火法冶煉工藝

1、金 川 集 團(tuán) 公 司,火法冶煉工藝流程鈦冶金簡介,鎳在國民經(jīng)濟(jì)中的作用,概括起來鎳的用途可分為六類: a.作金屬材料,包括制作不銹鋼,耐熱合金鋼和各種合金等3000多 種,占鎳消費(fèi)量的70%以上, b. 用于電鍍,其用量約占鎳消費(fèi)量的15%.主要用在鋼材及其他金 屬材料的基體上覆蓋一層耐用,耐腐蝕的表面層,其防腐性能要比 鍍鋅層高2015%. c. 在石油化工的氫化過程中作催化劑. 在煤的氣化過程中,當(dāng)用CO和H2合成甲烷時發(fā)生下列反應(yīng): CO + 3H2 CH4 + H2O(溫度800,催化劑)常用的催化劑為高度 分散在氧化鋁基體上的鎳復(fù)合材料(Ni2527%).這種催化劑不易 被H2S,

2、SO2所毒化.,d.用于用作化學(xué)電源,是制作電池的材料.如工業(yè)上已生產(chǎn)的Cd- Ni,Fe-Ni,Zn-Ni電池和H2-Ni密封電池. e.制作顏料和染料.其最主要的是組成黃橙色顏料. f.制作陶瓷和鐵素體.如陶瓷上常用NiO作著色劑添加還能增加 料坯與鐵素體間的粘結(jié)性,并使料坯表面光潔致密. 鐵素體是一種較新的陶瓷材料,主要用于高頻電器設(shè)備.,金屬鎳的簡介,金屬鎳是元素周期表第八副族鐵磁金屬之一，銀白色，原 子序數(shù)為28，原子量為58.71，鎳具有磁性，是許多磁性物料 （由高導(dǎo)磁率的軟磁合金至高嬌頑力的永磁合金）的主要組成 部分，其含量常為1020。 具有實(shí)際意義是金屬鎳的化學(xué)性質(zhì)，主要是在

3、大氣中不易生 銹，及能抵抗苛性堿的腐蝕。 在空氣或氧氣中，鎳表面上形成一層NiO薄膜，可防止進(jìn)一 步氧化，但是含硫的氣體對鎳有嚴(yán)重的腐蝕。,鎳化合物的簡介,氧化物：三種即氧化亞鎳（NiO)，四氧化三鎳（Ni3O4 )及三 氧化二鎳（Ni2O3 ) a、三氧化二鎳僅在低溫時穩(wěn)定，加熱至400450，即離 解為四氧化三鎳，進(jìn)一步提高溫度最終變成氧化亞鎳。 b、氧化亞鎳具有觸媒作用，可使SO2 轉(zhuǎn)變?yōu)镾O3，而SO3 與NiO有可以形成穩(wěn)定的硫酸鹽，并較銅、鐵的硫酸鹽穩(wěn)定， 加熱到750800 才顯著離解。 硫化物：有NiS2、Ni6S5、Ni3S2、NiS 。硫化亞鎳NiS 在高溫下不穩(wěn)定，在中性

4、和還原性氣氛下受熱時即按下式離解：,6NiS2Ni3S2+S2 在冶煉溫度下，低硫化鎳Ni3S2是穩(wěn)定的，其離解壓比FeS小但是比Cu2S大。 鎳類似鐵和鈷，在50100 溫度下，可與一氧化碳形成羰基鎳 Ni+4CO=Ni(CO)4 當(dāng)溫度提高至180200時，羰基鎳又分解為金屬鎳。,銅的用途,1、廣泛用于電氣工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)中。 2、銅是國防工業(yè)及其重要的材料，制造飛機(jī)、坦克、大炮等都需要大量的銅。 3、銅還以各種氧化物的形式應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)療和民用等工業(yè)部門。 2003年，全世界產(chǎn)銅1513萬噸，中國產(chǎn)銅164萬噸,金屬銅的物理化學(xué)性質(zhì)簡介,銅：在元素周期表中屬于第一副族的元素，原子序數(shù)為2

5、9，原子量為63.57。 1、銅是一種玫瑰紅色的、柔軟，具有良好的延展性能的金屬，易于鍛造和壓延。 2、銅在常溫、干燥的空氣中不起化學(xué)變化，但在含CO2 的潮濕空氣中易形成一薄層堿式碳酸銅（銅綠）CuCO3.Cu（OH）2 ，它可保護(hù)銅不再被腐蝕，但銅綠有毒，故純銅不宜做食用器具。,銅的化合物,銅的氧化物：有兩種即CuO和Cu2O CuO：低溫穩(wěn)定化合物，在空氣中加熱到1060，即開始分解：4CO=2C2O+O2 Cu2O：熔點(diǎn)為1253，只有加熱到1060以上時才穩(wěn)定，低于此溫度部分氧化成氧化銅，氧化亞銅與某些金屬硫化物共熱時，發(fā)生交互反應(yīng)： C2O+FSC2S+FO(銅锍熔煉的基本反應(yīng)）

6、2 C2O+ C2S6C+SO2（銅锍吹煉的主要反應(yīng)） 銅的硫化物：有兩種即CuS、Cu2S CuS：是不穩(wěn)定化合物，加熱時分解 Cu2S：高溫下不穩(wěn)定，且易氧化 在有足夠硫（硫化亞鐵）存在下，銅均以硫化亞銅存在,什么是火法冶煉,所謂火法冶煉：即是在較高的溫度下，從各種有色金屬的礦物中提煉出各種有色金屬的過程。簡單的說，就是不斷的從各種有色金屬的礦物中富集金屬，又不斷的從各種有色金屬的礦物中除去金屬的過程。,金川集團(tuán)公司鎳火法冶煉工藝,分為三期工程： 一.選礦精礦焙燒焙砂電爐熔煉低鎳锍轉(zhuǎn)爐吹煉高鎳锍地坑緩冷72小時送精煉廠 二.選礦精礦物料制備干精礦鎳閃速爐低鎳锍轉(zhuǎn)爐吹煉高鎳锍地坑緩冷72小時

7、送精煉廠 三.選礦精礦物料制備澳斯麥特爐,金川集團(tuán)公司銅火法冶煉生產(chǎn)工藝,分為三個系統(tǒng)： 1.選礦精礦焙燒焙砂電爐熔煉冰銅轉(zhuǎn)爐吹煉粗銅陽極爐銅陽極板 2.選礦精礦物料制備銅合成爐冰銅轉(zhuǎn)爐吹煉粗銅陽極爐銅陽極板 3.二次銅精礦銅自熱爐冰銅卡爾多轉(zhuǎn)爐吹煉粗銅陽極爐銅陽極板,電爐原料的制備過程焙燒,焙燒：是在適宜的氣氛中將礦石或精礦加熱到一定的溫度而 不熔融的冶金過程，使礦石和精礦的組成發(fā)生物理化學(xué)變化，以符合下一步冶金處理的工藝要求，或提高下一步冶金處理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 焙燒可以分為氧化焙燒、硫酸化焙燒、氯化焙燒。,焙燒的設(shè)備,回轉(zhuǎn)窯是對散狀或漿狀物料進(jìn)行熱處理的熱工設(shè)備?；剞D(zhuǎn)窯為中空的臥式圓筒形

8、設(shè)備，窯體外殼用鋼板卷成，略傾斜于水平面（斜度為26）,形成尾高頭低，物料沿軸向借坡度的作用，隨工藝要求選定 回轉(zhuǎn)窯的優(yōu)點(diǎn)：具有操作簡便、對原料的適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)能高等優(yōu)點(diǎn)。窯的回轉(zhuǎn)和推力向前運(yùn)動?；剞D(zhuǎn)窯的長度、直徑無嚴(yán)格限制，,回轉(zhuǎn)窯規(guī)格,焙燒車間現(xiàn)有的兩臺回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為3.652m，筒體為28mm厚的鍋爐鋼板卷制而成，窯體傾斜度為5。窯內(nèi)襯為粘土質(zhì)耐火磚和不定型耐火材料（即窯內(nèi)襯），起保護(hù)筒體和減少散熱的作用。 按照物料的變化過程，筒體內(nèi)可以分為干燥區(qū)、成球區(qū)和焙燒區(qū)三個工作區(qū)，工作區(qū)的長度可以隨物料的化學(xué)反應(yīng)及處理方法而異。,回轉(zhuǎn)窯焙燒的基本原理,回轉(zhuǎn)窯焙燒的基本原理是： 精礦從窯尾加入，窯頭

9、排出，在窯內(nèi)精礦與重油燃燒所噴射的熱氣流進(jìn)行充分的逆流熱交換，達(dá)到干燥脫水、進(jìn)而部分氧化脫硫的目的。,電爐,按照電能轉(zhuǎn)換為熱能的方式不同，可分為： A.電阻爐：電能通過與電路相連的固體和液體物料時轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽?B.電弧爐：電能通過 氣體介質(zhì)中的電弧轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?C.感應(yīng)爐：電能通過處在快速轉(zhuǎn)換的磁場或電場中的固體和液體物料時轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽?D.電弧電阻爐（因?yàn)榇藸t多用于處理熔煉礦石和精礦，故又稱為礦熱電爐）：一部分電能通過氣體介質(zhì)中的電弧轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽灰徊糠滞ㄟ^在固體或液體物料中的電阻轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?電爐熔煉的原理,電爐熔煉的原理實(shí)質(zhì)上可分為兩個過程： 一為熱工過程（如電能轉(zhuǎn)換、熱能分布）； 一為冶煉

10、過程（如爐料熔化、化學(xué)反應(yīng)、锍渣分離等）,電爐熔煉的冶煉過程, 電能轉(zhuǎn)換為熱能：如果向熔融的爐渣通以電流，由于電阻的 作用，電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽?物料的熔化：物料靠以電能為主要來源的熱量進(jìn)行熔化，電 能通過六根電極送入爐內(nèi)，電極插入渣層，在渣層發(fā)生電能轉(zhuǎn) 變?yōu)闊崮?，故將爐渣熔化； 熔煉反應(yīng)及產(chǎn)物：電爐熔煉的物理化學(xué)反應(yīng)主要發(fā)生在爐渣 和爐料的接觸面上，氣體幾乎不參與反應(yīng)，因此電爐熔煉以液 相和固相的相互反應(yīng)為主，可以一次完成造渣和造鎳锍的反應(yīng).,電爐熔煉反應(yīng)及產(chǎn)物,(1)加入電爐的物料為：焙砂、煙塵、返回爐料及液體轉(zhuǎn)爐 渣、熔劑和炭質(zhì)還原劑等。 (2)反應(yīng)主要為復(fù)雜硫化物、某些硫酸鹽、碳酸鹽、和氫

11、氧 化物的熱分解反應(yīng)；以及硫化物與氧化物之間的相互反應(yīng)。 (3)產(chǎn)物主要是：Ni3S2、Cu2S、FeS、CoS的液態(tài)混合物即 低鎳锍，并溶解由少量的Fe3O4及貴金屬。還有2FeOSiO2、 CaO SiO2、MgOSiO2以及Fe3O4熔融混合物即爐渣。 熔融狀態(tài)的低鎳锍和爐渣在熔池中因比重不同而分開。,電爐爐料熔化的原理,由于熔池內(nèi)溫度分布不均，使接近電極表面的爐渣得到強(qiáng)烈的過熱，爐渣比重降低，從而上浮至熔池表面，并沿著熔池的上層向四方流動，在流動的過程中與料堆下部相遇時，便將熱量傳給物料，使之熔化。,故可以簡單的說：電爐熔煉過程是實(shí)際上是一個通過造锍和造渣過程，除去物料中的脈石和金屬氧

12、化物的過程。,礦熱電爐的結(jié)構(gòu),礦熱電爐有圓形爐和矩形爐兩種 目前金川集團(tuán)公司所用的爐型為矩形爐，有六根電極，由三臺單相變壓器供電。 故：礦熱電爐的使用的供電系統(tǒng)的主要組成部分是：電極,電極,電極的特點(diǎn)：高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，在高溫下有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，并有穩(wěn)定的化學(xué)性，不易氧化。 電極的分類：通常電極有炭素電極、石墨電極、連續(xù)自焙電極。前兩種由于成本高、直徑受限制，應(yīng)用較少。連續(xù)自焙電極被廣泛使用。,自焙電極,自焙電極：用1.53mm厚的薄鋼板焊接成圓筒，圓筒內(nèi)充 填電極糊。 電極糊：由煅燒過的無煙煤、冶金焦、焦油或?yàn)r青按一定 比例混捏制成。 電極糊的作用：電極下放過程中，因受爐膛內(nèi)的輻射熱及 爐

13、氣熱傳導(dǎo)和電極本身通電的焦耳熱，而逐漸軟化、燒結(jié)成 為良好的導(dǎo)電體。,低鎳锍的成份,閃速熔煉出現(xiàn)的原因,由于粉狀精礦的表面積大，銅鎳精礦中FeS含量高，冶煉過程的燃燒熱沒有得到充分的利用，能耗高，硫的回收率低，環(huán)境污染嚴(yán)重，故人們研究開發(fā)了閃速爐熔煉技術(shù)，它可以充分利用了精礦的上述性能，達(dá)到了產(chǎn)量大、能耗低、硫的回收率高，減少污染環(huán)境的目的。,鎳閃速熔煉的發(fā)展史,自從1949年第一座奧托昆普閃速爐誕生和1953年加拿大 國際鎳公司因科閃速爐投產(chǎn)至今，閃速熔煉經(jīng)歷了50余年的 歷程，得到了很大的發(fā)展，椐不完全統(tǒng)計(jì)，全世界27個國家 已建成閃速爐共57座，其中奧托昆普煉銅閃速爐41座，奧托 昆普煉

14、鎳閃速爐7座，處理黃鐵礦奧托昆普閃速爐一座、因科 煉銅閃速爐7座。我國有4座奧托昆普閃速爐，其中江西銅 業(yè)公司貴溪冶煉廠一座煉銅閃速爐、銅陵金隆公司一座煉銅 閃速爐、甘肅金昌一座煉鎳閃速爐及銅合成爐。,鎳的閃速熔煉首先始于1959年芬蘭哈賈伐爾塔冶煉廠 投產(chǎn)世界上第一座工業(yè)規(guī)模的鎳閃速爐，相繼又有博茨 瓦納皮克威冶煉廠、澳大利亞西方礦業(yè)公司卡爾古力冶 煉廠、俄羅斯諾里爾斯克鎳公司和我國金川有色金屬公 司建成鎳閃速爐。這五家的煉鎳閃速爐均屬于奧托昆普 型，但又分為兩種類型，一種是閃速爐沉淀池與爐渣貧 化區(qū)連為一體的二合一爐型；另一種是閃速爐與貧化區(qū) 分開的爐型。,閃速熔煉有兩種基本形式： 奧托昆

15、普閃速爐：精礦從反應(yīng)塔頂垂 直噴入爐內(nèi)的。（芬蘭） 因科閃速爐：精礦從爐子端墻上水平 噴入爐內(nèi)（加拿大）,閃速爐與其它爐型的不同,閃速熔煉與其它傳統(tǒng)的鼓風(fēng)爐、反射爐和電爐熔煉的重要不同之處： 在于它能充分利用粉狀精礦巨大的表面能和硫化物的氧化反應(yīng)熱，而獲得能耗低、產(chǎn)量大、回收率高、環(huán)境污染小的多種利益。,金川閃速爐,金川閃速爐煉鎳是從20世紀(jì)60年代開始至80年代末，在先后經(jīng)歷了鼓風(fēng)爐熔煉、礦熱電爐熔煉近30年的生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，引進(jìn)了澳大利亞卡爾古里冶煉廠的技術(shù)，由我國自行設(shè)計(jì)和建設(shè)起來的。自1992年投產(chǎn)經(jīng)10幾年的生產(chǎn)運(yùn)行，在節(jié)能、環(huán)保、提高生產(chǎn)效率等方面已顯示出明顯的優(yōu)越性。,閃速熔煉

16、的基本原理,當(dāng)含水小于0.3的干精礦及石英粉、煙灰、粉煤、重油（后二者主要作為補(bǔ)充燃料），在精礦噴嘴中與低溫?zé)峥諝猓?00）和氧氣充分混合，并以6070m/s的高速噴入1550 左右的反應(yīng)塔內(nèi)，在懸浮狀態(tài)下僅需23s即可在反應(yīng)塔空間迅速完成爐料的分解、氧化脫硫和熔化過程，而形成氧化物和硫化物的混合熔融液滴，匯集落入反應(yīng)塔下部的沉淀池，最終形成锍層和爐渣層，然后澄清分離。,物料的制備,包括兩部分： 一是合理、精確的配料 二是使配好的原料經(jīng)干燥達(dá)到含水不大于0.3的入爐要 求。,配料的意義：均勻穩(wěn)定的配料能確保閃速 爐爐況穩(wěn)定，生產(chǎn)正常。 配料時：應(yīng)根據(jù)精礦的種類、成分、數(shù)量 和品質(zhì)，確定合理的比

17、例進(jìn)行配料。 一般配料方式有： 料倉式； 堆混法 中繼倉式,采用三段氣流干燥： a、短窯（對流、順流） b、鼠籠打散機(jī)（負(fù)壓） c、氣流管,氣流干燥與其他干燥方法相比具有以下 的特點(diǎn)： a、氣流干燥是一種低溫快速干燥，它可廣泛利 用各種冶煉廢氣，因此燃料消耗少； b、氣流干燥速度快，干燥強(qiáng)度大，處理量大； c、由于采用負(fù)壓操作，環(huán)保條件好，自動化程度 高； d、干燥的同時將物料提升到爐頂，省去提升設(shè) 備，投資少； 氣流干燥的缺點(diǎn)： 設(shè)備磨損快，設(shè)備龐大、動力消耗大。,氣流干燥分為： 精礦上料； 精礦干燥；,閃速爐熔煉的物料準(zhǔn)備,1、精礦干燥：將含水分810的硫化銅鎳精礦經(jīng)短窯、鼠籠打散機(jī)和氣流

18、管三段低溫氣流快速干燥，得到含水小于0.3、粒度為200目（0.074mm)大于80的干精礦，并同時提升通過沉塵室、一級漩渦收塵器、二級漩渦收塵器供三段收塵，然后進(jìn)入閃速爐爐頂?shù)母删V倉，煙氣以正壓送入低溫電收塵器，進(jìn)一步凈化回收含精礦煙塵后排入150m高煙囪。,2、粉煤制備：將含水小于5、粒度小于12mm的原煤進(jìn)行加熱、干燥至含水低于1，并磨細(xì)至粒度200目（0.074mm）大于90的粉煤，送入容量50t的粉煤倉，供閃速爐使用，同時還供應(yīng)精礦干燥和熔劑加工。 3、熔劑加工：將含水小于5、粒度小于12mm的石英石與粉煤加熱爐產(chǎn)生的熱煙氣一起通入烘干式球磨機(jī)，在磨制石英粉的同時進(jìn)行干燥，得到含水

19、小于1、粒度60目（0.246）大于90的石英粉供閃速爐使用。,4、返料破碎：主要為閃速爐、貧化電爐和轉(zhuǎn)爐提供合格的返料石英石、塊煤、塊礦等物料，其中粒徑大于及等于50mm的返料徑破碎后送往各工序的返料倉備用，粒徑小于50mm的石英石、塊煤則直接輸送至各自的配料倉。 5、制備好并已輸送至閃速爐爐頂各料倉的物料干精礦、石英粉、煙灰、粉煤，分別通過計(jì)量裝置稱量后配料，然后經(jīng)埋刮板運(yùn)輸機(jī)混合后加入閃速爐反應(yīng)塔。,在氣流干燥過程中，通常用： 控制沉塵室溫度來控制最終精礦含水； 控制鼠籠負(fù)壓來控制精礦粒度； 用燃燒室葉輪給粉機(jī)給煤量來調(diào)節(jié)沉塵室溫度； 用排煙機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)鼠籠負(fù)壓；,金川鎳閃速爐的主要特點(diǎn)

20、,設(shè)計(jì)上的特點(diǎn)： 設(shè)計(jì)上采用澳大利亞西方礦業(yè)公司卡爾古力鎳冶煉廠的爐型，其特點(diǎn)是將奧托昆普閃速爐與貧化電爐合二為一，加強(qiáng)了熱能的利用并簡化了操作。,金川閃速爐的主要特點(diǎn),技術(shù)上特點(diǎn)： A.使用的鎳精礦采用氣流干燥，這種低溫快速干燥過程是在負(fù) 壓下操作的，勞動條件好，無粉塵污染，精礦脫硫少，能耗 低，精礦在干燥的同時即被提升到閃速爐的爐頂料倉中，省去 了干精礦的提升運(yùn)輸設(shè)備。 B.帶電熱貧化區(qū)的閃速爐是引進(jìn)澳大利亞技術(shù)的核心，但在設(shè) 計(jì)上并未完全照搬。在磚體的冷卻方式、沉淀池爐頂結(jié)構(gòu)、沉 淀池與上升煙道連接部結(jié)構(gòu)、貧化區(qū)爐頂和鋼骨架的設(shè)計(jì)等方 面作了一系列改進(jìn)，而貧化區(qū)爐頂?shù)碾姌O系統(tǒng)包括導(dǎo)電、壓

21、 放、密封等則完全應(yīng)用了金川礦熱電爐的技術(shù)，比卡爾古里冶 煉廠的同類設(shè)備更加完善。,C.采用了低溫富氧鼓風(fēng)制度。既可滿足設(shè)計(jì)能力的生產(chǎn)，還為擴(kuò)大生產(chǎn)留有余地。鼓風(fēng)溫度200完全可以利用閃速爐余熱鍋爐產(chǎn)出的飽和蒸汽加熱達(dá)到，不需要消耗其他能源。 D.生產(chǎn)過程采用了先進(jìn)的MOD300集散控制系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)，具有計(jì)算、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳遞、報(bào)表打印、報(bào)警、事故自動切換、離線指導(dǎo)、在線控制等功能。,金川鎳閃速爐的主要特點(diǎn),熔煉上的特點(diǎn)：焙燒與熔煉結(jié)合在一個過程， 爐料與氣體密切接觸，在懸浮狀態(tài)下與氣相進(jìn)行 傳熱和傳質(zhì)，故可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)鎳锍品位。,閃速爐與貧化電爐合并的原因,利用閃速爐產(chǎn)出的鎳锍

22、作為爐渣貧化的硫化劑，而金川閃速爐爐渣貧化不用加硫化劑，它克服了爐渣貧化過程所產(chǎn)出的低硫鎳锍排放的困難。同時由于不加硫化劑，因此爐渣貧化所用的電就較電爐少多了。,閃速熔煉過程,（1）閃速爐的組成： 反應(yīng)塔、沉淀池、上升煙道和貧化區(qū)； 另外為了利用余熱，上升煙道出口安裝有 余熱鍋爐。 A、反應(yīng)塔、沉淀池屬于閃速爐部分，它遵守閃速熔煉的特定規(guī)律。 特點(diǎn)：渣中金屬和四氧化三鐵含量高，鎳锍中鎳、銅、四氧化三鐵含量也較高。,B、貧化區(qū)屬于電爐部分，它遵守電爐熔煉的特定規(guī)律 作用：使渣中有價(jià)金屬更多的還原、沉集在鎳锍中，同時處理一部分含有價(jià)金屬較高的冷料。 特點(diǎn)：還原性較強(qiáng)，渣、鎳锍中的NiO、Cu2O、

23、CoO、Fe3O4被還原，渣含Ni、Cu、Fe3O4都很低，鎳锍中有金屬鎳和金屬鐵存在。 在鎳锍中Fe、Ni和S含量之和在95以上。,（2）加入物料：干精礦、熔劑等 （3）化學(xué)反應(yīng)：閃速熔煉過程的化學(xué)變化一般取決于起主要反應(yīng)的鐵的硫化物，它占精礦總量的5585，大部分在反應(yīng)塔氧化造渣。 一、高價(jià)硫化物在反應(yīng)塔的分解： （NiFe）9S8 =2Ni3S2+3FeS+1/2S2 2CuFeS2=Cu 2S+2FeS+1/2S2 Fe7S8=7FeS+1/2S2 FeS2=FeS+1/2S2 所得的FeS與元素S進(jìn)一步氧化為FeO和SO2，在與SiO2發(fā) 生造渣反應(yīng)。 2FeS+3O2+SiO2=2

24、FeO.SiO2+2SO2,二、鐵的硫化物在反應(yīng)塔內(nèi)也可以依下列反應(yīng)直接氧化： 2FeS2+7O2=Fe2O3+4SO2 3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2 生成的Fe2O3當(dāng)FeS存在時容易轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3O4 10Fe2O3+FeS=7Fe3O4+SO2 16Fe2O3+FeS2=11Fe3O4 +2SO2,Fe3O4熔點(diǎn)高、比重大，使?fàn)t渣與冰鎳分離不好，造成金 屬損失增加，析出易長爐底使生產(chǎn)空間減少,使?fàn)t子處理 能力降低。 Fe3O4就是 FeO+Fe2O3它是Fe2O3到FeO的中間型 Fe2O3鐵與氧原子比2/3=0.66 Fe3O4鐵與氧原子比3/4=0.75 FeO鐵與氧原子比

25、1/1=1 含鐵越來越多，也就是越來越趨于還原一點(diǎn)，增加還原 氣氛如； 3Fe3O4+FeS=10FeO+SO2 生成的Fe3O4及時造渣； 3Fe3O4+FeS+5SiO2=5（2FeOSiO2）+ SO2 在爐子中有適量的石英石是防止生成Fe3O4的主要手 段。 當(dāng)Fe3O4過高時可加生鐵還原； Fe3O4 + Fe = 4FeO,三、脈石礦物在反應(yīng)塔高溫下分解為CaO、MgO在沉淀池發(fā)生反應(yīng)： MgO + SiO2 = MgOSiO2 CaO + SiO2 = CaOSiO2,（4）產(chǎn)物： 低鎳锍（因熔解有金屬也可稱為金屬化鎳锍） 閃速爐渣水淬廢棄煙氣,閃速爐排煙系統(tǒng)的的煙氣路線共有三條

26、。 a、閃速爐閃速爐余熱鍋爐電收塵閃速爐排煙機(jī)制酸。(正常生產(chǎn)) b、閃速爐閃速爐余熱鍋爐電收塵閃速爐排煙機(jī)干燥煙囪。（制酸系統(tǒng)發(fā)生故障時） c、閃速爐閃速爐副煙道噴霧室環(huán)保排煙機(jī)環(huán)保煙囪。（閃速爐檢修時）,閃速爐入爐物料化學(xué)成份,閃速爐產(chǎn)物的化學(xué)成份,閃速熔煉生產(chǎn)的目的是； （1）按合適的冰鎳品位產(chǎn)出冰鎳。 （2）按合適的鐵硅比產(chǎn)出爐渣。 （3）產(chǎn)出的冰鎳和爐渣具有合適的溫度。,金川銅合成爐煉銅的前提及背景,為了適應(yīng)國內(nèi)外市場競爭的需要，金川集團(tuán)有限公司不失時機(jī)地抓住全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和國家實(shí)施西部大開發(fā)的歷史時機(jī)，變挑戰(zhàn)為機(jī)遇，在對世界有色金屬市場進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，提出了“將鎳的文章做深

27、、銅的文章做大、鈷的文章做強(qiáng)、稀、貴文章做精、化工產(chǎn)品做活”的發(fā)展戰(zhàn)略。依靠公司在中國西部和中亞具有的技術(shù)優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢，利用中西部礦產(chǎn)資源，在短期內(nèi)把銅的生產(chǎn)規(guī)模做大，使銅產(chǎn)品與鎳產(chǎn)品并駕齊驅(qū)、優(yōu)勢互補(bǔ)，是實(shí)施公司把“銅的文章做大”戰(zhàn)略部署的重大舉措。,隨著生產(chǎn)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，鎳閃速爐已成為金川集團(tuán)有限公司主要的鎳熔煉設(shè)備，原有的電爐熔煉鎳設(shè)施只有小部分用于鎳生產(chǎn)，大部分閑置。近幾年來，金川公司利用部分閑置的礦熱電爐和焙燒窯處理銅精礦，邊生產(chǎn)邊進(jìn)行了局部改造,目前已使銅的生產(chǎn)能力擴(kuò)大到10萬t/a。然而利用電爐熔煉系統(tǒng)生產(chǎn)粗銅，電能消耗大，煙氣難于處理，加工費(fèi)高，擴(kuò)大

28、規(guī)模受到嚴(yán)重制約。為了充分、合理地利用現(xiàn)有閑置設(shè)備與廠房，實(shí)現(xiàn)公司可持續(xù)發(fā)展，金川公司按銅冶煉節(jié)能降耗綜合技術(shù)改造，決定在原熔煉廠房東側(cè)新建一座合成爐煉銅系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模要與200000t/a陰極銅相匹配，以形成銅、鎳兩個生產(chǎn)系統(tǒng)，使銅、鎳兩種產(chǎn)品同步發(fā)展，優(yōu)勢互補(bǔ)，增強(qiáng)企業(yè)競爭力。,合成爐熔煉,合成爐熔煉是在銅閃速熔煉的基礎(chǔ)上，吸收了金川公司鎳合成式閃速熔煉爐的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過總結(jié)、改進(jìn)、完善、創(chuàng)新，形成了比較完整的合成爐熔煉技術(shù)。 該技術(shù)采用富氧強(qiáng)化熔煉，燃料消耗少，具有爐子熱效率高，煙氣含二氧化硫濃度高，爐子采用立體冷卻系統(tǒng)，壽命長，特別是環(huán)保條件好等諸優(yōu)點(diǎn)，同時該技術(shù)采用了以煤代油的新技

29、術(shù)，降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。 合成爐熔煉是富氧懸浮熔煉，硫化銅礦熔煉的速度取決于爐料與爐氣間的傳熱和傳質(zhì)速度，而傳熱和傳質(zhì)速度又隨兩相接觸表面積的增大而增高。,合成爐熔煉便是基于這種原理，將預(yù)熱富氧空氣和干燥的精礦、石英熔劑和返回的煙塵以一定的比例加入反應(yīng)塔頂部的噴嘴中，氣體與精礦強(qiáng)烈混合后以很大的速度噴入反應(yīng)塔內(nèi)，由于氣體受熱發(fā)生體積膨脹，產(chǎn)生一個上升力使物料呈懸浮狀態(tài)，布滿整個反應(yīng)塔截面，并發(fā)生強(qiáng)烈的氧化放熱反應(yīng)，使精礦的焙燒、熔煉和部分吹煉在一個設(shè)備中進(jìn)行，從而大大強(qiáng)化了熔煉過程，顯著提高了爐子生產(chǎn)能力，降低了燃料消耗。在反應(yīng)塔熔化和過熱的熔體落入沉淀池，在貧化區(qū)電極補(bǔ)充部分熱量、還

30、原劑和熔劑熔體向貧化區(qū)流動的過程澄清分離；然后分別由冰銅放出口和爐渣放出口放出。含SO2較高的高溫爐氣通過上升煙道進(jìn)入余熱鍋爐。,干精礦制備,合成爐熔煉要求入爐銅精礦含水低于0.3%，否則顆粒表面會形成一層水氣膜，妨礙反應(yīng)的進(jìn)行。因此，精礦在入爐前必須進(jìn)行干燥處理。目前銅精礦的干燥方法有氣流干燥、蒸汽干燥、噴霧干燥和回轉(zhuǎn)窯干燥等，以上三種干燥工藝都能把精礦水份干燥到0.3%以下，在銅閃速熔煉中均得到比較廣泛的運(yùn)用。但噴霧干燥適合于精礦含水在25%左右的礦漿干燥，而銅合成爐的原料主要依靠外購，含水量在9%左右，不宜采用。 氣流干燥與回轉(zhuǎn)窯干燥工藝存在著以下不足之處： 1)能耗高； 2)設(shè)備磨損快

31、，設(shè)備多，維護(hù)工作量大，有效作業(yè)率低； 3)高溫?zé)煔馀c精礦直接接觸，有時出現(xiàn)精礦脫硫現(xiàn)象； 4)使用燃煤的熱煙氣作為熱源，煙氣量大，煙氣溫度控制要求嚴(yán)等。,經(jīng)過研究比較，蒸汽干燥工藝具有以下優(yōu)勢： 1）脫水的能耗與三段氣流干燥相比降低約17（三段1.3kwh/水；蒸汽1.08kwh/水）； 2）配置簡單緊湊； 3）由于尾氣流量小，尾氣含塵可使用布袋收塵器回收，因而投資?。?4）低溫干燥，脫硫率幾乎為零； 5）使用蒸汽作為熱源，操作簡單，且冷凝水可循環(huán)使用； 6)設(shè)備少，維護(hù)工作量小，有效作業(yè)率高。 因此，合成爐熔煉工程采用蒸汽干燥工藝。,干燥工藝原理,蒸汽干燥是指利用飽和（或過熱）蒸汽通過蒸汽

32、排管，蒸汽排管與被干燥物料接觸而去除水分的一種干燥方式。 按一定配比混合好后的濕銅精礦通過喂料螺旋器送入低速旋轉(zhuǎn)的密閉型蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)內(nèi)，干燥機(jī)筒體設(shè)有一定的傾角，物料隨著筒體的轉(zhuǎn)動不停翻動，在向前移動的同時，通過筒體內(nèi)的蒸汽管與飽和（或過熱）蒸汽進(jìn)行間接換熱。 干燥后的銅精礦由葉片導(dǎo)料裝置從回轉(zhuǎn)干燥機(jī)中心出料管排入干精礦分配倉。,干燥尾氣采用逆流排氣，少量的熱載氣從蒸汽干燥機(jī)的出料口進(jìn)入，攜帶干燥過程中蒸發(fā)的濕氣體由設(shè)于干燥機(jī)進(jìn)料端的載氣出口排出，進(jìn)入布袋收塵器凈化后排空。其中，物料的進(jìn)料量大小通過變頻調(diào)節(jié)喂料螺旋器的螺旋轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)，物料在干燥機(jī)中的停留時間由變頻調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)圓筒的轉(zhuǎn)速來控制。

33、,低鎳锍轉(zhuǎn)爐吹煉,火法煉鎳流程中電爐、閃速爐等冶煉設(shè)備產(chǎn)生的低冰鎳，由于 其成份組成不能滿足精煉工序的處理要求，因此必須進(jìn)行低冰 鎳的進(jìn)一步處理，這一過程大都在臥式轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行。 低冰鎳吹煉的目的 低冰鎳轉(zhuǎn)爐吹煉的目的是除去幾乎占低冰鎳量50的鐵和與 之化合的硫以及其它少量雜質(zhì)，得到以鎳為主金屬，銅、鈷、 貴金屬等為副金屬的高冰鎳。 不管是從電爐、閃速爐產(chǎn)生的熔融低冰鎳，都必須進(jìn)行吹煉 處理。,任務(wù)：向轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔體低冰鎳中鼓入空氣和加入適量的石 英熔劑，將低冰鎳中的鐵以及與之化合的硫和其它雜質(zhì) 被氧化后與石英造渣，部分硫和其它一些揮發(fā)性雜質(zhì)氧 化后隨煙塵排出，從而得到含有價(jià)金屬（Ni、Cu、Co

34、等）較高的高冰鎳和含有價(jià)金屬較低的轉(zhuǎn)爐渣。高冰 鎳和轉(zhuǎn)爐渣由于它們各自的比重不同而進(jìn)行分層，比重 小的轉(zhuǎn)爐渣浮于上層被排除。高冰鎳中的Ni、Cu大部分 仍然以金屬硫化物狀態(tài)存在，少部分金屬以合金狀態(tài)存 在，低冰鎳中的貴金屬和部分鈷也進(jìn)入高冰鎳中。,轉(zhuǎn)爐吹煉是一個強(qiáng)烈的自熱過程，所需要的熱量全靠吹 煉低冰鎳過程中鐵、硫及其它雜質(zhì)的氧化放熱和造渣反 應(yīng)放熱來供給。 金川公司冶煉廠電爐產(chǎn)生的低冰鎳成份為： Ni：1116；Cu：79；Fe：4649； Co：0.40.46；S：2628； 轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的高冰鎳成份為： Ni：4550；Cu：2527；Fe：24； Co：0.650.75；S：2123。

35、轉(zhuǎn)爐吹煉工藝流程如下圖11：,煙 氣,固體高冰鎳,送下道工序,制 酸,轉(zhuǎn) 爐 渣,煙塵噴濺物,返礦熱電爐、貧化爐,返冷料堆,轉(zhuǎn) 爐,高 壓 風(fēng),澆鑄緩冷成型,余熱鍋爐,高冰鎳,高鎳锍和轉(zhuǎn)爐渣由于它們各自的比重不同而進(jìn)行分層，比重小的轉(zhuǎn)爐渣浮于上層被排除。 高鎳锍中的Ni、Cu、大部分仍然以金屬硫化物狀態(tài)存在，少部分金屬以合金狀態(tài)存在，低鎳锍中的貴金屬和鈷液進(jìn)入高鎳锍中。,低鎳锍吹煉的特點(diǎn),低冰鎳的吹煉與低冰銅的吹煉不同，只有第一周期，沒有明顯的第二周期，當(dāng)?shù)捅嚧禑挼胶F24時就作為轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)出物而倒出，也即是說低冰鎳的吹煉只有造渣期，沒有造鎳期，造渣中分期、分批加入低冰鎳和石英、冷料，保持爐內(nèi)

36、一定的液面，保證操作的正常運(yùn)行。,造鎳不能進(jìn)行的原因：應(yīng)為金屬鎳的熔點(diǎn)較高，而氧 化鎳的熔點(diǎn)更高。在一般的轉(zhuǎn)爐內(nèi)不能完成，只有在立 式卡爾多轉(zhuǎn)爐進(jìn)行氧氣吹煉和充分混合的條件下，才能 使硫化鎳直接氧化成液化金屬鎳。 當(dāng)鎳锍吹煉到含F(xiàn)e 24時就作為吹煉的產(chǎn)物放出后 運(yùn)至緩冷鑄坑冷卻。,吹煉的設(shè)備,轉(zhuǎn)爐，即可以轉(zhuǎn)動的爐子，其回轉(zhuǎn)角度為360度。 可分為立式和臥式，因立式轉(zhuǎn)爐有很多缺點(diǎn)，故我公司吹煉低冰鎳所選用的是臥式P-S轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐的規(guī)格是以產(chǎn)出物產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)算的。 臥式轉(zhuǎn)爐由爐基、爐體、送風(fēng)系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、傳動系 統(tǒng)及石英、冷料加入系統(tǒng)等組成。,高冰鎳緩冷操作,高冰鎳緩冷操作的目的是使高冰鎳中的硫

37、化鎳和硫化亞 銅以及合金分相凝固析出。 分相析出的根據(jù)是由于它們彼此間的凝固點(diǎn)溫度不同。 當(dāng)高冰鎳從出爐溫度1280降溫至720時，首先結(jié)晶析 出的是硫化亞銅，降溫至700時合金析出，繼續(xù)降溫至 575時，硫化鎳結(jié)晶析出。緩慢降溫促使它們各自的結(jié)晶 顆粒不斷長大，緩慢冷卻長大的晶粒在破裂時沿晶粒界面 破裂而不是在晶體中間破裂，因此，經(jīng)過緩慢冷卻的高冰 鎳適合于用破碎和浮選的方法進(jìn)行銅鎳及合金的分離，從 而滿足高冰鎳進(jìn)一步處理的技術(shù)要求。,高冰鎳的緩冷過程是在鑄鋼模中進(jìn)行的。鋼模水平臥 放在地平面以下，不能高出地面，四周用土夯實(shí)。新模 子要用木柴烘烤，等全部均預(yù)熱后，用大泥堵好模子缺 口，模子用

38、黃泥漿刷，干燥后方可澆鑄高冰鎳，模內(nèi)不 得有雜物，澆鑄時要緩慢注入，防止升溫過快造成鑄模 迸裂。,轉(zhuǎn)爐產(chǎn)出的高冰鎳倒入掛了渣的冰銅包中， 用吊車吊至高锍坑進(jìn)行澆鑄。澆鑄要緩慢注入， 以防噴濺。澆鑄后及時蓋好保溫蓋，保溫蓋必須 放平蓋嚴(yán)，鑄塊緩冷72小時溫度降至580后起 出，在自然冷卻至200，不得澆水冷卻，清除 表面浮渣送交磨浮工序。,轉(zhuǎn)爐渣的貧化,在銅鎳的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)出的爐渣的成份主要是鐵和二氧化硅，有價(jià)金屬除鈷外尚含有大量的鎳、銅等。 鎳主要呈造渣氧化物和機(jī)械夾雜的硫化物形態(tài)存在，銅主要以硫化物存在，而轉(zhuǎn)爐渣中的鐵主要以鐵橄欖石和Fe3O4形態(tài)存在。 轉(zhuǎn)爐渣中的磁性氧化鐵含量的增大將導(dǎo)

39、致爐渣的含銅量的增大。因此，設(shè)法破壞磁性氧化鐵，使鎳鈷的氧化物還原硫化是從轉(zhuǎn)爐渣中回收鎳鈷等方法的基礎(chǔ)。,轉(zhuǎn)爐渣的處理方法,液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣的處理：在有硫化劑和還原劑存在時，溫度為 1325的液體轉(zhuǎn)爐渣中鎳和鈷等將轉(zhuǎn)入冰銅中。,液體轉(zhuǎn)爐渣的貧化方法,電爐貧化法：用電爐貧化轉(zhuǎn)爐渣時，電爐的電極中的碳參與 還原反應(yīng)，可充分的破壞磁性氧化鐵，并能在相當(dāng)大的范圍內(nèi) 調(diào)整冰銅金屬化的程度，鈷可以控制鎳、鈷的回收率。 貧化電爐有圓形、矩形，結(jié)構(gòu)與礦熱電爐相似。流程可以采 用一段、二段或多段。,轉(zhuǎn)爐渣電爐貧化就是降低氧勢、提高硫勢、還原Fe3O4 的過程。也就是說首先在爐內(nèi)加入碳質(zhì)還原劑(焦炭或塊 煤)，在電能的

40、作用下，將轉(zhuǎn)爐渣中的Fe3O4還原。反應(yīng)如 下： 2Fe3O4 + C = 6FeO + CO2 反應(yīng)生成的FeO再和加入爐內(nèi)的石英熔劑（SiO2）反應(yīng)造 渣 2FeO + SiO2 = 2FeOSiO2,貧化電爐,貧化電爐也是電爐的一種，與礦熱電爐相 比，其不同之處是： 1.處理的物料不同； 2.生產(chǎn)的產(chǎn)品不同； 3.工藝過程和工藝參數(shù)不同。,陽極爐精煉,陽極爐精煉的基本原理： 為除去粗銅中的雜質(zhì)和回收貴金屬等有價(jià)元素，應(yīng)將粗銅進(jìn)行火法精煉。火法精煉只能將對氧親合力較大的雜質(zhì)除到一定程度，而貴金屬仍留在精煉銅中。故在火法精煉之后再進(jìn)行電解精煉以進(jìn)一步除去雜質(zhì)，然后從電解陽極泥中提取貴金屬和其

41、它元素。,回轉(zhuǎn)陽極爐精煉是將轉(zhuǎn)爐產(chǎn)出的粗銅加入回轉(zhuǎn)陽極爐，通過重油、壓縮空氣使粗銅分階段進(jìn)行氧化、還原反應(yīng)，產(chǎn)出陽極銅，再用園盤澆鑄機(jī)澆鑄成陽極板。該過程產(chǎn)生的爐渣返回轉(zhuǎn)爐，煙氣通過空氣換熱器回收部分熱量后排空。,粗銅火法精煉的目的是為電解精煉提供合乎要求的陽極銅，并澆鑄成表面平整、厚度均勻、致密的陽極板，以保證電解銅的質(zhì)量和降低電解精煉的成本。,陽極爐精煉主要是將粗銅進(jìn)行氧化除雜，還原成銅， 澆鑄陽極板。,銅自熱熔煉,氧氣頂吹自熱熔煉技術(shù)是熔池熔煉技術(shù)的一種方式， 是前蘇聯(lián)國家鎳工業(yè)企業(yè)研究設(shè)計(jì)院和北鎳公司的技術(shù) 人員于70年代共同研究出來的。 自熱熔煉爐是固定式圓柱形爐，爐床面積和爐高根據(jù)

42、 生產(chǎn)能力不同而有變化。爐內(nèi)不同部位用不同材質(zhì)的耐 火磚砌筑。在溫度較高區(qū)域的爐襯內(nèi)埋置銅質(zhì)冷卻器， 以延長爐襯的壽命。,自熱熔煉的基本理論,自熱熔煉是向爐內(nèi)熔體連續(xù)吹入高壓工業(yè)氧氣的冶煉過程。爐內(nèi)流體的流動特性是由通過氧槍噴嘴噴射的氣流來控制的。當(dāng)高速氣流噴入熔體時，立即在熔體內(nèi)形成一個流股，熔體被氣流擊散而分成若干小流股和氣泡；同時，由于氣流的存在，在流股四周造成壓力差，噴流區(qū)形成負(fù)壓，熔池中其余部分均為正壓，熔體由正壓區(qū)流向負(fù)壓區(qū)，使熔體翻騰、攪動以及造成噴濺，熔體向四周和上下循環(huán)流動，氣泡從熔體中逸出形成煙氣。,自熱熔煉的特點(diǎn)： 1、入爐物料加入到強(qiáng)烈攪動和翻騰的熔體熔池內(nèi)，主要反應(yīng)如

43、物料的熔化、硫化物的氧化反應(yīng)、造渣反應(yīng)在熔體和氣體包圍的渦流中進(jìn)行； 2、爐料的熔化使通過熔體熔解和侵蝕； 3、熔體內(nèi)的硫化物氧化作用是借助于液氣相質(zhì)量傳遞； 4、熔劑的造渣作用是靠固液相反應(yīng)來完成的； 5、由于熔體流股被擊散，硫化物的燃燒點(diǎn)大為分散，為富氧熔煉創(chuàng)造了條件； 6、由于強(qiáng)氧化性氣體的作用，锍熔體在放出之前已經(jīng)被分開，渣與锍熔體之間達(dá)到了成份平衡。,金川銅自熱熔煉,金川銅自熱熔煉爐是世界上第一座用于生產(chǎn)銅 的自熱爐，處理的礦物是二次銅精礦。 二次銅精礦是高鎳锍經(jīng)過磨浮選礦，鎳和銅分 離得到的銅精礦。含水810，Cu 68.5，Ni 4.0%，F(xiàn)e 4.0，S 21.5，精礦不經(jīng)干燥

44、直接入 爐。 二次銅精礦的特點(diǎn)決定了金川銅自熱熔煉的特 點(diǎn)。,二次銅精礦的特點(diǎn),二次銅精礦實(shí)際為高品位冰銅，故自熱熔煉 實(shí)際是冰銅吹煉的一部分。 二次銅精礦中含有4以上的鎳，鎳以Ni3S2 形態(tài)存在，若要使自熱熔煉產(chǎn)出的粗銅品位達(dá)到 98以上，必須使Ni3S2 氧化成NiO進(jìn)入渣中。 由于二次銅精礦含硫相對較低，而水分較 高，在熔煉時為了保證正常的熔煉溫度，必須補(bǔ) 充一定量的熱量。,金川銅自熱熔煉系統(tǒng),本系統(tǒng)包括：備料系統(tǒng)、自熱系統(tǒng)、卡爾多轉(zhuǎn) 爐吹煉、陽極精煉等鑄系統(tǒng)和供氧、供電、供 水、供風(fēng)、供油、排煙除塵、爐渣處理等配套系 統(tǒng)。 金川銅自熱爐采用豎式圓柱形爐型，筒體外徑 4.0米，爐膛內(nèi)徑

45、1.8米。爐體的主要組成部分 位：爐基和爐底、爐墻、爐頂、熔體放出口、氧 槍機(jī)、鋼骨架、汽化冷卻系統(tǒng)等。,卡爾多爐吹煉,吹煉的目的：將冰銅轉(zhuǎn)變?yōu)榇帚~。 吹煉是周期性作業(yè)：分為兩個階段即造渣期和造 粗銅期。 造渣期為冰銅中的雜質(zhì)硫化物氧化成氧化物和 SO2 ，雜質(zhì)氧化物與加入的石英熔劑造渣，而冰 銅逐漸被銅所富集。冰銅和爐渣由于比重不同及 相互溶解度有限，當(dāng)爐子停風(fēng)或停氧時分成兩 層。爐渣定期排出。 造渣期的產(chǎn)物為：白冰銅、爐渣、爐氣和煙塵。,白冰銅在不加熔劑的情況下繼續(xù)吹煉，使部分硫化亞銅氧化成氧化亞銅，然后氧化亞銅與未氧化的硫化亞銅交互反應(yīng)而得到金屬銅，這就是吹煉的第二階段吹銅期。 吹煉得到

46、的粗銅，送去火法精煉。,冰銅吹煉的設(shè)備,由于我公司原料即二次銅精礦含鎳較高，而鎳及鎳的氧化物熔點(diǎn)較高，在一般的臥式轉(zhuǎn)爐中不能達(dá)到除鎳的效果，所以采用的是氧氣頂吹立式轉(zhuǎn)爐卡爾多爐。 卡爾多爐由爐體、送氧系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、傾動系統(tǒng)、供料系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)及排煙系統(tǒng)等組成。,吹煉的產(chǎn)物,有粗銅、爐渣、煙塵和煙氣、 粗銅是卡爾多爐吹煉的主要產(chǎn)物。含Cu為9899.0，含Ni小于1，此外尚含有少量的鐵、硫、氧、鈷、金、銀、鉑等雜質(zhì)。轉(zhuǎn)爐粗銅直接倒入回轉(zhuǎn)陽極爐和反射爐進(jìn)行精煉。 轉(zhuǎn)爐渣中渣含銅較高，約在2025左右，渣中的銅大都以硫化物狀態(tài)存在，少量以氧化物及金屬形態(tài)存在。所以爐渣一般返回熔煉爐處理，

47、以回收其中的銅。,煙塵：轉(zhuǎn)爐煙塵大部分是從爐口噴出的石英粉末、冰銅、爐渣、銅的顆粒，還有一些易揮發(fā)的金屬化合物。這些煙塵由于含銅較高，一般返回銅系統(tǒng)處理。 爐氣：卡爾多爐富氧頂吹，爐氣中含有SO2濃度較高，需回收制酸，這樣既綜合利用了資源，又有利于環(huán)境保護(hù)。,粗銅精煉,從卡爾多爐吹煉出來的粗銅，除含有9899.5的銅 外，還含有0.52的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)對銅的使用性能有 影響。 粗銅火法精煉的任務(wù)就是除去一部分雜質(zhì)，為銅電解 提供優(yōu)質(zhì)的陽極板，其化學(xué)成份中含銅98.599.5，雜 質(zhì)含量僅為0.51.5，并澆鑄成表面平整、厚薄均勻、 無飛邊毛刺、無附著物、致密、比重可達(dá)8.8以上的陽極 板。否則

48、不僅會降低電解銅的質(zhì)量，而且還會增加電解 精煉的成本。,粗銅火法精煉的原理,在于銅中存在的大多數(shù)雜質(zhì)對氧的親和力都大于銅對 氧的親和力，且多數(shù)雜質(zhì)氧化物在銅水中的溶解度很 小，當(dāng)空氣中的氧通入銅熔體中便優(yōu)先將雜質(zhì)氧化除去。,粗銅火法精煉的設(shè)備,粗銅火法精煉的爐子有固定式反射爐、回轉(zhuǎn)式精煉爐和旋轉(zhuǎn)式精煉爐。 我公司采用的是回轉(zhuǎn)式精煉爐。由爐體、驅(qū)動裝置、支撐裝置等組成，此外還包括排煙系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、澆鑄系統(tǒng)等。,澳斯麥特熔煉與艾薩熔煉,澳斯麥特熔煉法與艾薩熔煉法是20世紀(jì)70年代由澳大利亞的工程技術(shù)人員研制而成。 這種方法的特點(diǎn)是： 原料不需經(jīng)過特別準(zhǔn)備。含水量7的精礦顆?；蚓V混捏后直接入爐。

49、當(dāng)精礦含水7時，先經(jīng)過干燥窯干燥后，在制?；蚧炷螅缓笸ㄟ^爐頂加料口加入爐內(nèi)，爐料呈自由落體落到熔池面上，被氣流攪動卷起的熔體混合消融。,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：1）熔煉速度快，生產(chǎn)率高。2）建設(shè)投資少，生產(chǎn)費(fèi)用低。建設(shè)一座澳斯麥特/艾薩爐的投資一般只有相同規(guī)模的閃速爐的6070%左右。3）原料的適應(yīng)性強(qiáng)。不僅能處理“純凈”精礦，也能處理“垃圾”精礦，甚至能處理其它方法都不處理的精礦。4）澳斯麥特/艾薩爐的占地面積較小，可與其它的熔煉工藝設(shè)備配套使用。尤其對于反射爐和電爐的搭配靈活、方便，特別適合老廠的舊工藝的更新改造。5）操作簡便，自動化程度高。6）燃料的適用范圍廣。噴槍可以使用粉煤、油和天然氣。7）良好的勞動衛(wèi)生條件。除噴槍口和上料口外，澳斯麥特/艾薩爐為全封閉式生產(chǎn)，煙氣逸散少。,這種方法的不足點(diǎn)為：1）爐壽命較短，最好水平只達(dá)到18個月，短的只有 幾個月。2）噴槍保溫要用柴油或天然氣，價(jià)格較貴。,銅鎳混合精礦經(jīng)預(yù)干燥后，按比例配入外購精礦，混合精礦通過皮帶運(yùn)至圓盤制粒機(jī)上方