铜闪速熔炼工艺

浅谈“双闪”铜冶炼的工艺探索及优化摘要：伴随着铜冶炼高投料、高品位、高氧浓、高热负的技术的发展趋势，闪速熔炼系统，不断优化着热平衡问题和造渣问题，而关键设备的开发及应用，也使得适应高强度熔炼的炉体结构设计和冷却技术有了很大的改进。

闪速熔炼是近代发展起来的一种先进的冶炼技术，能耗低，规模大，具有劳动条件好、自动化水平和劳动生产率高的优点。

精矿喷嘴技术不断地完善，精矿干燥与输送、装料系统等辅助系统不断提升等等，结合实践不断优化，现场工艺的升级与功用的提升，“双闪”铜冶炼技术不断完善。

本文将从闪速冶炼工艺的配置优化与衔接，对双闪冶炼工艺运维与系统优化开展了深入探索。

关键词：冶金工程；闪速熔炼；工艺优化；系统运维1、“双闪”铜冶炼工艺简述闪速冶炼工艺是在闪速炉一步炼铜工艺的基础上开发应用的连续吹炼工艺，连续加料、连续送风、连续排烟。

从1995年首次工业应用以来，特别是在中国几个大型冶炼厂的应用，通过工艺、设备的不断改进，该工艺已经非常成熟可靠。

闪速吹炼采用固体铜锍高浓度富氧吹炼，烟气量小，烟气连续稳定，SO2浓度高，为烟气制酸创造了很好的条件，制酸的电耗和单位能耗是其他连续吹炼工艺无法比拟的；固体铜锍吹炼可以将熔炼和吹炼在时间和空间上分开，不再相互制约，为高作业率创造了条件，可以与任何能够生产高品位铜锍的熔炼工艺相匹配生产，如氧气底吹、富氧双侧吹等；炉体密闭性好，环保条件好，“双闪”工艺硫的捕集率超过99.9%；闪速吹炼炉的单炉产能大，目前年生产能力已经达到45万t粗铜，还有进一步提高的潜力，特别适合大规模生产。

对于30万t以上产能的冶炼厂，采用闪速吹炼工艺的单位投资和单位成本低，具有一定的投资和成本优势。

2、闪速冶炼的工艺流程及现场实践闪速熔炼是充分利用细磨物料巨大的活性表面，强化冶炼反应过程的熔炼方法。

将精矿经过深度干燥后，与熔剂经干燥一起用富氧空气喷入反应塔内，精矿粒子在空间悬浮1-3s 时间，与高温氧化性气流迅速发生硫化矿物的氧化反应，并放出大量的热，完成熔炼反应即造锍的过程。

年产6万吨粗铜闪速熔炼炉的设计年产6万吨粗铜闪速熔炼炉的设计一、引言粗铜是一种重要的金属材料，广泛应用于电力、建筑、航空航天等领域。

为了满足市场需求，设计一台年产6万吨粗铜的闪速熔炼炉至关重要。

本文将详细介绍该闪速熔炼炉的设计方案。

二、工艺流程1. 原料准备：将含铜原料进行预处理，去除杂质和水分。

2. 熔化：将预处理后的原料投入到闪速熔炼炉中进行高温加热，使其达到液态。

3. 精练：通过对液态金属进行物理和化学处理，去除其中的杂质和氧化物。

4. 铸造：将经过精练的金属液体倒入模具中进行冷却凝固，得到粗铜坯。

三、设备选型1. 闪速熔炼炉：选择具有高效率和稳定性能的电弧式闪速熔炼设备。

该设备能够提供足够高的温度和压力，以实现快速熔化和精练过程。

2. 冷却系统：设计一个高效的冷却系统，确保闪速熔炼炉能够稳定工作。

该系统应包括冷却水循环系统和冷却剂供给系统。

3. 控制系统：采用先进的自动化控制系统，实现对闪速熔炼炉的温度、压力、流量等参数进行精确控制和监测。

四、关键技术1. 高温加热技术：选择高效的电弧加热技术，提供足够高的温度来加热原料。

同时，通过优化电极结构和电弧控制技术，提高能量利用率和加热效果。

2. 杂质去除技术：采用物理和化学方法相结合的方式，去除金属液体中的杂质。

物理方法包括离心分离、过滤等；化学方法包括还原反应、络合反应等。

3. 冷却凝固技术：设计合适的模具结构和冷却方式，以实现金属液体快速凝固，并得到均匀致密的粗铜坯。

五、安全与环保1. 安全性：设计闪速熔炼炉时，应考虑安全操作和防护设施。

设置可靠的温度、压力、液位等监测装置，以及紧急停机装置。

2. 环保性：采用封闭式操作方式，减少对环境的污染。

同时，在杂质去除过程中，选择环保友好的化学药剂，并加强废水和废气处理。

六、经济效益分析1. 投资成本：根据设备选型和关键技术要求，估算出该闪速熔炼炉的投资成本。

包括设备购置费用、土地建设费用、工程安装费用等。

第12章铜的直接闪速熔炼前面几章已阐明从硫化物精矿中提取铜有两个主要的步骤：熔炼和吹炼。

同时也表明熔炼和吹炼具有同样的化学工艺，例如从Cu—Fe—S相中氧化Fe和S。

很久以来，冶金和化学工程师的目标就是想把这两个步骤结合起来，变成一个连续的直接炼铜熔炼工艺。

这个结合最主要的优点在于：①将排出的SO2气体隔离，形成一个单独的连续气流；②减少能量消耗；③减少投资和成本。

本章主要介绍：①2002年铜的直接熔炼情况；②对这种工艺潜在优点的认识程度。

该工艺最主要的问题在于：①进入铜的直接熔炼炉中的大约25％的Cu最终熔解在渣中；②回收这些渣的成本将可能限制未来铜的直接熔炼向处理含Fe量低的铜精矿发展[如辉铜矿(Cu2S)和斑铜矿(Cu5FeS4) ]．而是向处理含Fe量高的黄铜精矿发展。

12．1直接炼铜的理想工艺图12·1是一个直接炼铜的理想工艺示意图，该工艺主要的加入料为精矿、氧气、空气、造渣剂和返回料。

主要产物为：铜水、低含铜量的渣、高SO2含量的烟气。

该工艺是自热式的，随着高富氧鼓风，有充足的反应热去熔化所有熔炼炉和邻近精炼厂提供的含铜返回料，包括碎电极。

该工艺也是连续的。

本章其余的部分讲述如何更快地实现这个理想。

理想的情况是：铜中杂质含量低；渣直接丢弃，不做铜的回收处理；烟气中有足量的SO2用于制硫酸。

12．2直接炼铜的工业单炉2002年，只有一个工艺——奥托昆普闪速熔炼，实现了单炉直接炼铜，如图1．4所示。

采用这个工艺的厂家有两个：波兰的Glogow和澳大利亚的奥林匹亚大坝。

这两座炉子都是处理辉铜矿和斑铜矿的。

前些年，诺兰达浸入式风口工艺(见图1．5)也能直接炼铜。

现在用于生产含铜72%～75％的高品位冰铜。

这个改变提高了熔炼速率，同时改善了杂质的脱除。

铜的直接闪速熔炼的产品(见表12．1)是：铜：99％Cu，0．44％～0.9％S，0．01％Fe，0．4％O，1280℃：渣：14％～24％Cu，约1300℃；烟气：15％～20％SO2，1350℃。