[发明专利]一种全热态连续底吹炼铜方法和设备

说明书

本发明公开了一种全热态连续底吹炼铜方法和设备，首次在单套冶炼生产线中将底吹熔炼技术应用在铜精矿的熔炼、冰铜的吹炼以及粗铜的精炼三个工序，提出了一种由底吹熔炼+底吹吹炼+底吹精炼+阳极浇铸的全热态底吹连续炼铜工艺包与配置；上述工艺包由一台熔炼炉、一台吹炼炉、两台底吹精炼炉和两台圆盘浇铸机组成，炉窑之间高低顺序排布，全部采用密闭溜槽连接；各种含铜物料及辅料通过多段氧化、多次排渣，连续生产，在该工艺包内实现从投入精矿到直接产出铜阳极板的连续冶炼工艺。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其是一种全热态连续底吹炼铜方法和设备。

背景技术

目前全世界的铜火法冶炼工艺大多分为三段，第一段是造锍熔炼，由铜精矿炼成含铜40-75%的铜锍（或称冰铜），第二段是将铜锍吹炼成含铜98-99%的粗铜，第三段再进一步除掉粗铜中的有害杂质，以满足电解精炼对阳极板化学成分的要求，获得合格的铜阳极板进入电解系统。

造锍熔炼过去有鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼等，因其冶炼强度低，产生的烟气SO_２浓度低，无法回收制酸，已逐渐被淘汰，改革开放以后从国外引进了闪速熔炼、诺兰达熔炼、奥斯麦特熔炼、艾萨熔炼等。近十几年，国内的冶金工作者自主研发了富氧底吹熔炼和富氧双侧吹熔炼技术，并且迅速地应用和成熟。目前，许多老的铜冶炼厂改造和新建铜冶炼厂根据自身原料来源比较复杂的特点，都偏爱选用富氧底吹熔炼和双侧吹熔炼技术。这两种铜冶炼技术在我国都有不少的冶炼企业在运行，使我国成为世界最大的铜生产国，也使中国铜冶炼技术跻身世界先进行列。

铜火法冶炼70%以上的吹炼工艺都是采用转炉系统，转炉吹炼有140多年的应用史，技术成熟，粗铜质量可控，可以附带处理冷铜。但转炉吹炼分造渣期和造铜期，进料与出渣都是用铜锍包在车间内进行吊运，转炉吹炼的间断作业，造成了上下游工序都不能连续排放熔体和连续进料；同时转炉吹炼过程造成SO_２烟气低空逸散，使转炉吹炼作业的操作环境很差，且烟气量与成分有较大的波动，为烟气制酸带来一定的困难，造成制酸尾气含SO_２偏高，这是当今铜冶炼面临的一道世界性难题。

随着粗铜火法生产工艺的发展，传统的转炉吹炼工艺已不适应现代环保的要求。转炉吹炼粗铜，间断进料、出渣导致作业过程难以实现系统密闭，存在着漏风率高、烟气SO_２浓度低、烟气量波动大、逸散烟气造成低空污染严重、耐火材料消耗量大等弊病。在底吹和侧吹吹炼技术完善推广之前，国际上比较成熟的粗铜吹炼工艺有两种：一是闪速吹炼工艺，二是三菱法吹炼工艺。闪速吹炼工艺是将熔炼产生的冰铜水淬后，研磨成细粉再烘干，连同粉状熔剂一起用高压风喷入闪速炉内，生成吹炼渣、粗铜和高温烟气。该工艺存在着投资较高、不能消化冷料、直收率低、粗铜含硫高等缺点。三菱法吹炼工艺是将热态冰铜通过溜槽直接流入吹炼炉并同时采用风料喷枪向熔体中喷入熔剂和富氧空气，经过氧化反应生成吹炼渣、粗铜和高温烟气；虽然能耗较低，但存在吹炼渣含铜高、直收率低、粗铜含硫及杂质高的缺点。

近些年铜冶炼技术朝着高效、清洁和连续化的方向发展，国内外铜冶炼企业积极寻求或开发产能大、投资和运行费用低、操作连续、有利于环保的铜冶炼工艺。

发明内容

基于上述现有技术，本发明开发了一套全底吹、全热态、高度集成的连续炼铜工艺方法和设备。

本发明采用的技术方案如下：一种全热态连续底吹炼铜方法,包括底吹熔炼、底吹吹炼、底吹精炼三个连续炼铜步骤；经底吹熔炼步骤将铜精矿熔炼产出铜锍，铜锍经底吹吹炼步骤吹炼产出粗铜，粗铜经底吹精炼步骤进行火法精炼并浇铸得到铜阳极板。本发明工艺方法是从熔炼到精炼全部采用底吹冶炼工艺，发挥底吹冶炼氧利用率高、熔体搅拌强烈、吹炼不易产生泡沫渣等优势。特别是底吹精炼是首次将底吹工艺应用到粗铜精炼上，具有氧化还原速率高，除杂能力强等特征。