi)進行倒運，造成S(V煙氣低空逸散，加上轉(zhuǎn)爐 加料及吹煉過程，煙氣難以完全密封，存在不同程度的逸散污染，使PS轉(zhuǎn)爐吹煉作業(yè)的操作 環(huán)境很差。這是當(dāng)今銅冶煉面臨的一道世界性難題，各國都在力圖解決這一問題。目前國外有兩種用于工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)吹煉工藝，解決了銅锍在車間內(nèi)倒運等問題。硫的 捕集率>99. 5%，較好地解決了銅锍吹煉的低空污染。其中，日本研發(fā)的三菱法，釆用頂吹爐熔煉，電爐沉降銅锍和爐渣并對渣進行貧化，頂 吹爐連續(xù)將銅锍吹煉至粗銅。三個爐子用兩個溜槽連接，實現(xiàn)了連續(xù)煉銅。世界上己有四家 這樣的工廠在進行生產(chǎn)，是一種投資較少、成本較低的連續(xù)煉銅工藝。另一種是美國猶他Kennecott冶煉廠的煉銅工藝，采用閃速爐熔煉、爐渣選礦、銅锍水 碎、干燥、磨礦再用閃速爐吹煉成粗銅。目前僅有一家在生產(chǎn)。上述兩種連續(xù)煉銅工藝，雖然解決了吹煉作業(yè)的環(huán)境保護問題，但還都存在一些不足之 處，需要進一步改進提高三菱法由四個爐子(熔煉爐、貧化電爐、吹煉爐、陽極爐)自流配置，第一道工序的熔 煉爐需要配置在較高的樓層位置，建筑成本相對較高，另外三菱法的爐渣采用電爐貧化，棄 渣含銅量達0. 6-0. 7%，遠高于我國多數(shù)大型銅礦開采礦石的平均品位，資源沒有獲得充分利用。閃速爐連續(xù)吹煉，其缺點是銅锍需要先水碎，再干燥、磨細后，才能進行吹煉作業(yè)，工 序繁雜，且每道工序均難以保證100%的回收率，都有少量的機械損失。再者液態(tài)高溫銅锍水 碎，其物理熱幾乎全部損失，水碎固態(tài)銅锍、干燥和吹煉過程需要外供熱源，熱能利用不合 理。銅锍水碎需用大量水沖，加上干燥、破碎，額外增加了人工及動力消耗，致使吹煉成本 增加，這也許是多年來該工藝沒有得到大量推廣的重要原因。另外還有諾蘭達連續(xù)吹煉法，尚處于工業(yè)試驗階段。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種用于連續(xù)煉銅的工藝的氧氣底吹連續(xù)煉銅裝置。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下氧氣底吹連續(xù)煉銅裝置，其特征在于包括氧氣底吹熔煉爐、氧氣底吹吹煉爐、陽極爐 和陽極板澆鑄機，所述氧氣底吹熔煉爐與氧氣底吹吹煉爐之間用第一溜槽連接，使得氧氣底 吹熔煉爐熔煉出的液態(tài)銅锍能夠經(jīng)第一溜槽連續(xù)注入氧氣底吹吹煉爐，由氧氣底吹吹煉爐連 續(xù)吹煉出粗銅；所述氧氣底吹吹煉爐與陽極爐之間用第二溜槽連接，使得粗銅能夠經(jīng)第二溜 槽流入陽極爐，由陽極爐精煉出陽極銅；所述陽極爐與陽極板澆鑄機之間用第三溜槽連接， 使得陽極銅能夠經(jīng)第三溜槽流入陽極板澆鑄機，由陽極板澆鑄機鑄造出銅陽極板。還包括圓盤制粒機和皮帶給料機，所述圓盤制粒機將含銅的礦物料制成粒料，由皮帶給 料機將粒料送入氧氣底吹熔煉爐的加料口 。在第一溜槽上設(shè)置有用于加熱保溫的保溫?zé)?，防止銅锍在溜槽中凍結(jié)。在第一溜槽上設(shè)置有通風(fēng)煙罩。所述氧氣底吹熔煉爐的上部排煙口通過余熱鍋爐連接電除塵器。 所述氧氣底吹吹煉爐的上部排煙口通過余熱鍋爐連接電除塵器。所述氧氣底吹吹煉爐設(shè)有用于吹煉渣連續(xù)溢流排放的排渣口，排渣口下部設(shè)有用于連續(xù) 排放粗銅的虹吸口。在所述氧氣底吹熔煉爐的底部，氧氣噴嘴的吹氧方向與底面的垂線成0-16度角。 在所述氧氣底吹吹煉爐的底部，氧氣噴嘴的吹氧方向與底面的垂線成0-16度角。 所述氧氣底吹熔煉爐的底部和所述氧氣底吹吹煉爐的底部，均設(shè)置有多支送氧氣的底吹 噴槍。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服已有技術(shù)的缺點，提供一種，采用有效方法，解決目前銅冶煉PS轉(zhuǎn)爐吹煉的低空S02污染問題，同時提供比世界上現(xiàn)有的三菱法、閃速吹煉法等 連續(xù)煉銅工藝更先進、流程更短、投資更省、成本更低、回收率更高、綜合利用更好的采用 氧氣底吹爐連續(xù)煉銅的工藝及其裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下步驟來實現(xiàn)的一種采用氧氣底吹連續(xù)煉銅的工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟(1) 硫化銅精礦與熔劑、返回的包括煙塵、渣銅精礦、吹煉爐渣等中間銅物料，經(jīng)圓盤 制粒機混合制粒后，由皮帶給料機送至底吹熔煉爐上部的爐子加料口加入爐內(nèi)，氧氣通過設(shè) 在爐底與垂線成0-16度角的氧氣噴槍送入爐內(nèi)進行熔煉反應(yīng)，混合好的入爐粒料經(jīng)熔煉生成 銅锍和熔煉渣，熔煉溫度為1080—125CTC;(2) 底吹熔煉爐生成的銅锍，通過設(shè)在底吹熔煉爐一端的虹吸放出口放至與底吹熔煉爐 相連接的溜槽；銅锍經(jīng)溜槽送至設(shè)在底吹吹煉爐端部中心部位的加料口加入爐內(nèi)，通過設(shè)在底吹吹煉爐底與垂線成0-16度角的氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉、將銅锍連續(xù)吹煉成粗銅和吹 煉爐渣，吹煉溫度為1220—1250。C;在送氧吹煉的同時，從設(shè)在底吹吹煉爐上部的開孔按造 渣要求量連續(xù)定量的加入石灰石或石灰，造鐵鈣渣；鐵鈣渣通過溢流放渣口放出并返回上述 底吹熔煉爐；(3) 上述底吹吹煉爐生產(chǎn)的粗銅，通過虹吸放出口連續(xù)放出；粗銅經(jīng)過溜槽，送至陽極爐，在陽極爐內(nèi)按常規(guī)作業(yè)，先氧化、后還原精煉后，合格陽極銅通過溜槽送至陽極澆鑄機，鑄造成銅陽極板；(4) 上述底吹熔煉爐產(chǎn)出的爐渣，通過與底吹熔煉爐聯(lián)結(jié)的渣溜槽，溢流連續(xù)放入渣包， 采用多個渣包循環(huán)使用，實現(xiàn)熔煉渣緩冷，或通過渣包將熔煉渣倒入渣坑進行緩冷；緩冷后 的熔煉渣，送選礦工序處理，選礦產(chǎn)出的渣銅精礦返回上述底吹熔煉爐；(5) 底吹熔煉爐、底吹吹煉爐產(chǎn)出的溫度在950°C—120(TC的高溫?zé)煔猓ㄟ^設(shè)在其排 料端的上部排煙口，進入設(shè)有弧形罩的余熱鍋爐，在余熱鍋爐中通過生產(chǎn)4MPa的飽和蒸汽， 回收其余熱，煙氣溫度降至40(TC或40(rC以下，再進入電除塵器除塵凈化后送制酸廠生產(chǎn)硫 酸；(6) 底吹熔煉爐和底吹吹煉爐的余熱鍋爐及電收塵器收集的煙塵，通過埋料刮板運輸機、 斗式提升機送至底吹熔煉爐頂中間料倉，經(jīng)加濕后，送圓盤制粒機混合制粒后返回底吹爐熔 煉；所有煙塵被設(shè)置在沒有揚塵，保證車間優(yōu)良環(huán)境條件的密閉循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)地被處理。上述埋料刮板運輸機是有色冶煉廠運輸高溫粉狀物料的一種專用運輸設(shè)備，有專門的制 造廠生產(chǎn)。這種設(shè)備的運輸鏈條埋在粉狀物料中，由鏈條的循環(huán)轉(zhuǎn)動，將物料由供料點輸送 到下料點(目的位置)。運輸過程全部密閉，不產(chǎn)生揚塵，不污染環(huán)境如以上所述的工藝，其特征在于銅锍吹煉是指產(chǎn)自底吹熔煉爐的液態(tài)高溫銅锍，經(jīng)溜槽連續(xù)注入氧氣底吹吹煉爐，從 吹煉爐底部連續(xù)送入富氧空氣對高品位銅锍進行連續(xù)吹煉；同時，通過料倉、計量皮帶給料機，按計算要求量從爐頂開口連續(xù)加入熔劑石灰或石灰 石造渣；或爐頂不開口，將熔劑石灰或石灰石磨成粉狀，通過料倉、計量皮帶給料機從氧槍 與氧氣一起送入爐內(nèi)造渣；在爐子一端較上部開孔，排放熔煉渣，較下部開孔，設(shè)置虹吸裝 置排放粗銅，實現(xiàn)連續(xù)加入銅锍、連續(xù)吹煉、連續(xù)加入熔劑、連續(xù)造渣、連續(xù)排渣，并連續(xù) 放出粗銅，實現(xiàn)吹煉過程連續(xù)化的工藝；采用含銅高達68—70%銅锍吹煉，底吹吹煉采用氧氣吹煉，吹煉負荷小，吹煉渣量較少， 底吹吹煉采用氧氣吹煉，吹煉溫度是通過調(diào)節(jié)氧氣濃度和單位時間的供氧量或吹煉速度來達 到合理的吹煉溫度，上述合理的吹煉溫度是指控制或調(diào)節(jié)吹煉溫度在1220-125(TC之間；調(diào) 節(jié)氧氮體積比使供氣的氧氮體積比調(diào)節(jié)范圍為5: 5至8: 2，供氣量與氣壓有關(guān)，氧氣和氮 氣壓力的調(diào)節(jié)范圍為0. 4MPa至0. 8MPa，以控制吹煉的反應(yīng)速度。如以上所述的工藝，其特征在于根據(jù)精礦成分確定吹煉渣型和是否添加熔劑銅精礦脈石含鐵高，含鈣、鎂等堿性元素 少，熔煉時要添加熔劑氧化鈣；采用鐵鈣渣型，吹煉渣水碎后返熔煉爐，替代熔煉所需添加 的石灰石熔劑；處理含鈣量高的銅精礦熔煉時不需要添加石灰石熔劑，可在吹煉爐加石英 石造硅鐵渣，經(jīng)緩冷后送渣選礦車間處理；氧氣底吹熔煉爐渣Fe304含量低，可采用高的鐵硅 比造渣，上述底吹爐熔煉采用高鐵渣型是指通過熔劑配入量，熔煉渣的Fe0/Si02的重量比 控制在2.0-2.2之間，采用高鐵鈣渣型，可以使加入的石英熔劑量較少，使熔煉物料量減少， 渣率低，渣選礦的物料量少，能耗下降，隨渣損失的銅量也減少，熔煉爐至吹煉爐、吹煉爐 至陽極爐之間均設(shè)置溜槽，溜槽上部設(shè)有使用燃燒柴油或天然氣對溜槽加熱保溫，防止銅锍 或粗銅凍結(jié)在溜槽中的保溫?zé)欤诹锊凵戏皆O(shè)置環(huán)保通風(fēng)罩，該環(huán)保通風(fēng)罩是將溜槽中銅 锍逸散的S02和保溫?zé)飚a(chǎn)生的燃燒廢氣排至脫硫裝置進行脫硫處理后排空，并確保車間內(nèi)優(yōu) 良的操作環(huán)境，保證全系統(tǒng)硫的捕集率〉99. 6%和實現(xiàn)全廠清潔生產(chǎn)的環(huán)保通風(fēng)罩。如以上所述的工藝，其特征在于上述車間配置，采用從熔煉至吹煉至陽極爐精煉至陽極銅板鑄造，自高至低的流水作業(yè)法配置的工藝混合料經(jīng)圓盤制粒后，用加料皮帶送至底吹熔煉爐，銅锍經(jīng)溜槽自流至底吹吹煉爐、粗銅由吹煉爐經(jīng)溜槽自流至陽極爐，陽極銅經(jīng)溜槽自流澆鑄成陽極，完成粗銅冶煉全 過程高溫液態(tài)熔體全部自流自運的配置布局，從而大幅度提高勞動生產(chǎn)率，減少包子殼的返回物料，降低能耗，克服高溫液態(tài)物料倒運時，無法克服的S02自由逸散的工藝或環(huán)保難題；是一種使熔煉、吹煉、精煉、鑄塊四道工序緊密連在一起，連續(xù)完成，配置緊湊，降低大量 的建設(shè)投資的工藝。如以上所述的工藝，其特征在于吹煉采用鐵鈣渣型，上述鐵鈣渣型是流動性較好的， 夾雜的銅和氧化銅易于澄清分離的，可降低渣含量的，對鉻鎂磚堿性爐襯的化學(xué)腐蝕程度較 低的，有利于延長爐襯壽命，提高作業(yè)率的鐵鈣渣型；鐵鈣渣返回熔煉爐，調(diào)節(jié)熔煉渣型， 補充熔煉渣中所需的鈣量；補充鈣量時鐵鈣渣成分被控制在Fe/Ca0的重量比:2.5—2.6。如以上所述的工藝，其特征在于該工藝采用底吹爐吹煉，底吹吹煉是在粗銅、銅锍、爐渣三相共存的情況下連續(xù)吹煉 氧氣先進入粗銅層，粗銅層氧勢最高，夾雜在粗銅中的V族元素S、 As、 Sb、 Bi先被氧化 除去，獲得質(zhì)量較高的粗銅；接著，氧氣通過粗銅作為載體，以"20、 CuO形態(tài)與銅锍中Cu2S、 CuS反應(yīng)生成Cu和S02，部分與銅锍中的FeS反應(yīng)生成FeO、 SO^P Cu，是一種生成并進入爐 渣中的FeA含量較少，渣的粘度較低，可降低吹煉渣中CU20的夾雜量的工藝；而且渣中較少 量的Fe必也部分地被銅锍中的CuS還原生成FeO，渣中銅含量〈10%。一種用于底吹連續(xù)煉銅的底吹吹煉爐，其特征在于該底吹吹煉爐的爐子結(jié)構(gòu)為加料端 直徑和排料端直徑相同的筒體組成的臥式轉(zhuǎn)爐；外殼為鋼板，內(nèi)襯耐火材料，筒體由兩個托 輥支承置于土建基礎(chǔ)上，其中一個托輥一端配有電機，齒輪傳動，爐體被設(shè)置成可沿軸心來 回轉(zhuǎn)動；爐體下部靠近加料端，均布送氧氣的噴槍；加料端爐體上部設(shè)有用于加入熔劑造渣 的開口，端部中心設(shè)有用于加入液態(tài)銅锍的開口，排料端爐體上部設(shè)有用于排出煙氣的開口， 端部中心設(shè)有用于連續(xù)排渣的吹煉渣溢流口，渣口下部設(shè)有用于連續(xù)排放粗銅的虹吸口；底 吹吹煉爐被設(shè)置成使底吹吹煉爐有傾斜度，大而長的爐子傾角較小，小而短的爐子傾角較大 的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使銅锍入口端的粗銅層較薄，從噴槍送入的富氧空氣可直接送入銅锍層，進 行吹煉反應(yīng)，防止產(chǎn)生過量的CU20;粗銅放出口一端具有較厚的粗銅層；在該端設(shè)置為防 止與銅锍逆向平衡反應(yīng)而提高粗銅的硫含量的部分爐底透氣磚；該底吹吹煉爐還設(shè)置有送 入少量富氧空氣，緩慢進入粗銅，提高其氧勢，控制粗銅含硫量達標(biāo)的富氧空氣加入裝置； 吹煉爐自下而上形成粗銅、銅锍、吹煉渣三相共存的通過兩個支撐托輥的高差配置；粗銅層 厚度被設(shè)置成使進料端的氧氣大部能直接進入銅锍層進行吹煉反應(yīng)的靠近加料端的粗銅層厚 度為0-50ram，靠近排料端粗銅層為300-400mm，上述靠近排料端的粗銅層為300-400mm是指 此段不再送氧攪動，使?fàn)t渣和銅锍層夾雜的粗銅有一定的沉淀時間從爐渣和銅锍中分離，并 進入粗銅層，達到降低渣含銅的目的，并使靠近排料端的粗銅層的厚度，能通過虹吸口順利 排放到陽極爐。如以上所述的用于底吹連續(xù)煉銅的底吹吹煉爐，其特征在于爐體下部靠近加料端，每間隔1. lm—1. 3m均布3—5支與垂線成0-16度角的送氧氣的噴槍，底吹吹煉爐被設(shè)置成使底 吹吹煉爐有卜3%的傾斜度；采用降低廠房總高度的底吹噴槍。 對以上工藝和裝置的幾點說明1、調(diào)節(jié)氧料比，生產(chǎn)高品位銅锍。銅锍品位控制在68-70%，以減少后續(xù)銅锍吹煉作業(yè) 的負荷量，同時產(chǎn)出<70%的銅锍，熔煉渣含銅處于較低水準(zhǔn)，可獲得較高的熔煉直收率；2、 熔煉采用高鐵渣型通過熔劑配入量，熔煉渣的Fe0/Si02的重量比控制在2.0-2.2 之間，高于三菱法的1.4-1.6的水平，也高于閃速爐的1.6-1.8 (用于渣選礦的渣型)。之所 以能采用高的鐵硅比造渣，是由于底吹熔煉的反應(yīng)機理是氧氣直接作用于銅锍，銅锍作為氧 的載體，生成氧化亞銅與精礦中的硫化鐵反應(yīng)生成FeO，造渣反應(yīng)的氧勢低，不易生成Fe必， 因而爐渣可以采用更高的鐵硅比。反之，三菱法或閃速熔煉法，其反應(yīng)機理是氧氣直接作用 于精礦，硫化鐵直接與氧氣反應(yīng)，氧勢較高，生成Fe304的趨勢大，比例高，爐渣發(fā)粘，Cu20 在渣中的夾雜量增加，不利于渣銅分離。尤其是三菱法，過高的鐵硅比，渣中FeA增加，除 渣中含銅量升高外，還有產(chǎn)生泡沫渣的危險。由于氧氣底吹熔煉爐渣Fe必含量低，可以采用高的鐵硅比造渣，因此，熔煉加入的石英 熔劑量相對較少，熔煉物料量減少，渣率低，渣選礦的物料量少，能耗也相應(yīng)下降，隨渣損 失的銅量也相應(yīng)減少。3、 熔煉爐渣選礦底吹爐產(chǎn)出的熔煉渣，通過渣包或渣坑，經(jīng)緩冷后送選礦處理，選礦過程包括將渣破碎、 磨細后，浮選選出渣銅精礦、再遴選選出鐵精礦和尾礦。銅熔煉爐渣選礦，國內(nèi)外有成熟技 術(shù)。底吹爐渣與諾蘭達熔煉渣類似。大冶處理諾蘭達熔煉渣，可選出渣銅精礦、鐵精礦，產(chǎn) 出的尾礦可供水泥配料或制磚，實現(xiàn)了冶煉廠無廢渣。尾礦含銅〈0.35%，較電爐貧化工藝， 可提高銅的總回收率0.6-0.7%。電爐貧化棄渣含銅較好指標(biāo)為0. 6-0. 7%，我國銅資源奇缺， 原礦含銅0.42%左右的資源仍在開采。該技術(shù)爐渣采用選礦工藝回收殘留銅，銅回收率高， 資源得以充分利用，是符合國情的。更何況，采用選礦方法處理每噸渣的單位基建投資和運 營成本，與電爐貧化基本持平，因此，從經(jīng)濟角度看，渣選礦也更為有利。4、銅锍吹煉產(chǎn)自底吹熔煉爐的液態(tài)高溫銅锍，經(jīng)溜槽連續(xù)注入氧氣底吹吹煉爐，從吹煉爐底部連續(xù) 送入富氧空氣對高品位銅锍進行連續(xù)吹煉。與此同時，通過料倉、計量皮帶給料機，按計算 要求量從爐頂開口連續(xù)加入熔劑石灰或石灰石造渣。(也可爐頂不開口，將熔劑石灰或石灰石 磨成粉狀，通過料倉、計量皮帶給料機從氧槍與氧氣一起送入爐內(nèi)造渣。)在爐子一端較上部 開孔，排放熔煉渣，較下部開孔，設(shè)置虹吸裝置排放粗銅，見圖2。實現(xiàn)連續(xù)加入銅锍、連續(xù)吹煉、連續(xù)加入熔劑、連續(xù)造渣、排渣，并連續(xù)放出粗銅，實現(xiàn)吹煉過程連續(xù)化，這是本 專利的核心技術(shù)之所在；其特點有1) 采用底吹爐吹煉。在粗銅、銅锍、爐渣三相共存情況下連續(xù)吹煉，氧通過粗銅傳遞， 因此，粗銅的氧勢最高，可確保獲得比其他連續(xù)吹煉含硫量更低的粗銅，并有利于As、 Sb、 Bi等V族元素的脫除，提高粗銅質(zhì)量。同時底吹吹煉可降低Fe304的生成量，防止Fe必沉淀 和泡沫渣的生成，爐渣中Fe304含量低，渣的粘度就低，可降低吹煉渣中Cii20的夾雜量，使渣 含銅低于閃速吹煉和三菱法吹煉的渣含銅量，可降至Cu〈10%;2) 采用高品位銅锍(Cu 68-70%)吹煉，吹煉負荷小，吹煉渣量相對較少。通過調(diào)節(jié)氧 槍供氧的氧氮比和供氧壓力(氧氮體積比調(diào)節(jié)范圍為5: 5至8: 2，供氧供氮壓力調(diào)節(jié)范圍 為0.4—0.8MPa)來控制吹煉的反應(yīng)速度，從而可控制吹煉溫度在1220-1250°C;3) 根據(jù)精礦成分確定吹煉渣型 一般情況下銅精礦脈石含鐵高，含鈣、鎂等堿性元素少， 熔煉時需添加熔劑氧化鈣。本專利一般情況下均采用鐵鈣渣型，吹煉渣水碎后返熔煉爐，替 代熔煉所需添加的石灰石熔劑。當(dāng)特殊情況下處理含鈣量高的銅精礦(熔煉時不需要添加石 灰石熔劑)時，本專利亦可在吹煉爐加石英石造硅鐵渣，經(jīng)緩冷后送渣選礦車間處理；4) 底吹吹煉爐，根據(jù)爐子大小，在配制上保持1-3%的傾斜度，使之銅锍入口端的粗銅 層較薄，從噴槍送入的富氧空氣可直接送入銅锍層，進行吹煉反應(yīng)，防止產(chǎn)生過量的Cu20。 粗銅放出口一端又可保持較厚的粗銅層，為防止與銅锍逆向平衡反應(yīng)而提高粗銅的硫含量， 在該端設(shè)置部分爐底透氣磚，送入少量富氧空氣，緩慢進入粗銅，提高其氧勢，控制粗銅含 硫量達標(biāo)，避免了三菱法和閃速連續(xù)吹煉法在陽極爐中需要再脫硫，造成陽極爐煙氣需要特 殊處理以解決環(huán)保問題；5) 底吹爐連續(xù)吹煉，爐溫穩(wěn)定，克服了轉(zhuǎn)爐周期作業(yè)溫度波動過大的缺點，有利于大幅 度提高吹煉爐的壽命，降低耐火材料消耗和維修工作量，從而降低煉銅成本。連續(xù)吹煉，煙 氣量和煙氣成分(S02含量)穩(wěn)定均衡，爐體不用經(jīng)常轉(zhuǎn)動，從而漏風(fēng)率大幅下降，克服了轉(zhuǎn) 爐周期作業(yè)煙氣量和煙氣成分波動大的缺點，有利于制酸，降低酸廠投資；6) 熔煉爐至吹煉爐設(shè)置銅锍溜槽，銅锍直接從熔煉爐通過溜槽流入吹煉爐。在聯(lián)接溜槽 上設(shè)置保溫?zé)旒訜岜?，防止銅锍在溜槽中凍結(jié)。在溜槽一端設(shè)置通風(fēng)煙罩，排除保溫?zé)?嘴和溜槽中銅锍逸散的煙氣，煙氣經(jīng)脫硫處理后排空?？朔宿D(zhuǎn)爐周期作業(yè)時，用吊包在車 間內(nèi)倒運銅锍，銅锍中S02大量無組織逸散，造成嚴(yán)重的S02低空污染，惡化車間操作環(huán)境。 采用底吹爐連續(xù)吹煉銅锍，全系統(tǒng)硫的捕集率〉99. 6%，可確保全廠清潔生產(chǎn)。5、車間配置熔煉采用自高至低的流水線布置法，避免高溫熔體在車間內(nèi)倒運，這有利于連續(xù)生產(chǎn)，有利于過程自動化控制和提高勞動生產(chǎn)率?；旌狭辖?jīng)圓盤制粒后，用加料皮帶送至底吹熔煉爐，銅锍經(jīng)溜槽自流至底吹吹煉爐、粗 銅由吹煉爐經(jīng)溜槽自流至陽極爐，陽極銅經(jīng)溜槽自流澆鑄成陽極，完成粗銅冶煉全過程液態(tài) 熔體全部自流的配置布局，其主體工藝裝置布置示意圖如圖2。由于采用底吹噴槍而不是頂吹噴槍，另外沒有沉降電爐，沒有很高的電爐電極，因此大大降低了廠房高度，比三菱法的廠房高度要低io米左右。本發(fā)明的一種采用氧氣底吹爐連續(xù)煉銅的工藝及其裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下特點或 有益效果(1) 底吹熔煉能采用高鐵硅比渣型，同等規(guī)模的工廠熔煉物料量及渣量相對較少；(2) 爐渣采用選礦處理，銅總收率高，爐渣全部綜合利用，實現(xiàn)無廢渣冶煉；(3) 采用底吹連續(xù)吹煉，粗銅質(zhì)量高、含硫低，陽極爐煙氣不用脫硫；(4) 采用自流配置，避免了銅锍倒運，車間布局緊湊，能實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。 上述特點或效果保證了本發(fā)明具有工廠建設(shè)投資省、金屬回收率高、產(chǎn)品成本低、資源綜合利用水平高，綜合能耗低、作業(yè)環(huán)境優(yōu)良等優(yōu)點，為世界最先進的煉銅工藝。


圖1是采用氧氣底吹爐連續(xù)煉銅的工藝流程示意圖或底吹連續(xù)煉銅新工藝原理流程示意圖；圖2是本發(fā)明的主體工藝裝置的布置示意圖或氧氣底吹連續(xù)煉銅工藝主體設(shè)備布局示意圖。圖2中 卜底吹熔煉爐；2- 底吹吹煉爐；3- 陽極爐；4- 陽極板澆鑄機；5- 排渣口；6- 原料加入口；7- 渣；8- 銅锍；9- 排煙口；10- 余熱鍋爐；11- 銅锍出口；12- 溜槽；13- 熔劑加入口；14- 粗銅；15- 排渣口；16- 氧氣噴嘴；17- 圓盤制粒機；18- 皮帶給料機。
具體實施方式
實施例1一種采用氧氣底吹連續(xù)煉銅的工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟(1) 硫化銅精礦與熔劑、返回的包括煙塵、渣銅精礦、吹煉爐渣等中間銅物料，經(jīng)圓盤 制粒機混合制粒后，由皮帶給料機送至底吹熔煉爐上部的爐子加料口加入爐內(nèi)，氧氣通過設(shè) 在爐底與垂線成0°角的氧氣噴槍送入爐內(nèi)進行熔煉反應(yīng)，混合好的入爐粒料經(jīng)熔煉生成銅 锍和熔煉渣，熔煉溫度為1080。C;(2) 底吹熔煉爐生成的銅锍，通過設(shè)在底吹熔煉爐一端的虹吸放出口放至與底吹熔煉爐相連接的溜槽；銅锍經(jīng)溜槽送至設(shè)在底吹吹煉爐端部中心部位的加料口加入爐內(nèi)，通過設(shè)在 底吹吹煉爐底與垂線成0度角的氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉、將銅锍連續(xù)吹煉成粗銅和吹煉 爐渣，吹煉溫度為122(TC;在送氧吹煉的同時，從設(shè)在底吹吹煉爐上部的開孔按造渣要求量 連續(xù)定量的加入石灰石，造鐵鈣渣；鐵鈣渣通過溢流放渣口放出并返回上述底吹熔煉爐；(3) 上述底吹吹煉爐生產(chǎn)的粗銅，通過虹吸放出口連續(xù)放出；粗銅經(jīng)過溜槽，送至陽極 爐，在陽極爐內(nèi)按常規(guī)作業(yè)，先氧化、后還原精煉后，合格陽極銅通過溜槽送至陽極澆鑄機， 鑄造成銅陽極板；(4) 上述底吹熔煉爐產(chǎn)出的爐渣，通過與底吹熔煉爐聯(lián)結(jié)的渣溜槽，溢流連續(xù)放入渣包， 通過渣包將熔煉渣倒入渣坑進行緩冷；緩冷后的熔煉渣，送選礦工序處理，選礦產(chǎn)出的渣銅 精礦返回上述底吹熔煉爐；(5) 底吹熔煉爐、底吹吹煉爐產(chǎn)出的溫度在95(TC或105(TC的高溫?zé)煔猓ㄟ^各自設(shè)在 其排料端的上部排煙口，進入設(shè)有弧形罩的余熱鍋爐，在余熱鍋爐中通過生產(chǎn)4MPa的飽和蒸 汽，回收其余熱，煙氣溫度降至40(TC以下，再進入電除塵器除塵凈化后送制酸廠生產(chǎn)硫酸;(6) 底吹熔煉爐和底吹吹煉爐的余熱鍋爐及電收塵器收集的煙塵，通過埋料刮板運輸機、斗式提升機送至底吹熔煉爐頂中間料倉，經(jīng)加濕后，送圓盤制粒機混合制粒后返回底吹爐熔 煉；所有煙塵被設(shè)置在或被密閉在沒有揚塵，保證車間優(yōu)良環(huán)境條件的密閉輸送系統(tǒng)中進行 處理。 實施例2除了氧氣通過設(shè)在爐底與垂線成16°角的氧氣噴槍送入爐內(nèi)進行熔煉反應(yīng)，通過設(shè)在底 吹吹煉爐底與垂線成16度角的氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉混合好的入爐粒料經(jīng)熔煉生成銅 锍和熔煉渣，熔煉溫度為110(TC，吹煉溫度為125(TC，底吹熔煉爐、底吹吹煉爐產(chǎn)出的溫度 在IOO(TC和IIO(TC的高溫?zé)煔馔?，其余與實施例1所述的相同。 實施例3一種采用氧氣底吹連續(xù)煉銅的工藝，其特征在于銅锍吹煉是指產(chǎn)自底吹熔煉爐的液態(tài)高溫銅锍，經(jīng)溜槽連續(xù)注入氧氣底吹吹煉爐，從 吹煉爐底部連續(xù)送入富氧空氣對高品位銅锍進行連續(xù)吹煉；同時，爐頂不開口，通過料倉、計量皮帶給料機，按計算要求量將熔劑石灰粉，通過料倉、計量皮帶給料機從氧槍與氧氣一起送入爐內(nèi)造渣；在爐子一端較上部開孔，排放熔煉渣， 較下部開孔，設(shè)置虹吸裝置排放粗銅，實現(xiàn)連續(xù)加入銅锍、連續(xù)吹煉、連續(xù)加入熔劑、連續(xù) 造渣、連續(xù)排渣，并連續(xù)放出粗銅，實現(xiàn)吹煉過程連續(xù)化的工藝；采用含銅高達68%銅锍吹煉，底吹吹煉采用氧氣吹煉，吹煉負荷小，吹煉渣量較少，底 吹吹煉采用氧氣吹煉，吹煉溫度是通過調(diào)節(jié)氧氣濃度和單位時間的供氧量或吹煉速度來達到 合理的吹煉溫度；調(diào)節(jié)氧氮體積比使供氣的氧氮體積比為5: 5，供氣量與氧壓有關(guān)，氧氣與 氮氣壓力的調(diào)節(jié)范圍為0. 4MPa至0. 8MPa，來控制吹煉的反應(yīng)速度，上述合理的吹煉溫度是 指控制或調(diào)節(jié)吹煉溫度在1220°C。 實施例4一種采用氧氣底吹連續(xù)煉銅的工藝，其特征在于.-銅锍吹煉是指產(chǎn)自底吹熔煉爐的液態(tài)高溫銅锍，經(jīng)溜槽連續(xù)注入氧氣底吹吹煉爐，從 吹煉爐底部連續(xù)送入富氧空氣對高品位銅锍進行連續(xù)吹煉；同時，通過料倉、計量皮帶給料機，按計算要求量從爐頂開口連續(xù)加入熔劑石灰石造渣; 在爐子一端較上部開孔，排放熔煉渣，較下部開孔，設(shè)置虹吸裝置排放粗銅，實現(xiàn)連續(xù)加入 銅锍、連續(xù)吹煉、連續(xù)加入熔劑、連續(xù)造渣、連續(xù)排渣，并連續(xù)放出粗銅，實現(xiàn)吹煉過程連 續(xù)化的工藝；采用含銅高達70%銅锍吹煉，底吹吹煉采用氧氣吹煉，吹煉負荷小，吹煉渣量較少，底吹吹煉采用氧氣吹煉，吹煉溫度是通過調(diào)節(jié)氧氣濃度和單位時間的供氧量或吹煉速度來達到合理的吹煉溫度；調(diào)節(jié)氧氮體積比使供氣的氧氮體積比為8: 2，供氣量與氧壓有關(guān)，氧氣壓 力的調(diào)節(jié)范圍為0.4MPa至0.8MPa，來控制吹煉的反應(yīng)速度，上述合理的吹煉溫度是指控制 或調(diào)節(jié)吹煉溫度在1250°C。 實施例5一種采用氧氣底吹連續(xù)煉銅的工藝，其特征在于-根據(jù)精礦成分確定吹煉渣型和是否添加熔劑銅精礦脈石含鐵高，含鈣、鎂等堿性元素 少，熔煉時要添加熔劑氧化鈣；采用鐵鈣渣型，吹煉渣水碎后返熔煉爐，替代熔煉所需添加 的石灰石熔劑；處理含鈣量高的銅精礦熔煉時不需要添加石灰石熔劑，可在吹煉爐加石英 石造硅鐵渣，經(jīng)緩冷后送渣選礦車間處理；氧氣底吹熔煉爐渣FeA含量低，可采用高的鐵硅 比造渣，上述底吹爐熔煉采用高鐵渣型是指通過熔劑配入量，熔煉渣的Fe0/Si02的重量比 控制在2.0，所述的熔劑還可以是石英，熔煉加入的石英熔劑量較少，熔煉物料量減少，渣 率低，渣選礦的物料量少，能耗相應(yīng)下降，隨渣損失的銅量也相應(yīng)減少，熔煉爐至吹煉爐、 吹煉爐至陽極爐之間均設(shè)置溜槽，溜槽上部設(shè)有使用燃燒柴油或天然氣對溜槽加熱保溫，防 止銅锍或粗銅凍結(jié)在溜槽中的保溫?zé)?，在溜槽上方設(shè)置環(huán)保通風(fēng)罩，該環(huán)保通風(fēng)罩是將溜 槽中銅锍逸散的S02和保溫?zé)飚a(chǎn)生的燃燒廢氣排至脫硫裝置進行脫硫處理后排空，并確保車 間內(nèi)優(yōu)良的操作環(huán)境，保證全系統(tǒng)硫的捕集率〉99. 6%和實現(xiàn)全廠清潔生產(chǎn)的環(huán)保通風(fēng)罩。 實施例6一種采用氧氣底吹連續(xù)煉銅的工藝，其特征在于除了熔煉渣的Fe0/Si02的重量比控制在2. 2外，其余與實施例5所述的相同。 實施例7一種采用氧氣底吹連續(xù)煉銅的工藝，其特征在于上述車間配置，采用從熔煉至吹煉至陽極爐精煉至陽極銅板鑄造，自高至低的流水作業(yè)法配置的工藝混合料經(jīng)圓盤制粒后，用加料皮帶送至底吹熔煉爐，銅锍經(jīng)溜槽自流至底吹吹煉爐、粗銅由吹煉爐經(jīng)溜槽自流至陽極爐，陽極銅經(jīng)溜槽自流澆鑄成陽極，完成粗銅冶煉全 過程液態(tài)熔體全部自流的配置布局，采用對高溫液態(tài)中間物料進行自運的，大幅度提高勞動生產(chǎn)率的，減少包子殼的返回物料，降低能耗，克服高溫液態(tài)物料倒運時，無法克服的S02 自由逸散的工藝；并采用使熔煉、吹煉、精煉、鑄塊四道工序緊密連在一起，連續(xù)完成，配 置緊湊，降低大量的建設(shè)投資的工藝。實施例8一種采用氧氣底吹連續(xù)煉銅的工藝，其特征在于吹煉采用鐵鈣渣型，上述鐵鈣渣型是流動性較好的，夾雜的銅和氧化銅易于澄清分離的，可降低渣含量的，對鉻鎂磚堿性爐襯的化學(xué)腐蝕程度較低的，有利于延長爐襯壽命，提高作 業(yè)率的鐵鈣渣型；鐵鈣渣返回熔煉爐，調(diào)節(jié)熔煉渣型，補充熔煉渣中所需的鈣量；補充鈣量 時鐵鈣渣成分被控制在Fe/Ca0的重量比4.5。 實施例9一種采用氧氣底吹連續(xù)煉銅的工藝，其特征在于除了補充鈣量時鐵鈣渣成分被控制在Fe/CaO的重量比=2. 6夕卜，其余與實施例8所述 的相同。 實施例10一種采用氧氣底吹連續(xù)煉銅的工藝，其特征在于該工藝采用底吹爐吹煉，底吹吹煉是在粗銅、銅锍、爐渣三相共存的情況下連續(xù)吹煉氧氣先進入氧勢最高的粗銅層，夾雜在粗銅中的V族元素S、 As、 Sb、 Bi先被氧化除去， 獲得質(zhì)量較高的粗銅；接著，氧氣通過粗銅作為載體，以"20、 CuO形態(tài)與銅锍中Oi2S、 CuS 反應(yīng)生成Cu和SO"部分與銅锍中的FeS反應(yīng)生成FeO、 S02和Cu，因此，該工藝中生成并進 入爐渣中的Fe必含量較少，渣的粘度較低，可降低吹煉渣中Cu20的夾雜量；而且渣中較少量 的FeA也部分地被銅锍中的CuS還原生成FeO，渣中銅含量<10%。 實施例11一種用于底吹連續(xù)煉銅的底吹吹煉爐，其特征在于該底吹吹煉爐的爐子結(jié)構(gòu)為加料端 直徑和排料端直徑相同的筒體組合的臥式轉(zhuǎn)爐；外殼為鋼板，內(nèi)襯耐火材料，筒體由兩個托 輥支承置于土建基礎(chǔ)上，其中一個托輥一端配有電機，齒輪傳動，爐體被設(shè)置成沿軸心來回 轉(zhuǎn)動；爐體下部靠近加料端，均布送氧氣的噴槍；加料端爐體上部設(shè)有用于加入熔劑造渣的 開口，端部中心設(shè)有用于加入液態(tài)銅锍的開口，排料端爐體上部設(shè)有用于排出煙氣的開口， 端部中心設(shè)有用于連續(xù)排渣的吹煉渣溢流口，渣口下部設(shè)有用于連續(xù)排放粗銅的虹吸口；底 吹吹煉爐被設(shè)置成使底吹吹煉爐有傾斜度，大而長的爐子傾角較小，小而短的爐子傾角較大 的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使銅锍入口端的粗銅層較薄，從噴槍送入的富氧空氣可直接送入銅锍層，進 行吹煉反應(yīng)，防止產(chǎn)生過量的0120;粗銅放出口一端具有較厚的粗銅層；在該端設(shè)置為防 止與銅锍逆向平衡反應(yīng)而提高粗銅的硫含量的部分爐底透氣磚；該底吹吹煉爐還設(shè)置有送 入少量富氧空氣，緩慢進入粗銅，提高其氧勢，控制粗銅含硫量達標(biāo)的富氧空氣加入裝置； 吹煉爐自下而上形成粗銅、銅锍、吹煉渣三相共存的通過兩個支撐托輥的高差配置；粗銅層 厚度被設(shè)置成使進料端的氧氣大部能直接進入銅锍層進行吹煉反應(yīng)的靠近加料端的粗銅層厚 度為10mm，靠近排料端粗銅層為300mm，上述靠近排料端的粗銅層為300,是指此處不再 大量送氧攪拌，使?fàn)t渣和銅锍層夾雜的粗銅有一定的沉淀時間從爐渣和銅锍中分離，并進入粗銅層，達到降低渣含銅的目的，靠近排料端的粗銅層的厚度較大，有利于虹吸口順利排放粗銅。實施例12一種用于底吹連續(xù)煉銅的底吹吹煉爐，其特征在于除了粗銅層厚度被設(shè)置成使進料端的氧氣大部能直接進入銅锍層進行吹煉反應(yīng)的靠近加 料端的粗銅層厚度為50mm，靠近排料端粗銅層為400mm，上述靠近排料端的粗銅層為400mm 是指使?fàn)t渣和銅锍層夾雜的粗銅有一定的沉淀時間從爐渣和銅锍中分離，并進入粗銅層， 達到降低渣含銅的目的，靠近排料端的粗銅層的厚度可增大吹煉過程熱容量，更好地保證過 程的熱穩(wěn)定性外，其余與實施例11所述的相同。 實施例13一種用于底吹連續(xù)煉銅的底吹吹煉爐，其特征在于除了爐體下部靠近加料端，每間隔l.lm均布3支與垂線成0度角的送氧氣的噴槍，底吹 吹煉爐被設(shè)置成使底吹吹煉爐有3%的傾斜度；采用降低廠房總高度的底吹噴槍外，其余與實 施例ll所述的相同。 實施例14一種用于底吹連續(xù)煉銅的底吹吹煉爐，其特征在于除了爐體下部靠近加料端，每間隔1.3m均布5支與垂線成0度角的送氧氣的噴槍，底吹 吹煉爐被設(shè)置成使底吹吹煉爐有1%的傾斜度；采用降低廠房總高度的底吹噴槍外，其余與實 施例ll所述的相同。以上實施例和說明只是對本發(fā)明作較為詳細的描述，不是用來限定本發(fā)明的保護范圍的， 在不脫離本發(fā)明的精神和構(gòu)思的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以進行各種改進或變化，仍 然屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.氧氣底吹連續(xù)煉銅裝置，其特征在于包括氧氣底吹熔煉爐、氧氣底吹吹煉爐、陽極爐和陽極板澆鑄機，所述氧氣底吹熔煉爐與氧氣底吹吹煉爐之間用第一溜槽連接，使得氧氣底吹熔煉爐熔煉出的液態(tài)銅锍能夠經(jīng)第一溜槽連續(xù)注入氧氣底吹吹煉爐，由氧氣底吹吹煉爐連續(xù)吹煉出粗銅；所述氧氣底吹吹煉爐與陽極爐之間用第二溜槽連接，使得粗銅能夠經(jīng)第二溜槽流入陽極爐，由陽極爐精煉出陽極銅；所述陽極爐與陽極板澆鑄機之間用第三溜槽連接，使得陽極銅能夠經(jīng)第三溜槽流入陽極板澆鑄機，由陽極板澆鑄機鑄造出銅陽極板。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣底吹連續(xù)煉銅裝置，其特征在于還包括圓盤制粒機和皮 帶給料機，所述圓盤制粒機將含銅的礦物料制成粒料，由皮帶給料機將粒料送入氧氣底吹熔 煉爐的加料口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣底吹連續(xù)煉銅裝置，其特征在于在第一溜槽上設(shè)置有用 于加熱保溫的保溫?zé)欤乐广~锍在溜槽中凍結(jié)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣底吹連續(xù)煉銅裝置，其特征在于在第一溜槽上設(shè)置有通 風(fēng)煙罩。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣底吹連續(xù)煉銅裝置，其特征在于所述氧氣底吹熔煉爐的 上部排煙口通過余熱鍋爐連接電除塵器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣底吹連續(xù)煉銅裝置，其特征在于所述氧氣底吹吹煉爐的 上部排煙口通過余熱鍋爐連接電除塵器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣底吹連續(xù)煉銅裝置，其特征在于所述氧氣底吹吹煉爐設(shè) 有用于吹煉渣連續(xù)溢流排放的排渣口 ，排渣口下部設(shè)有用于連續(xù)排放粗銅的虹吸口 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氧氣底吹連續(xù)煉銅裝置，其特征在于在所述氧氣底吹熔煉爐 的底部，氧氣噴嘴的吹氧方向與底面的垂線成0-16度角。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣底吹連續(xù)煉銅裝置，其特征在于在所述氧氣底吹吹煉爐 的底部，氧氣噴嘴的吹氧方向與底面的垂線成0-16度角。
10. 根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧氣底吹連續(xù)煉銅裝置，其特征在于所述氧氣底吹熔煉爐的 底部和所述氧氣底吹吹煉爐的底部，均設(shè)置有多支送氧氣的底吹噴槍。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于連續(xù)煉銅的工藝的氧氣底吹連續(xù)煉銅裝置，其特征在于包括氧氣底吹熔煉爐、氧氣底吹吹煉爐、陽極爐和陽極板澆鑄機，所述氧氣底吹熔煉爐與氧氣底吹吹煉爐之間用第一溜槽連接，使得氧氣底吹熔煉爐熔煉出的液態(tài)銅锍能夠經(jīng)第一溜槽連續(xù)注入氧氣底吹吹煉爐，由氧氣底吹吹煉爐連續(xù)吹煉出粗銅；所述氧氣底吹吹煉爐與陽極爐之間用第二溜槽連接，使得粗銅能夠經(jīng)第二溜槽流入陽極爐，由陽極爐精煉出陽極銅；所述陽極爐與陽極板澆鑄機之間用第三溜槽連接，使得陽極銅能夠經(jīng)第三溜槽流入陽極板澆鑄機，由陽極板澆鑄機鑄造出銅陽極板。
文檔編號C22B15/00GK101328543SQ200810132780
公開日2008年12月24日 申請日期2006年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月19日
發(fā)明者史學(xué)謙, 尉克儉, 張振民, 林曉芳, 蔣繼穆 申請人:中國恩菲工程技術(shù)有限公司