[实用新型]一步炼铜装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及有色金属冶金技术领域，具体涉及一种一步炼铜装置。

背景技术

现有铜火法冶金过程主要分为熔炼、吹炼和精炼三个工序。

熔炼方面，方法主要有闪速熔炼法和熔池熔炼法两大类，具体有奥托昆普闪速熔炼、Inco闪速熔炼、诺兰达熔炼、奥斯麦特熔炼、艾萨熔炼、氧气底吹熔炼、白银法熔炼、瓦纽柯夫熔炼、特尼恩特熔炼、三菱熔炼、卡尔多炉熔炼、旋浮熔炼以及传统的反射炉熔炼、鼓风炉熔炼、电炉熔炼等。目前传统熔炼工艺正在被清洁强化熔炼技术所取代，但现代强化熔炼技术也各自存在一些问题，如闪速熔炼对原料要求高，需要细磨及深度干燥，烟尘率高；诺兰达熔炼采用单面侧吹，气液混合不均匀，生产环境差，SO₂逸散严重；奥斯麦特/艾萨熔炼采用顶吹，喷枪保温要用柴油或天然气，价格较贵。

吹炼方面，世界上90%采用PS转炉，间断作业，熔炼产出的铜锍需用铜锍包在车间内进行倒运，加上转炉加料及吹炼过程，烟气难以完全密封，存在不同程度的SO₂烟气逸散污染，使PS转炉吹炼作业的操作环境很差。

精炼方面，目前用于火法精炼的炉型主要有反射炉、回转精炼炉、倾动式精炼炉等，主要存在自动化水平低、过于依赖手工操作、炉体气密性差、散热损失大、烟气泄漏多、铜液搅拌循环差、操作效率低等问题。

目前，大部分铜火法冶金生产中三个工序均独立操作，分炉进行，过程不连续，能耗高，环境污染严重，因此开发短流程、清洁铜冶炼工艺，进行熔炼、吹炼、精炼工序集成，实现连续炼铜及一步炼铜，是未来铜冶金的发展方向。

在连续炼铜方面，目前有三菱法、闪速连续炼铜法、氧气底吹连续炼铜法、诺兰达法连续炼铜法等。三菱法需配置四台炉子，安装需要高度差，建筑成本较高，且电炉贫化后的弃渣含铜较高；闪速连续炼铜法，其液态铜锍需要水淬、干燥、细磨，能耗高，且所产炉渣含铜高达10%～20%，粗铜质量欠佳；氧气底吹连续炼铜法采用两台底吹炉或三台底吹炉，呈“一”字阶梯排布或者呈“品”字排布，为我国自主研发的技术；诺兰达连续炼铜法初期在直接生产粗铜，因渣含铜高，粗铜杂质多，渣的处理复杂，最后放弃生产粗铜，至今仍然生产高品位冰铜(70%Cu)。

一步炼铜是指在单一设备中进行的连续炼铜，用含铜物料直接冶炼成铜。其中，旋浮一步炼铜法，通过旋浮冶炼与脉动旋流喷嘴技术，将熔炼和吹炼合二为一，将普通铜精矿持续稳定地直接冶炼出含铜98.5%以上的粗铜，目前该技术还未能完成精炼过程，难以生产阳极铜。

中国专利“201410156737.2”提出的一步炼铜工艺及其装置，其炉体为底吹回转卧式圆筒炉，挡墙将封闭炉腔水平方向上分为三个区，即熔炼区、吹炼区、精炼区，底部安装氧枪。由于运转时高温熔体容易损坏侵蚀挡墙耐火材料，影响生产效率，因此该技术还需进一步改进提高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构更简单、耐用、效率高、投资少、运行成本低的一步炼铜装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种一步炼铜装置，包括具有封闭炉腔的炉体，所述封闭炉腔自底部由下至上依次设有精炼区、吹炼区和熔炼区，所述精炼区四周的炉壁上设有多个第一喷枪，所述吹炼区四周的炉壁上设有多个第二喷枪，所述熔炼区四周的炉壁上设有多个第三喷枪，所述精炼区四周的炉壁和/或底部还设有多个位于第一喷枪下方的第四喷枪，所述熔炼区上方的炉壁上设有排渣口，所述封闭炉腔的顶部设有加料口和烟道口，所述封闭炉腔的底部设有排铜口。

上述的一步炼铜装置，优选的，各第一喷枪、第二喷枪和第三喷枪与水平面之间的夹角为-60°~+60°。

上述的一步炼铜装置，优选的，位于精炼区四周的炉壁上的第四喷枪与水平面之间的夹角为-60°~+60°，位于精炼区底部的第四喷枪与竖直平面之间的夹角为-80°~+80°。

上述的一步炼铜装置，优选的，所述炉壁为钢板，所述炉壁的内侧设有耐火材料内衬。

上述的一步炼铜装置，优选的，所述封闭炉腔的截面为圆形或椭圆形。

一种一步炼铜工艺，包括以下步骤：

（1）将含铜物料、熔剂混合配料后，由加料口加入到炉体内；