銅冶煉三種方法【精選文檔】

1、銅冶煉三種方法【精選文檔】目前,中國(guó)已引進(jìn)世界上最先進(jìn)的煉銅新工藝有：閃速爐熔煉、艾薩熔煉、奧斯麥特熔煉、諾蘭達(dá)熔煉等。國(guó)內(nèi)自主創(chuàng)新的有白銀法熔煉、金川合成爐熔煉、東營(yíng)方圓的氧氣底吹熔煉.后3種都是中國(guó)人自己研制的，都具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。這7種也算世界上較先進(jìn)的煉銅法。通過多年的實(shí)踐，國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)尚存不足之處，分述如下: （ _8 X- H6 S( t& v 1、雙閃速爐熔煉法： 投資大,專利費(fèi)昂貴，熔劑和原料先進(jìn)行磨細(xì)再進(jìn)行深度干燥，需額外消耗能源這不盡合理。熔爐產(chǎn)出的銅硫需要水碎再干燥再細(xì)磨,工序繁雜。每道工序均難以保證100回收率，會(huì)產(chǎn)生部分機(jī)械損失;熱態(tài)高溫銅锍水碎物理熱幾乎全部損失，

2、水碎后再干燥，再加上爐內(nèi)大量水套由冷卻水帶走熱量,熱能利用也不盡合理.銅锍水碎需要大量的水沖,增加動(dòng)力消耗。破碎、干燥要增加人力和動(dòng)力的消耗。這些都是多年來該工藝沒有得到大量推廣的重要原因. 2、艾薩法和澳斯麥特法均屬于頂吹冶煉系列: 頂吹都要建立高層廠房，噪音大、高氧濃度低煙氣量大、頂吹的氧槍12米長(zhǎng)，3天至一周要更換一次,不銹鋼消耗量大、投資大、操作不方便。都用電爐做貧化爐,渣含銅一般大于0.6不合國(guó)情。 3、三菱法的不足& U h2 D8 Q3 r！ G” a% 4個(gè)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(duì)較高,爐渣采用電

3、爐貧化，棄渣含銅量達(dá)0.6%0.7%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我國(guó)多數(shù)大型銅礦開采的礦石平均品位，資源沒有得到充分的利用。 4、諾蘭達(dá)和特尼恩特連續(xù)吹煉法,尚在工業(yè)試驗(yàn)階段。 諾蘭達(dá)是側(cè)吹、要人工打風(fēng)眼、勞動(dòng)強(qiáng)度很大、風(fēng)眼漏風(fēng)率達(dá)10%15。有很大噪音、操作條件不好、冶煉環(huán)境不理想.如果掌握不好容易引起泡沫渣噴爐事故.( A（ P2 5 V _! g； vV ？7 E 綜上所述,讓我們來尋求新的冶煉工藝，在不斷的探索中發(fā)現(xiàn)新途徑. 氧氣底吹爐煉鉛、煉銅最早是湖南水口山和中國(guó)有色工程設(shè)計(jì)研究總院共同研發(fā)在水口山進(jìn)行過半工業(yè)試驗(yàn)。首先用于煉鉛,產(chǎn)業(yè)化取得成功，繼這之后,中國(guó)有色工程設(shè)計(jì)研究總院原副院長(zhǎng)、總工程師、

4、全國(guó)設(shè)計(jì)大師蔣繼穆,用在煉銅上,曾找過多家合作,可是誰都不想吃第一只螃蟹。時(shí)隔多年，在中國(guó)和國(guó)際銅市場(chǎng)最好的時(shí)候,山東東營(yíng)方圓銅業(yè)集團(tuán)董事長(zhǎng)崔志祥找到蔣繼穆,提出要搞20萬噸銅、金冶煉，分兩期實(shí)施.經(jīng)過多方研討和論證，崔志祥和蔣大師達(dá)成協(xié)議，共同開發(fā)“氧氣底吹造锍捕金”熔池熔煉新工藝,產(chǎn)業(yè)化示范工程。 蔣大師從這項(xiàng)工程設(shè)計(jì)開始到投產(chǎn)，曾多次到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行細(xì)致的調(diào)研，落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，對(duì)設(shè)計(jì)中的每一個(gè)參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)都一一推敲，對(duì)“氧氣底吹這項(xiàng)新技術(shù)”，他嘔心歷血，夜以繼日地工作，在嚴(yán)細(xì)上下功夫,不說大話，不說虛話,尊重事實(shí).從點(diǎn)火烤爐，到投料試車，真是令人捏把汗。氧氣底吹爐投料試車一次成功,說明了

5、從設(shè)計(jì)、施工到投產(chǎn)、所有工程技術(shù)人員和工廠員工尊重科學(xué),尊重實(shí)踐，是百戰(zhàn)百勝的基礎(chǔ),是發(fā)展的源動(dòng)力. 在氧氣底吹爐開車時(shí),全流程暢通，蔣大師高興地說:“這是創(chuàng)新第一步,還有很多問題需要逐步去解決,任重而道遠(yuǎn)?！?目前采用的較為先進(jìn)的熔煉工藝是可行的，沒有煙氣外逸。就銅的轉(zhuǎn)爐吹煉而言,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(jìn)行倒運(yùn)，造成二氧化硫煙氣低空逸散，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現(xiàn)象，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(guó)都在力圖解決這一大問題.我們要想法從源頭上來解決,從取消轉(zhuǎn)爐

6、上下功夫,需在吹煉爐上做文章. j# 。 S) M2 N， V； U8 k! 目前國(guó)外有兩種用于工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)吹煉工藝，解決了銅銃在車間內(nèi)倒運(yùn)等問題。硫的捕集率大于99。8,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,采用頂吹爐熔煉，電爐沉降銅锍并對(duì)渣進(jìn)行貧化，再用頂吹爐連續(xù)將銅锍吹煉至粗銅.3個(gè)爐子用兩個(gè)溜槽連接,實(shí)現(xiàn)了連續(xù)煉銅。世界上已有5家這樣的工廠在進(jìn)行生產(chǎn),是一種投資較少、成本較低的連續(xù)煉銅工藝。/ ！ L: b, R- W3 x 另一種是美國(guó)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。 上述兩種連續(xù)煉銅工

7、藝,雖然解決了吹煉作業(yè)的環(huán)保問題,但還都有不足之外,需要進(jìn)一步改進(jìn)提高。+ e) M% s! q | v 三菱法由4個(gè)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(duì)較高,另外三菱法的爐渣采用電爐貧化,棄渣含銅量達(dá)0。6%0。8%，遠(yuǎn)高于我國(guó)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., E K% r1 s9 l2 P： r; B 閃速連續(xù)吹煉,其缺點(diǎn)是銅锍需要先水碎，再干燥、磨細(xì)后，才能進(jìn)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(jī)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)銅锍的

8、干燥和吹煉過程需要外供熱源,熱能利用不盡合理.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(dòng)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(dá)和特尼恩特連續(xù)吹煉法，尚處于工業(yè)試驗(yàn)階段。 A5 e5 N6 f3 1 b) q 通過搞氧氣底吹爐的試驗(yàn),找到一種有效方法,解決目前銅冶煉PS轉(zhuǎn)爐吹煉的低空二氧化硫污染問題,同時(shí)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(jìn)、流程更短、投資更省、成本更低、回收率更高、綜合利用更好的新的煉銅工藝，是我們面臨的重任. 蔣繼穆發(fā)明的“氧氣底吹連續(xù)煉銅”法的精髓在于借鑒三菱法的自流配置，利用氧氣底吹的冶

9、煉機(jī)理與優(yōu)越性，將熔煉、吹煉、火法精煉三過程，用3個(gè)不同的底吹爐連成一體，克服了轉(zhuǎn)爐吹煉的缺點(diǎn)。這樣就可徹底解決世界上目前仍有90采用轉(zhuǎn)爐吹煉銅锍需在車間吊運(yùn)的問題.在車間內(nèi)有效根冶了二氧化硫的逸散，和操作中的污染，車間內(nèi)的低空煙害得以消除。這不僅節(jié)省為轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)用的吊車，也取消了多臺(tái)轉(zhuǎn)爐占用的大面積廠房,建設(shè)投資，同等條件下省去1/3費(fèi)用.4 n1 ! m” x） p- _1 r7 H/ O x 其特征在于，利用氧氣底吹爐熔煉高品位銅锍,高品位銅锍再用底吹爐或我國(guó)開發(fā)的連續(xù)吹煉爐吹成粗銅。熔煉過程造高鐵渣,爐渣經(jīng)選礦選出銅精礦返回熔煉,選出鐵精礦出售,渣尾礦出售.吹煉過程造鈣渣，返回熔煉,煙氣

10、經(jīng)凈化后送去生產(chǎn)硫酸。2 5 u） f* B$ R l7 W 這種粗銅冶煉方法,包括以下步驟: 1、將硫化銅精礦、其他含銅物料和熔劑配料制粒后，加入氧氣底吹熔煉爐中進(jìn)行熔煉,產(chǎn)出高品位銅锍和熔煉渣,煙氣經(jīng)余熱鍋爐冷卻回收余熱后送至電除塵器凈化除塵，然后送制酸車間生產(chǎn)硫酸。/ k u- V3 R， D； Y5 O： D 其特點(diǎn)在于: ?7 o3 |！ F5 N+ 1 l w （1）調(diào)節(jié)氧料比，生產(chǎn)高品位銅锍。銅锍品位控制在6870%，以減少后續(xù)銅锍吹煉作業(yè)的負(fù)荷量,同時(shí)產(chǎn)出小于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。; J6 o； o。 d+ b 2）熔煉采用高鐵渣型。通過熔

11、劑配入量,熔煉渣的氧化鐵/二氧化硅（以重量計(jì))控制在2。02。2之間，高于三菱法的1.41.6的水平，也高于閃速爐的1。61。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(jī)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)生成氧化鐵,造渣反應(yīng)的氧勢(shì)低，不易生成四氧化三鐵，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(jī)理是氧氣直接作用于精礦，硫化鐵直接與氧氣反應(yīng)，氧勢(shì)較高，生成四氧化三鐵的趨勢(shì)大，比例高,爐渣發(fā)粘，氧化亞銅在渣中的熔解度增加，不利于渣銅分離。尤其是三菱法，過高的鐵硅比,渣中四氧化三鐵增加，除渣含銅升高外,還有產(chǎn)

12、生泡沫渣的危險(xiǎn)。由于氧氣底吹熔煉爐渣四氧化三鐵含量低,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(duì)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。 2、熔煉爐渣選礦* p# x2 w0 T。 V： Ow0 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(xì)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(guó)內(nèi)外有成熟技術(shù)。底吹爐渣與諾蘭達(dá)熔煉渣類似。大冶處理諾蘭達(dá)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(shí)現(xiàn)了冶煉廠無廢渣。尾礦含銅小于0.35,較電爐貧化工藝，可提高銅的總回收率

13、0.60.7。電爐貧化棄渣含銅較好指標(biāo)為0.60。7%,我國(guó)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(guó)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(yùn)營(yíng)成本,與電爐貧化基本持平，因此，從經(jīng)濟(jì)角度看，渣選礦也更為有利。 3、銅锍吹煉- U4 M N+ _8 x9 A 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(duì)高品位銅锍進(jìn)行連續(xù)吹煉。與此同時(shí),通過料倉,計(jì)量皮帶給料機(jī),按計(jì)算要求量從爐頂開口連續(xù)加入熔劑石灰石造渣.(也可爐頂不開口，將熔劑石灰或石灰石磨成粉狀,通過料倉

14、、計(jì)量皮帶給料機(jī)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(shí)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(shí)現(xiàn)吹煉過程連續(xù)化.其特點(diǎn)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(shì)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(shí)底吹吹煉可降低四氧化三鐵的生成量,防止四氧化三鐵沉淀和泡沫渣的生成,爐渣中四氧化三鐵含量低，渣的粘度就低,可降低吹煉渣中氧化亞銅的夾雜量,使渣含銅低于閃速吹煉和三菱法

15、吹煉的渣含銅量，可降到銅小于10%。7 q! u5 i7 u+ p9 Njq9 ； _0 q: e (2)采用高品位銅锍(銅68%70）吹煉，吹煉負(fù)荷小，吹煉渣量相對(duì)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，供氧壓力調(diào)節(jié)范圍為0.4MPa0。8MPa)來控制吹煉的反應(yīng)速度,從而可控制吹煉溫度在12201250.! O4 U。 R3 l H+ k+ 3 d; D t） d （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(shí)需添加熔劑氧化鈣。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。當(dāng)特殊情況下處理含

16、鈣量高的銅精礦（熔煉時(shí)不需要添加石灰石熔劑）時(shí),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。” N7 pa7 o! j6 8 C (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(jìn)行吹煉反應(yīng)，防止產(chǎn)生過量的氧化亞銅.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,送人少量富氧空氣,緩慢進(jìn)入粗銅層，提高其氧勢(shì)，控制粗銅量達(dá)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

17、,克服了轉(zhuǎn)爐周期作業(yè)溫度波動(dòng)過大的缺點(diǎn)，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(二氧化硫含量)穩(wěn)定均衡,爐體不用經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，從而降低煉銅成本.連續(xù)吹煉，克服了轉(zhuǎn)爐周期作業(yè)煙氣量和煙氣成分波動(dòng)大的缺點(diǎn),有利用制酸，降低酸廠投資。： p c- i9 / p & u (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)旌土锊壑秀~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(shí),用吊包車在車間內(nèi)倒運(yùn)銅锍,銅锍中二氧化硫大量

18、無組織逸散，造成嚴(yán)重的二氧化硫低空污染,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)硫的捕集率大于99.8,可確保全廠清潔生產(chǎn)。0 w0 b. j5 l a y 冶煉車間配置M. k， Q : h2 B/ e 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(yùn),這有利于連續(xù)生產(chǎn),有利于過程自動(dòng)化控制和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 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)熔體全部自流的配制布局，其主體工藝設(shè)備布局示意圖如圖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