本發(fā)明屬于金屬冶煉領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種連續(xù)煉銅的冶煉方法。

背景技術(shù)：

目前，國(guó)內(nèi)外銅冶煉企業(yè)都朝著清潔生產(chǎn)的連續(xù)吹煉工藝技術(shù)方向發(fā)展，就銅的吹煉而言,當(dāng)今世界上90%以上都是采用ps轉(zhuǎn)爐，該工藝是間斷作業(yè),過(guò)程中銅锍包在車間內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，容易造成so2煙氣低空逸散,加上加料及吹煉過(guò)程,煙氣難以完全密封,也存在不同程度的逸散現(xiàn)象，使sp轉(zhuǎn)爐吹煉作業(yè)的操作環(huán)境很差。這是當(dāng)今銅冶煉面臨的世界性技術(shù)瓶頸,都在力圖解決這一問(wèn)題。因此，積極尋求或開發(fā)產(chǎn)能大、投資和運(yùn)行費(fèi)用低、操作連續(xù)、有利于環(huán)保的吹煉工藝是勢(shì)在必行。目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的連續(xù)吹煉銅的工藝有日本研發(fā)的三菱法和閃速爐連續(xù)吹煉，采用三爐溜槽連接實(shí)現(xiàn)連續(xù)煉銅，但是其棄渣含銅量過(guò)高，資源利用率低；連續(xù)閃速吹煉是上世紀(jì)70年代末美國(guó)kennecott公司提出了冰銅連續(xù)吹煉的“固體冰銅氧氣吹煉法”，取代p-s轉(zhuǎn)爐的工藝，1995年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。2007年8月第二臺(tái)閃速吹煉爐在中國(guó)陽(yáng)谷祥光冶煉廠投產(chǎn)，2008年10月開始達(dá)到設(shè)計(jì)能力，但是該工藝成本高，冰銅需要降溫球磨后再進(jìn)入閃速吹煉爐進(jìn)行，也消耗一部分能源，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境也不是太好，熱能利用不合理。

近年，隨著對(duì)冶煉企業(yè)環(huán)保要求的日益提高和有色金屬行業(yè)的持續(xù)低迷，迫使企業(yè)從工藝的優(yōu)化降低成本，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力方面做了大量的工作。專利-“雙爐多槍頂吹連續(xù)吹煉爐”（cn103276223），通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)爐的優(yōu)化，連接造渣爐和造銅爐，實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)冰銅、連續(xù)鼓風(fēng)、連續(xù)造渣、連續(xù)出渣、連續(xù)或間斷放出粗銅的連續(xù)吹煉過(guò)程，但是需要在兩臺(tái)爐子中實(shí)現(xiàn)連續(xù)吹煉，存在一定的環(huán)境污染。專利-“一種采用氧氣底吹爐連續(xù)煉銅的工藝及其裝置”（cn101165196），提出了利用氧氣底吹爐進(jìn)行連續(xù)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(tǒng)改變煉銅企業(yè)工藝，投資較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種連續(xù)煉銅的工藝和裝置，過(guò)程清潔環(huán)保，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，采用底側(cè)吹-分區(qū)域吹煉工藝，實(shí)現(xiàn)冰銅在一個(gè)爐子內(nèi)得到粗銅。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種連續(xù)煉銅裝置，爐型為臥式圓形，爐內(nèi)設(shè)置隔墻把爐腔分為兩個(gè)室，即氧化氣氛造渣區(qū)和還原氣氛造銅區(qū)，隔墻下部設(shè)一近橢圓形孔洞將兩個(gè)室連通，形成金屬相和渣相的對(duì)流，氧化氣氛造渣區(qū)有排渣口、還原氣氛造銅區(qū)有放銅口，粗銅從放銅口連續(xù)排放，渣通過(guò)排渣口連續(xù)排放，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中亦可根據(jù)實(shí)際情況間斷排放，在爐體的造渣區(qū)、造銅區(qū)的側(cè)部、底部都設(shè)有多對(duì)氧氣噴入口和多對(duì)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(duì)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(jù)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(qū)內(nèi)徑為2.6-4.5m，長(zhǎng)度為6m-12m，還原氣氛造銅區(qū)內(nèi)徑為2.2m-3.5m，爐體總長(zhǎng)為30m-45m。具體數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)能規(guī)模及物料特性來(lái)確定計(jì)算爐體尺寸。

爐體為一體化密封可傾動(dòng)結(jié)構(gòu)，滿足系統(tǒng)熱修的條件。

爐體冷卻體系為有機(jī)離子液系統(tǒng)，不存在泄露爆炸危險(xiǎn)，換熱裝置采用鋼制，進(jìn)一步降低投資。

使用該連續(xù)煉銅裝置的煉銅方法，具體包括以下步驟：

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

（2）連續(xù)煉銅裝置產(chǎn)出的粗銅，通過(guò)虹吸式放銅口放出，經(jīng)過(guò)溜槽送至陽(yáng)極工段，按陽(yáng)極工段常規(guī)作業(yè)，鑄造成銅陽(yáng)極板送電解槽電解。

根據(jù)冰銅品位和其中鐵賦存狀態(tài)的變化，粉煤以50～200kg/h、氮?dú)庖?5～45m³/h為保護(hù)氣體、冷卻水以10～38m³/h由噴槍噴入，實(shí)現(xiàn)四氧化三鐵含量的降低，優(yōu)化渣的流動(dòng)性。

爐渣經(jīng)磨礦、選礦后返回連續(xù)煉銅裝置。

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

由于本發(fā)明工藝單元在一臺(tái)裝置內(nèi)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(cè)部和下部直接噴入熔體中參與直接反應(yīng)，極大地提高了反應(yīng)效率。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下特點(diǎn)或有益效果：

（1）工藝簡(jiǎn)單、投資?。涸摴に噷?shí)現(xiàn)冰銅一步得到粗銅，流程簡(jiǎn)短，所需設(shè)備及勞動(dòng)力不多，生產(chǎn)費(fèi)用和建設(shè)投資分別比三菱法和閃速吹煉約低40%和30%～40%。

（2）作業(yè)率高：爐體壽命長(zhǎng)，可達(dá)2.5-3年以上；氧槍壽命長(zhǎng)，一般為20～40天，最長(zhǎng)達(dá)2個(gè)月，更換一批氧槍需時(shí)不超過(guò)6小時(shí)；

（3）環(huán)境污染?。焊谎跞蹮挳a(chǎn)生的煙氣量為傳統(tǒng)煉鉛法的l/4～1/5，s02濃度高，有利于制酸?！叭龔U”排放達(dá)到環(huán)保要求。

上述特點(diǎn)或效果保證了本發(fā)明具有系統(tǒng)與現(xiàn)有銅冶煉熔煉系統(tǒng)的銜接性好，建設(shè)規(guī)?？烧{(diào)節(jié)性強(qiáng)，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(diǎn)，為未來(lái)行業(yè)發(fā)展的先進(jìn)煉銅工藝。

附圖說(shuō)明

圖1為連續(xù)煉銅裝置圖；

圖2為圖1的a-a向、b-b向、c-c向的剖面圖；

圖3為本發(fā)明工藝流程圖；

圖中，1-造銅區(qū)，2-造渣區(qū)，3-隔墻，4-粉煤噴槍，5-輻射煙道，6-放銅口。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明冰銅成份范圍為cu40-75%

實(shí)施例1：

冰銅10t，品位40%。

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

（2）連續(xù)煉銅爐產(chǎn)出的粗銅，通過(guò)虹吸式放銅口放出，經(jīng)過(guò)溜槽送至陽(yáng)極工段，按陽(yáng)極工段常規(guī)作業(yè)，鑄造成銅陽(yáng)極板送電解槽電解。

計(jì)算的綜合收率為：粗銅：cu：98.5%，s：0.8%，吹煉渣含銅：3.2%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：235kgce/t。

實(shí)施例2：

冰銅15t，品位45%。

（1）將冰銅通過(guò)連續(xù)煉銅裝置加料口加入爐內(nèi)，通過(guò)氧氣噴槍送入氧氣進(jìn)行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為10°；通過(guò)粉煤噴槍噴入粉煤進(jìn)行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為5°，將冰銅連續(xù)吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時(shí)，按造渣要求量連續(xù)定量的加入石英石和石灰石，控制吹煉溫度1200℃；

（2）連續(xù)煉銅爐產(chǎn)出的粗銅，通過(guò)虹吸式放銅口放出，經(jīng)過(guò)溜槽送至陽(yáng)極工段，按陽(yáng)極工段常規(guī)作業(yè)，鑄造成銅陽(yáng)極板送電解槽電解。

計(jì)算的綜合收率為：粗銅：cu：98.7%，s：0.6%，吹煉渣含銅：3.1%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：225kgce/t。

實(shí)施例3：

冰銅15t，品位70%。

（1）將冰銅通過(guò)連續(xù)煉銅裝置加料口加入爐內(nèi)，通過(guò)氧氣噴槍送入氧氣進(jìn)行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為15°；通過(guò)粉煤噴槍噴入粉煤進(jìn)行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為10°，將冰銅連續(xù)吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時(shí)，按造渣要求量連續(xù)定量的加入石英石，控制吹煉溫度1250℃；

（2）連續(xù)煉銅爐產(chǎn)出的粗銅，通過(guò)虹吸式放銅口放出，經(jīng)過(guò)溜槽送至陽(yáng)極工段，按陽(yáng)極工段常規(guī)作業(yè)，鑄造成銅陽(yáng)極板送電解槽電解。

計(jì)算的綜合收率為：粗銅：cu：99.1%，s：0.6%，吹煉渣含銅：3.8%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：232kgce/t。

實(shí)施例4：

冰銅10t，品位65%。

（1）將冰銅通過(guò)連續(xù)煉銅裝置加料口加入爐內(nèi)，通過(guò)氧氣噴槍送入氧氣進(jìn)行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為20°；通過(guò)粉煤噴槍噴入粉煤進(jìn)行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為15°，將冰銅連續(xù)吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時(shí)，按造渣要求量連續(xù)定量的加入石英石和石灰石，控制吹煉溫度1350℃；

（2）連續(xù)煉銅爐產(chǎn)出的粗銅，通過(guò)虹吸式放銅口放出，經(jīng)過(guò)溜槽送至陽(yáng)極工段，按陽(yáng)極工段常規(guī)作業(yè)，鑄造成銅陽(yáng)極板送電解槽電解。

計(jì)算的綜合收率為：粗銅：cu：98.5%，s：0.8%，吹煉渣含銅：3.2%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：235kgce/t。

實(shí)施例5：

冰銅10t，品位60%。

（1）將冰銅通過(guò)連續(xù)煉銅裝置加料口加入爐內(nèi)，通過(guò)氧氣噴槍送入氧氣進(jìn)行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為25°；通過(guò)粉煤噴槍噴入粉煤進(jìn)行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為15°，將冰銅連續(xù)吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時(shí)，按造渣要求量連續(xù)定量的加入石英石，控制吹煉溫度1300℃；

（2）連續(xù)煉銅爐產(chǎn)出的粗銅，通過(guò)虹吸式放銅口放出，經(jīng)過(guò)溜槽送至陽(yáng)極工段，按陽(yáng)極工段常規(guī)作業(yè)，鑄造成銅陽(yáng)極板送電解槽電解。

計(jì)算的綜合收率為：粗銅：cu：98.7%，s：0.7%，吹煉渣含銅：3.4%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：238kgce/t。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施案例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

上述實(shí)施例說(shuō)明本裝置及方法可以與現(xiàn)有銅冶煉企業(yè)的熔煉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接，可以處理不同品位的冰銅，利用粉煤降低了渣含銅，合理優(yōu)化爐體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了熔池合理隔斷與爐渣分流。本工藝和裝置建設(shè)投資省，爐型可大可小，根據(jù)銅資源量進(jìn)行調(diào)整，適合5萬(wàn)t-20萬(wàn)t/a不同銅冶煉規(guī)模的建設(shè)，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(diǎn)，為未來(lái)行業(yè)發(fā)展的先進(jìn)煉銅工藝。