一種粗銅火法精煉爐及精煉工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，涉及粗銅的精煉，尤其是一種粗銅火法精煉爐及精煉工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]銅的精煉方法有火法精煉和電解煉銅兩類，其中火法精煉的爐型有反射爐、回轉(zhuǎn)式精煉爐、傾動式精煉爐三種。
[0003]反射爐是傳統(tǒng)的火法精煉設(shè)備，是一種表面加熱的膛式爐，結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，可以處理冷料，也可處理熱料，可以燒固體燃料、液體燃料或氣體燃料。反射爐容積、爐體尺寸可大、可小，波動范圍較大；處理量可以從It變化到400t，適應(yīng)性很強(qiáng)。目前，處理冷料較多的工廠和規(guī)模較小的工廠，多采用反射爐生產(chǎn)陽極銅。但這種反射爐也存在著以下幾方面的缺點(diǎn):(I)氧化、還原插風(fēng)管，扒渣、放銅等作業(yè)全部是手工操作，勞動量和勞動強(qiáng)度大，勞動條件差，難以實現(xiàn)機(jī)械化和自動化；(2)爐體氣密性差，散熱損失大，煙氣泄漏多，車間環(huán)境差；(3)耐火材料用量多，風(fēng)管及輔助材料消耗大；(4)爐子內(nèi)銅液攪動循環(huán)差，操作效率低。
[0004]回轉(zhuǎn)爐是五十年代后期開發(fā)的火法精煉設(shè)備，它是一個圓筒形的爐體，在爐體上配置有2-4個風(fēng)管，一個爐口和一個出銅口，可作360°回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動爐體將風(fēng)口埋入液面下，進(jìn)行氧化、還原作業(yè)?；剞D(zhuǎn)爐體可進(jìn)行加料、放渣、出銅，操作簡便、靈活，與反射爐比較，具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)爐體結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械化、自動化程度高。取消了插風(fēng)管、扒渣、出銅等人工操作。在處理雜質(zhì)含量低的粗銅時，可以實現(xiàn)程序控制；(2)爐子容量從10t變化到550t，處理能力大，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好，勞動生產(chǎn)率高；(3)取消了插風(fēng)管扒渣等作業(yè)，輔助材料消耗減少；(4)回轉(zhuǎn)爐密閉性好，爐體散熱損失小，燃料消耗低；(5)爐體密閉性好，用負(fù)壓作業(yè)，漏煙少，減少了環(huán)境污染。
[0005]傾動爐是一種新型的精煉爐型，它兼有回轉(zhuǎn)式陽極爐機(jī)械化、可傾動及反射爐可加冷料的優(yōu)點(diǎn)，對于再生銅的精煉是一種理想的選擇，但傾動爐造價過高。
[0006]國內(nèi)一些公司將燃?xì)庳Q爐改造后，成功應(yīng)用于熔化電解殘極原料，并通過與反射精煉爐配合生產(chǎn)，發(fā)展成連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)精煉、連續(xù)澆鑄陽極銅的“豎爐?反射爐聯(lián)合銅精煉”工藝，在產(chǎn)能、能耗、作業(yè)效率方面取得顯著進(jìn)步。
[0007]上述工藝除“豎爐?反射爐聯(lián)合銅精煉”工藝外，均為周期性生產(chǎn)，所有工藝路線有均耗高，生產(chǎn)效率低、能源利用率低等缺點(diǎn)。
[0008]通過檢索，發(fā)現(xiàn)三篇與本發(fā)明申請相關(guān)的公開專利文獻(xiàn):
[0009]1、粗銅的火法精煉(CN1034960)，主要特征是對于質(zhì)量較高的礦粗銅進(jìn)行火法精煉時，在轉(zhuǎn)爐、精煉爐或銅包的頂部用噴槍向熔融的粗銅溶液中吹入氮?dú)猓赃_(dá)到脫除銅液中的硫、氧等雜質(zhì)的目的，產(chǎn)出較高質(zhì)量的陽極銅。本發(fā)明具有作業(yè)時間短、燃料消耗少，不用或少用還原劑、設(shè)備簡單，易于實現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。
[0010]2、一種粗銅無氧化摻氮還原火法精煉工藝(CN1390962)，在轉(zhuǎn)爐吹煉時合理控制出銅終點(diǎn)的[S]、[O]，使部分脫硫任務(wù)由還原過程附帶完成，從而取消了傳統(tǒng)的陽極爐氧化作業(yè)過程，并用氮?dú)鈦泶婵諝膺M(jìn)行排渣，還原作業(yè)時還原劑中摻入一定比例氮?dú)膺M(jìn)行還原。本工藝操作簡單，作業(yè)周期短，生產(chǎn)效率高，能源消耗低，生產(chǎn)的陽極板質(zhì)量高，并且消除了黑煙污染，適宜于實現(xiàn)大工業(yè)生產(chǎn)。
[0011]3、一種小型火法吹煉粗銅爐(CN2266601)，爐身外殼由鋼板構(gòu)成，頂蓋由螺絲與爐身相連。爐膛由定型和不定型耐火材料砌襯，爐身一側(cè)中下部有進(jìn)料扒碴口，另一側(cè)下部有出粗銅口，在進(jìn)料扒碴口左右兩側(cè)同等高度正中有風(fēng)筒口，進(jìn)料口上方有可活動的煙罩與煙囪相通。爐身通過轉(zhuǎn)動軸由槽鋼構(gòu)成的支架支撐懸空，通過撬口施外力時，使?fàn)t身可在一定弧度內(nèi)轉(zhuǎn)動。該爐爐齡長，粗銅吹煉時間短，能源材料消耗低，粗銅質(zhì)量產(chǎn)量高。
[0012]通過技術(shù)特征的對比，上述公開專利文獻(xiàn)與本發(fā)明申請在爐體結(jié)構(gòu)上及制備方法上均有較大不同，因此不會破壞本發(fā)明申請的創(chuàng)造性及新穎性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種粗銅火法精煉爐及精煉工藝，該精煉爐結(jié)構(gòu)巧妙，設(shè)計科學(xué)，環(huán)保，生產(chǎn)效率高并可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。
[0014]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0015]一種粗銅火法精煉爐，由豎爐及轉(zhuǎn)爐構(gòu)成，在豎爐的下部徑向連通制有連接凸臺，該連接凸臺同軸連接轉(zhuǎn)爐，該轉(zhuǎn)爐在豎爐的連接凸臺上同軸轉(zhuǎn)動，豎爐的連接凸臺所形成的流液口連通轉(zhuǎn)爐爐膛；在轉(zhuǎn)爐的外端同軸固裝有轉(zhuǎn)爐封頭，在轉(zhuǎn)爐封頭上同軸固裝一還原燒嘴，該還原燒嘴的火焰端同軸對應(yīng)豎爐連接凸臺的流液口 ；所述豎爐為直立圓筒狀，鋼外殼，內(nèi)有保溫磚，豎爐下部爐壁徑向開有除渣口和放液口 ；在豎爐的爐壁切
[0016]向固裝有一組氧化燒嘴，該氧化燒嘴的安裝位置高過流液口。
[0017]而且，所述轉(zhuǎn)爐為臥式圓柱筒狀，鋼外殼，內(nèi)砌高溫耐火材料；在轉(zhuǎn)爐的外緣柱面上均布間隔固裝有滾帶，在對應(yīng)轉(zhuǎn)爐滾帶的基礎(chǔ)上安裝有滾輪。
[0018]而且，所述轉(zhuǎn)爐的還原燒嘴由外層的保溫冷卻層及其內(nèi)依次同軸設(shè)置的中軸通孔、燃?xì)猸h(huán)孔及氧氣環(huán)孔構(gòu)成，中軸通孔中的高速氧氣流直接噴射至豎爐的流液口，以使豎爐內(nèi)維持氧化氣氛。
[0019]一種粗銅火法精煉工藝，步驟是:
[0020]⑴原料使用自動設(shè)備從豎爐頂部投入，開爐時先加入0.5-1小時熔化量的原料，開啟氧化燒嘴加熱，其中氧化燒嘴的富氧系數(shù)大于1，由此形成氧化氣氛；轉(zhuǎn)爐的還原燒嘴富氧系數(shù)小于1，由此形成還原氣氛；氧化燒嘴沿豎爐切線方向布置以形成旋轉(zhuǎn)熱流，還原燒嘴至少有兩個可以獨(dú)立控制的氧氣通道，其中一個是高速氧氣流道，高速氧氣流直接噴射至轉(zhuǎn)爐的流液口；
[0021]⑵豎爐內(nèi)全氧燃燒產(chǎn)生的高溫將豎爐下部的銅料熔化，由于有過量的氧氣存在，雜質(zhì)被氧化形成爐渣；同時，燃燒產(chǎn)生的高溫氣體向上排出時對銅料預(yù)熱；
[0022]⑶當(dāng)爐渣達(dá)到一定量時，通過除渣口將爐渣扒出，放液口用于停爐時放盡豎爐內(nèi)銅液；
[0023]⑷豎爐內(nèi)的銅液高度超過流液口的下沿后，銅液溢流到轉(zhuǎn)爐內(nèi)，在轉(zhuǎn)爐的還原氣氛下完成還原過程；轉(zhuǎn)爐內(nèi)還原燒嘴燃燒產(chǎn)生的熱能，通過輻射和對流傳給銅液和轉(zhuǎn)爐爐壁，由于轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)，爐壁的熱量也通過傳導(dǎo)給銅液加溫；
[0024](5)還原后的干凈銅液經(jīng)轉(zhuǎn)爐頭端的出液口放出澆鑄。
[0025]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0026]1、本發(fā)明采用“豎爐一可傾動轉(zhuǎn)爐”結(jié)構(gòu)，氧化和還原過程分離，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的連續(xù)化，提高了生產(chǎn)效率，