奥斯麦特粗铜冶炼工艺冰铜热态吹炼分析.pdf

第3 4 卷 2 0 1 4 年0 8 月 矿冶 工 程 M I N I N GA N D I E T IIU R G I C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 4 A u g u s t2 0 1 4 奥斯麦特粗铜冶炼工艺冰铜热态吹炼分析① 车驾才 侯马北铜铜业有限公司，山西侯马0 4 3 0 0 0 摘要结合生产实践，系统分析了奥斯麦特吹炼炉处理冷热混合物料吹炼模式以及单独处理水淬冷冰铜吹炼模式的优缺点，为 吹炼炉提升产能提供依据。 关键词吹炼炉；热态冰铜；冷冰铜 中图分类号T F 8 0 6文献标识码Ad o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 4 ．0 8 ．1 2 1 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 4 0 8 0 4 4 0 0 2 奥斯麦特吹炼工艺是以浸没式顶吹喷枪技术为核 心的全新冶炼技术，吹炼过程在一个圆柱型的内衬耐 火材料的炉体内完成。吹炼炉即可以处理热态冰铜也 可以单独处理水淬冷冰铜，还可以处理冷热混合物料， 高温熔池内的冰铜与喷枪提供的氧反应造渣脱硫，最 后生产含铜9 9 ％以上的合格粗铜，工艺流程见图1 。 些旦 塑塑堕堕塑堕鉴 图1奥斯麦特吹炼工艺流程 吹炼过程中向吹炼炉中加入的主要物料有热冰 铜、冷冰铜、石英石、粒煤，主要氧化反应如下屯1 F e O 0 2 一F e 2 0 3 1 F e 2 0 3 F e S F e O S 0 2 2 F e 2 0 3 C } F e O C 0 2 3 F e O S i 0 2 2 F e O S i 0 2 4 F e 2 0 3 C u 2 S F e O C u S 0 2 5 C u F e 2 0 3 一C u 2 0 F e O 6 C u 2 S C u 2 0 C u S 0 2 7 C 0 2 ，C 0 2 8 整个吹炼过程在炉渣层中进行，喷枪先氧化炉渣， 通过炉渣的传递再氧化铜锍，从而达到吹炼粗铜的 目的。 吹炼操作方式可以采用周期作业方式也可以采用 连续吹炼作业方式。吹炼终点通过在线检测烟气s O 浓度确定，周期吹炼时，当烟气s O 浓度急剧下降时， 即达到粗铜终点。连续吹炼时，冰铜人炉后直接吹炼 到位，烟气S O 浓度稳定在一个固定范围，炉内随时都 有粗铜相的存在 附主要工艺参数见表1 。 表1 主要操作参数 1 能耗对比分析 吹炼炉作业分两个周期进行，一周期主要以熔化 物料及脱铁为主，二周期以脱硫为主。一周期煤耗高 主要是熔化冷态冰铜，二周期配加粒煤主要是控制炉 内氧势。由于顶吹工艺的特点是通过渣氧化后传递氧 制冰铜，与冰铜的铁、硫反应，为此，渣中F e ，O 。量较 高，为防止渣粘性过大，形成渣泡沫化，需补充部分煤 控制渣氧势。冷热混合物料吹炼模式由于有热态冰铜 的加入，一方面热态冰铜带入热量，为冷冰铜熔化提供 热源，另一方面热态冰铜也可作为还原剂有效控制炉 内渣氧势。为此，冷热混合物料吹炼模式有效降低吨 铜煤耗。 同时，冷热混合物料吹炼模式由于煤耗低、冰铜处 理量大、烟气及烟气带走的热比冷冰铜处理模式多，通 过余热锅炉回收余热，单炉产生蒸汽量多，与熔炼炉产 生蒸汽合并后进行发电，冷热混合物料吹炼模式较单 ①收稿日期2 0 1 4 0 6 2 4 作者简介车驾才 1 9 7 4 - ，男，山西太谷人，冶炼工程师，主要从事生产技术管理工作。 万方数据 2 0 1 4 年0 8 月 车驾才奥斯麦特粗铜冶炼工艺冰铜热态吹炼分析 独处理冷冰铜吹炼模式综合能耗要低 见表2 ～3 。 表2 处理冷热混合物料与处理冷冰铜能耗对比表 单炉 冰铜冰铜量冰铜品位煤耗鼓风量蒸汽产量余热发电 形态 ／t／％／t／N m 3／t／k W h 表3 处理冷热混合物料与处理冷冰铜吹炼时间及煤耗对比表 2 产能对比分析 处理冷热混合物料可以降低煤耗，在相同作业时 间内，鼓风量一定，处理冷热混合物料吹炼模式可以有 剩余风量用于增加冰铜处理量，从而提高单炉产能，而 单独处理水淬冷冰铜吹炼模式，由于存在冷冰铜化料 吸热过程，增大了煤耗及风量消耗，从而降低了单炉冷 冰铜处理量，较处理冷热混合物料吹炼模式产能要低。 同时，冰铜在水淬过程中，机械夹带熔炼渣情况以 及冰铜物理水分影响，降低了冰铜品质，相比处理冷热 混合物料吹炼模式，单独处理水淬冷冰铜吹炼模式降 低了入炉铜含量，渣量增大，吹炼渣含铜在系统中循环 量增加，不仅影响单炉粗铜产能，同时也增大了粗铜冶 炼能耗 见表4 。 表4 处理冷热混合物料与处理冷冰铜产能对比表 3 生产作业对比分析 3 ．1 配料准确性分析 吹炼作业热态冰铜熔体人炉依靠溜槽转运，无计 量装置，人炉冰铜量完全依靠经验积累的判断分析，冷 态冰铜通过申克称计量后，通过皮带从炉顶加料口入 炉，为此，针对热态冰铜的空气量配加以及造渣熔剂 石英石和石灰石 的配料计算，无法与冷态冰铜共同 进入中控系统完成，只能根据经验分析与采样化验予 以完成，配料精度差，操作经验依赖性强。 3 ．2 生产平衡分析 铜顶吹熔炼与吹炼工艺是以浸没式顶吹喷枪技术 为核心的冶炼技术，熔炼和吹炼过程分别在一个圆柱 型的内衬耐火材料的炉体内完成，中间通过电炉连接 和缓冲。从熔炼炉中排出的炉渣和冰铜混合物在电炉 进行沉降分离，一部分热态冰铜根据需要进入吹炼炉， 另一部分冰铜进行水淬，经水淬的冷态冰铜经过皮带 从吹炼炉炉顶加入炉内。生产过程中，根据吹炼炉作 业时间以及熔炼炉精矿处理量，合理掌握沉降炉热态 冰铜排入吹炼炉的时间，以保证热态冰铜人炉流量以 及沉降炉内冰铜储存量维持平衡，吹炼炉进完热态冰 铜后，沉降炉内储存的冰铜予以水淬，作为冷冰铜加入 吹炼炉，以维持熔炼炉、沉降炉、吹炼炉生产平衡，熔炼 及吹炼工艺前后工序依赖性强，在熔炼与吹炼产能不 匹配的情况下，沉降炉内热态冰铜为吹炼炉补给就制 约了吹炼炉产能。 3 ．3 转运成本分析 吹炼炉采用处理冷热混合物料吹炼模式，热态冰 铜通过溜槽进行转运，减少了冰铜水淬过程中水淬泵 以及风机运行成本消耗，同时，冷冰铜通过皮带转运进 入吹炼炉，增加了冰铜运输成本消耗及皮带运行成本 消耗，为此，采用处理冷热混合物料吹炼模式较单独处 理水淬冷冰铜吹炼模式减少了部分成本消耗。 3 ．4 连续吹炼模式分析 为提高吹炼炉产能，从两方面提供扩能改造方案， 一是提高冰铜品位，减少吹炼渣量，降低吹炼渣含铜循 环，解除限制产能的瓶颈；二是增加吹炼炉鼓风效率， 实现不停止吹炼的情况下完成排渣放铜作业。由于热 态冰铜人炉计量存在困难，冷冰铜入炉计量可以直接 进入中控配料计算系统，提高冷冰铜品位及品质为连 续吹炼创造了条件。 4 结论 综合分析，顶吹吹炼炉采用间歇式作业模式，处理 冷热混合物料吹炼无论是能源消耗还是产能提升方 面，都优于单独处理水淬冷冰铜吹炼。但由于热态冰 铜转运无法准确计量，无法进入中控配料计算系统进 行生产，经验判断依赖性强，采用单独处理水淬冷冰铜 吹炼模式进行连续吹炼更具有操作性。 参考文献 [ 1 ] 朱祖泽，贺家齐．现代铜冶金[ M ] ．北京科学出版社，2 0 0 3 ． [ 2 ] 彭容秋．铜冶金f M ] ．长沙中南大学出版社，2 0 0 4 ． 万方数据