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富氧侧吹炉高浓度富氧低碳炼铜生产工艺

2024/08/26

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事实上,富氧侧吹熔炼工艺是瓦纽科夫炼铜工艺的升级,目前已经被十余家铜冶炼企业采用。在这种炼铜工艺投入生产之后,不仅让富氧浓度得到提高,更有效地减少了燃料率,提高了生产效率。在提高企业经济收益的同时,表现出良好的环保节能效果。因此,研究富氧侧吹炉炼铜工艺,对于铜冶炼生产有着巨大的生产价值。

1 工艺原理分析

在高浓度富氧低碳炼铜工艺中,使用富氧侧吹炉,这是一种富氧熔炼炉,可以在一个熔炉中完成干燥物料、焙烧物料以及熔炼物料。富氧侧吹炉从两侧风眼中股入空气,控制直接吹进渣层。其他精矿、冷冰铜、溶剂以及燃料,还需要按照特定比例,经过计量皮带在主皮带中混合均匀。最后利用主运输皮带在炉顶增加料到炉内。得到冰铜之后,按照转炉周期,将冰铜通过铜溜槽放进到铜包之中,烟气会经过余热锅炉得到降温处理,在电收尘器完成收尘处理之后,会送还给硫酸系统。

低碳经济要求在可持续发展理念下,经过技术创新、炼铜产业转型以及能源开发等措施,减少高碳能源的消耗,进一步控制气体污染情况,形成良好的环境保护效果。在炼铜生产中,发展低碳经济,不仅是企业承担低碳环保责任,达到节能降耗指标。也是炼铜生产企业对经济结构的调整,提高能源使用效率,着重发展新型工艺,建设经济环保社会。使用富氧侧吹炉可以有效降低煤配率,减少二氧化碳的排放,减少废气排放,达到良好的低碳环保效果。

这种工艺不仅可以处理精矿,还能对复杂多金属矿进行处理,让资源得到综合利用。这种工艺的来源十分广泛,让原料供应渠道得到拓宽,让矿产资源得到最大化利用。由于高富氧浓度高,使得熔炼强度更高。此外,这种工艺操作十分便捷,炼铜生产过程中,这种炼铜工艺更容易被生产人员掌握,可以有效地提高生产效率。气流从两侧吹进,和金属接触面积更大,气体停留时间更长,让金属利用率得到最大化应用。

2 富氧侧吹炉结构分析

富氧侧吹炉内部衬里使用的是耐火材料,在主要部位设置长方形有铜水套固定的炉子,主体结构含有基础、炉底、风眼、炉顶、钢结构、铜水套以及渣室等部分。基础部分主要是由混合土构成,炉底和炉缸则是使用镁铬材质的砖砌筑而成。在渣室上方使用铜水冷件,在炉顶上使用锅炉钢板对冷件焊接,在底部使用镁铬捣物料。在炉顶设施了两个加料口,同时使用气封、密封起来。在炉子前端使用渣室对渣铜进行分离。

3 生产流程

3.1 空气操作

首先需要将炉内富氧浓度提高到80%~85%范围之内,进一步提高熔炼炉的自热程度,可以生产出二氧化硫,让硫酸生产更加便利,有助于降低生产的成本。在该工艺中,严格控制工艺指标十分关键。在低富氧浓度条件下,富氧浓度控制在62%~65%范围内;燃料率控制在3.3%~3.6%范围之内;床能力指标为75t/m2·d;炉内温度指标为1180℃~1200;Fe/SiO2指标为1.25%~1.3%;SO2浓度指标为25%~28%。在高富氧浓度条件下,富氧浓度控制在80%~85%范围内;燃料率控制在2.7%~3.0%范围之内;床能力指标为80t/m2·d;炉内温度指标为1200℃~1250;Fe/SiO2指标为1.45%~1.6%;SO2浓度指标为30%~32%。

3.2 参数控制

只有在合适的温度下,炉料温度才能快速熔化,从而发生反应。因此需要对冰铜炉温进行控制,同样也要控制生产渣型等关键指标。为了获得更好的生产效果,需要根据炉温、冰铜品位以及渣型的情况对指标进行控制,先调整炉温。

(1)在渣型合适,且渣质量好的情况下,如果冰铜品位比较低,且炉温低,那么需要先控制氧气的流量,将氧气流量调整到最大值。如果氧气流量和富氧浓度达到最大值,那么加料量可能过大,需要进行减料处理。

(2)如果冰铜品位不高,且炉内温度较高时,主要是高硫矿造成的。在保证高富氧浓度的情况下,先着重减少燃料,再参考温度变化情况,适当调整低硫矿占比,调高高硫矿占比。

(3)如果冰铜品位比较高,且炉内温度也比较高,在发生这种情况时,可以将富氧浓度调整到最高水平,提高有用气体的含量,使用全部高硫矿,或者提高高硫矿占比,在提高炉内温度,让炉内温度保持稳定之后,可以增加物料,并降低冰铜的品味。

或者可以不变更配料的比例,适当增加高硫矿占比,控制加料量,提高点燃料数量,在炉内温度出现升高时,增加物料来降低冰铜品位。

(4)如果冰铜品位高,且炉内温度高的情况下,多是由于炉料用量过于少,不需要变更炉内富氧浓度,可以增加加料量并控制冰铜品位以及炉内温度,直到达到合适水平。

3.3 控制含铜量

最后需要对含铜量进行控制,其中0.75%是熔炼渣含铜,经过溜槽后将熔炼渣放进铜包中进行降温处理。在破碎之后和转炉渣一同按照比例展开全渣浮选,获得渣精矿,倒回到熔炼炉中继续使用。在这个过程中,对含铜量的控制要利用高浓度富氧,将炉内温度控制在1200℃附近,在缓冷处理之后让渣含铜得到有效降低。

4 注意事项

4.1 控制烟尘率

在生产过程中,富氧低碳炼铜工艺会产生大量烟尘,这是由于富氧浓度不够高造成的。因此首先要严格控制富氧浓度,保证富氧浓度维持较高水平,从而减少烟气量的产生。其次需要在下料口增加气封,从负压转变为微负压,从而降低烟气可以带走的矿粉数量,让烟尘率得到降低。

4.2 控制单体硫形成

在高强度熔炼炉中,由于脱硫率较高,在投产初期烟气内部单硫体有着较高含量,会对硫酸系统产生严重影响,甚至对熔池熔炼炉稳定运行产生不良影响。因此需要控制单体硫的产生,需要加强对料量、煤粒度以及加入煤块方式的控制。对二次风进行补充,对余热锅炉烟气的含氧量进行控制,将含氧量控制在3%~5%的范围内,从而可以增加富氧浓度,让熔炼炉自热成都升高,减少投入低硫矿。这样可以有效减少单体硫的形成。

4.3 保持上部燃烧

在生产中,由于余热锅炉烟气持续上升,烟道形成结焦现象,需要对煤挥发以及力度进行调整,尽量在上部完成燃烧,使得烟气温度提高,从而起到减少结交量的作用。

5 结论

综上所述,本文通过分析工艺原理以及富氧侧吹炉结构,强调炼铜工艺要加强空气操作、生产参数、含铜量的控制。同时需要注意对烟尘率、单体硫的控制,尽量保持上部燃烧。

由于这种炼铜工艺对物料有着较强适应性,工艺配置十分紧凑,生产投资也相对较少,因此具有较大应用优势。这种熔炼工艺在提供较强熔炼的同时,积极使用余热回收和贫化技术,有着良好的环保效益。


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