年处理5万吨粗铜火法精炼反射炉设计1
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云南铜业股份有限公司火法冶炼系统技改工程第一批-环境影响评价评价司云南铜业股份有限公司火法冶炼系统技改工程第一批项目竣工环境保护验收公示材料一、工程基本情况项目名称:云南铜业股份有限公司火法冶炼系统技改工程第一批项目建设内容:该工程为技改项目。
第一批技改内容火法冶炼部分:采用国外先进的富氧顶吹熔池熔炼工艺技术,取代现有的电炉熔炼工艺,将两台电炉中的一台改为贫化电炉,选用三台先进的电炉(第一批已建成二台)取代现有的四台转炉。
生产规模粗铜冶炼能力由原9万吨/年,提高到14万吨/年,与年产电解铜15万吨/年相匹配及配套设施。
制酸Ⅰ、Ⅱ系列部分尾吸装置,制酸Ⅲ系列部分:改造由一转一吸改为二转二吸,生产能力由原20万吨/年提高到41万吨/年及配套设施。
建设单位:云南铜业股份有限公司建设地点:云南昆明西山区王家桥工程投资:工程实际总投资6.4187亿元,其中环保投资2.0737亿元,占工程总投资的32.31%。
工程建设情况:2000年6月开工建设,2002年3月第一批技改项目竣工,2002年5月进行试生产。
建设期间实际生产负荷:富氧顶吹熔炼生产负荷为80%;制酸系列生产负荷为105%。
环评编制单位:昆明理工大学环保设施设计单位:北京有色冶金设计研究总院环保设施施工单位:第十四冶金建设公司验收监测单位:中国环境监测总站云南省环境监测中心站二、环境保护执行情况工程执行了环境影响评价制度和环境保护“三同时”管理制度,基本落实了环评和初步设计中的各项环保措施。
该改造工程配套的环保设施建有:熔炼系统双室四电场收尘器6个、车间收尘烟道2个、熔炼烟囱高120m一座;硫酸系列硫化脱砷一套、中和站一座、硫酸系列Ⅰ、Ⅱ排放尾气烟囱高100m一座、硫酸Ⅲ系列排放尾气烟囱高120m一座;废水处理站一座;渣场一座等环保设施。
采用低噪设备,对噪声源采取了隔声降噪措施。
工程做到了清污分流、雨污分流,冷却水循环使用,水重复利用率达到96.63%。
课程设计指导书(火法) ——冰铜反射炉课程设计中南大学冶金科学与工程学院目录1.冶金设备课程设计任务书 (1)2.设计内容 (3)第1章炉子结构 (3)1.1 反射炉的炉型 (3)1.2 炉膛基本尺寸的确定 (3)1.2.1 炉床面积F床 (3)1.2.2 炉膛长度L和宽度B (4)1.2.3 炉膛高度H (5)1.3 冰铜反射炉炉体结构 (7)1.3.1 炉基 (8)1.3.2 炉底 (8)1.3.3 炉墙 (9)1.3.4 炉顶 (9)1.3.5 其他装置 (10)1.4 筑炉要求 (12)1.4.1 砌砖方法 (12)1.4.2 砖缝 (12)1.4.3 膨胀缝 (12)1.4.4 砌筑尺寸允许误差 (12)1.5 烘炉曲线 (13)1.6 砌筑炉体耐火材料的估算 (14)第2章炉子供热 (15)2.1 反射炉使用的燃料 (15)2.1.1 反射炉使用燃料的种类 (15)2.1.2 反射炉燃料消耗的确定 (15)2.1.3 反射炉对燃料的要求 (15)2.1.4 助燃空气 (15)2.2 燃料燃烧计算 (16)2.3 燃烧装置 (17)2.3.1 燃烧装置的类型 (17)2.3.2 烧嘴的数量 (17)2.3.3 粉煤烧嘴基本尺寸的计算和确定 (17)2.3.4 烧嘴布置 (20)第三章炉子送风和排烟 (21)3.1 送风系统 (21)3.1.1 风管直径 (21)3.1.2 风管的布置 (21)3.1.3 气流阻力 (21)3.1.4 风机的选择 (21)3.2 排烟系统 (22)3.2.1 排烟口的位置及断面尺寸 (22)3.2.2 烟道系统 (22)3.2.3 烟囱的设计计算 (23)第4章炉子的热效率 (24)4.1 炉子的有效热Q效 (24)4.2 烟气带走的热量Q烟 (24)4.3 炉体的散热量Q散 (24)4.4 其他热损失 (24)4.5 炉子热效率η (24)4.6 炉子技术经济指标 (24)附录 (25)1.冶金设备课程设计任务书冶金设备课程设计任务书专业班级:学生姓名设计题目:日处理铜精矿吨冰铜反射炉设计时间:_ 至_ _设计内容要求:1.已知条件:硫化铜精矿成分,燃料为粉煤2.设计内容:(1)绪言(2)炉子结构(3)炉子供热(4)炉子送风和排烟(5)炉子热效率(6)炉子总体图(7).其它要求:①.在论文工作期间要努力工作,勤于思考,认真观察和分析试验过程的现象和问题。
年产25万吨电铜的铜电解精炼车间工艺设计西安建筑科技大学华清学院毕业设计(论文)任务书题目: 25万吨/年电铜的铜电解精炼车间工艺设计院(系): 冶金工程学院专业: 冶金工程学生姓名:学号:指导教师:一、毕业设计(论文)的主要内容(含主要技术参数)1、查阅有关铜电解精炼技术等方面的文献,写出文献综述;说明设计的任务和目的,铜在国民经济建设及有色金属工业的发展概况。
2、根据给定铜阳极成份,设计年产25万吨电铜的铜电解精炼车间,年工作日360天。
铜阳极成份如下表:元素Cu Au Ag As Sb Ni Bi Pb含量% 99.3 0.062 0.08 0.01 0.011 0.178 0.002 0.032元素Se Te Fe Zn Sn S O 其他含量% 0.042 0.05 0.001 0.003 0.004 0.0015 0.05 0.17353、工艺计算及主要设备设计计算。
包括工艺流程的选择与论证;按冶炼过程各阶段编制物料平衡表,铜电解精炼冶金计算包括:电解过程金属平衡和物料平衡,净液量的计算,硫酸耗量,电解槽热平衡及蒸汽消耗等;主要设备及辅助设备的计算与选择。
4、绘制工艺流程图及主要设备简图。
5、撰写本科毕业论文。
二、毕业设计(论文)题目应完成的工作(含图纸数量)1.查阅相关中、英文文献资料不少于15篇(本);2.按学校毕业设计规范提交完整的毕业设计说明书 1份;3.绘制工艺流程图 1 张(1#),主要设备简图 2 张(2#);4.翻译相关外文资料 1 篇(约3000字左右)。
三、毕业设计(论文)进程的安排序号设计(论文)各阶段任务日期备注1 毕业实习 3.1~3.142 查阅相关文献资料,完成文献综述 3.15~3.283 铜电解精炼工艺流程的确定3.29~4.44 详细工艺计算及主要设备设计计算 4.5~5.195 撰写设计说明书,绘制相应图纸 5.20~5.306 检查、完善设计说明书及图纸,准备答辩 5.31~6.11四、主要参考资料及文献阅读任务(含外文阅读翻译任务)1.阅读有铜电解精炼方面的文献(其中英文文献不少于3篇);2.主要参考资料:朱祖泽,贺家齐.现代铜冶金学,北京:科学出版社,2003,1.罗孝玲,Jules.中国铜工业存在的问题及对策探讨.技术经济,2002,12:7-8.于润沧.再议我国铜工业发展的若干战略问题.铜工业工程,2001,17:7-10曹异生.世界铜工业进展及前景展望. 世界有色金属,1997,4:17-21.黄海根,余斌,张绍才.铜工业的近来走势与发展对策探讨.矿产保护与利用,2004,42:8-12.五、审核批准意见教研室主任签(章)25万吨/年电铜的铜电解精炼车间工艺设计专业:冶金工程学生:朱浪涛指导教师:张秋利设计总说明铜电解精炼过程,主要是在直流电的作用下,铜在阳极上失去电子后以铜离子的形态溶解,而铜离子在阴极上得到电子以金属铜的形态析出的过程。
技术备案云南铜业股份有限公司精炼分厂反射炉烘炉方案一.炉前的准备在设计及施工过程中虽对炉子及其附属设备已进行过检查,为了杜绝遗漏的错误,并为以后生产中发现问题时提供依据,在开炉前仍需经由设计、施工、监理、工管和生产各方的专业技术人员作全面检查,内容包括下列各项:1.炉体:检查炉体各部分的主要尺寸,所用耐火材料的种类、规格,砌筑施工方法及砌筑质量,炉体的气密性及防爆防潮措施。
炉体钢骨架所用钢材的种类、型号、尺寸、安装方法及安装质量。
2.管道系统:包括空气管道、蒸汽管道、冷却水管道和压缩空气管道等,检查其尺寸、走向、位置和气密性。
3.排烟系统:检查烟道各部位尺寸,砌筑质量和防水防震措施,烟道闸门结构、位置、安装质量及其动作是否灵活可靠。
4.燃烧装置:检查烧嘴的安装位置、安装角度、加煤结构及压缩空气压力。
5.测量及调节仪表:检查感受元件的安装位置、插入深度、安装方法、引出方向,电动仪表的电源和信号线路的绝缘及极性等,试运转准确可靠。
6.附属机械设备:检查炉门升降、出渣出料机械是否灵活可靠,电动、气动和液压传动设备试运转可靠,渣坑等部位是否有积水。
二.烘炉1.烘炉准备1).对炉膛和烟道进行清扫,铺设保护门坎砖钢板。
2).认真检查记录各拉杆弹簧的升温前原始长度。
3).制定升温曲线和记录表格。
4).配备烘炉人员,学习烘炉要求,熟悉升温曲线和记录表格。
5).安装温度测量设施,检验其测温的准确性和可靠性。
6).准备烘炉用木柴、钢桶槽,木柴必须干燥,堆放现场防火防潮,按每天合理用量运到现场。
2.烘炉要求1).经大修后的炉子,一般要经过电阻丝烘烤,木柴烘烤和开煤机烘烤三个步骤。
电阻丝烘烤的目的主要是充分排除炉底水分,由于该次改进炉底筑炉施工工艺,并对炉底用耐火材料进行调整,根据情况可简化为用木柴烘烤和开煤机烘烤两个步骤,但要求烘炉人员对木柴加入量必须精细,严格按升温曲线进行,特别在烘炉早期尤其关键。
2).大修炉子升温速度较缓慢,较难控制,特别在升温早期用木柴加热。
一反射炉精练基本原理<?XML:NAMESPACE PREFIX = O /> 粗铜火法精炼主要由鼓风氧化和重油还原两个操作环节构成。
铜中有害杂质除去的程度主要取决于氧化过程,而铜中氧的排除程度则决定于还原过程。
1. 氧化过程由于粗铜含铜98%以上,所以在氧化过程中,首先是铜的氧化:4Cu+O2=2Cu2O生成的Cu2O溶解于铜液,在操作温度1373~1523K条件下,Cu2O在铜中的杂质金属(Me)发生反应:Cu2O+Me=2Cu+MeO反应平衡常数:K=[MeO]*[Cu]/[Cu2O]*[Me]因为MeO在铜里溶解度小,很容易饱和;而铜的浓度很大,杂质氧化时几乎不发生变化,故都可视为常数,因此上式可写成:K*=[Me]/[Cu2O]所以,Cu2O的浓度越大,杂质金属Me的浓度就越小。
因此,为了迅速完全地除去铜中的杂质,必须使铜液中Cu2O的浓度达到饱和。
升高温度可以增加铜液中Cu2O的浓度,但温度太高会使燃料消耗增加,也会使下一步还原时间延长,所以氧化期间温度以1373~1423K为宜,此时Cu2O的饱和浓度为6%~8%。
氧化除杂质时,为了减少铜的损失和提高过程效率,常加入各种溶剂如石英砂,石灰和苏打等,使各种杂质生成硅酸铅、砷酸钙等造渣除去。
脱硫是在氧化精炼最后进行,这是因为有其他对氧亲和势大的金属时,铜的硫化物不易被氧化,但只要氧化除杂质金属结束,立即就会发生剧烈的相互反应,放出SO2:CuS+2Cu2O=6Cu+SO2这时铜水出现沸腾现象,称为“铜雨”。
除硫结束就开始了还原操作过程。
2. 还原过程还原过程主要是还原Cu2O,用重油、天然气、液化石油气和丙烷等作还原剂,我国工厂多用重油。
并依靠重油分解产出的H2、CO等使Cu2O还原,反应为:Cu2O+H2=2Cu+H2OCu2O+CO=2Cu+H2OCu2O+C=2Cu+CO4Cu2O+CH4=8Cu+CO2+2H2O还原过程的终点控制十分重要,一般以达到铜中含氧0.03~0.05%(或0.3~0.5%Cu2O)为限,超过此限度时,氢气在铜液中的溶解量会急剧增加,在浇铸铜阳极时析出,使阳极板多孔,而还原不足时,就不能产生一定量的水蒸气,以抵消铜冷凝时的体积收缩部分,降低了阳极板物理规格,同样不利。
有色金属冶炼之一《铜精炼》世界上火法炼铜工艺产出的粗铜,多是通过火法精炼得到阳极铜。
再进行电解精炼得到精铜。
我国也不例外,粗铜火法精炼多数都采用阳极反射炉.只有贵溪冶、金隆铜业公司、大冶冶炼厂、金川公司冶炼厂家采用回转阴阳炉。
其他厂家都用反射炉完成火法精炼。
回转炉精炼的主要参数见表一。
表一:回转炉精炼主要参数回转炉是近代较普遍采用的铜阳极炉,与反射炉相比,具有密封性好、热效率高、操作灵活、环境条件改善、机械化程度高、劳动强度小、劳动生产率较高等优点。
炉子寿命可达5一10年,一般仅每年中修一次。
反射炉是传统的火法精炼设备,具有结构简单、操作容易、原燃料适应广、投资较低等优点。
回转炉的优点正好是反射炉的缺点。
我国几家较大的铜冶炼厂采用反射炉精炼的主要参数见表二。
表二:我国几家较大的铜冶炼厂采用反射炉精炼的主要参数1999年湿法冶炼的铜产量已占世界铜总产量的22%左右。
我国湿法冶炼的铜尚不足我国年产铜总产量的2%。
虽然陆续建成了几十座浸出一萃取一电积铜厂,其生产规模为年产几百吨,大的几千吨,尚无万吨级的生产厂。
(l)硫化铜物料焙烧一浸出,净液一电积工艺。
20世纪60年代在广东马坝建成一座规模年产电铜为2O0t的小型湿法炼铜厂,投产后因规模小、成本高而即行关闭。
70年代在山东建成了年产电铜1OO0t 的新泰冶炼厂,处理金岭和莱芜的硫化铜精矿。
生产至90年代初,因电解液净液复杂,电积电费高,加上铜价下跌,连年亏损而关闭。
80年代兴建的中原黄金冶炼厂,设计处理含Cu2%左右的金精矿250t/d,采用沸腾焙烧、酸浸脱铜、氰化提金工艺。
原设计含铜浸出液用铁屑置换得海绵铜,含FeSO4废水需要处理。
该厂1994年采用萃取一电积工艺代替铁屑置换,生产规模扩大到处理金精矿340t/d,金精矿含铜达2.7%一2.8%,电积车间规模为年产电铜3000t 。
1996年投产,1999年产电铜25O0t。
铜是该厂的副产品。
1999年新疆喀拉通克铜镍矿二期工程,在阜康冶炼厂建设了一个铜渣处理车间。
铜精炼反射炉的生产和实践一、概述二、铜火法精炼的氧化过程三、铜火法精炼的还原过程四、铜火法精炼炉的结构五、铜火法精炼炉的供热六、铜火法精炼炉的生产实践1.生产作业2.事故处理3.开停炉4.产物5.技术经济指标铜精炼反射炉的生产和实践一、概述铜精炼反射炉的原料为矿石粗铜、再生杂铜、不同渠道获得的各类铜锭等。
入炉原料除含硫、氧外,还含有一些其它杂质。
如砷、锑、铅、锌、锡、铁、钴、镍等,此外尚含有硒、碲、铋、金、银等稀有金属。
通常情况下,将铜料在铜精炼炉中进行火法精炼,产出Cu≥99.8%的阳极板,在进行电解精炼,产出Cu≥99.95%的电解铜。
最后从阳极泥中将稀贵金属提取出来。
铜火法精炼为间歇(周期)作业,分为加料熔化、氧化、还原、铸型五个阶段,每炉作业周期一般小于24小时,最快12小时。
由于各工厂所处理的原料成分差异很大,所以氧化期的操作方法有不同之处,但基本原理相同。
二、铜火法精炼的氧化过程完成加料、熔化作业,进入氧化阶段。
用氧化管将压缩空气通入铜熔体,铜首先氧化:4Cu(液)+O2(气)=2Cu2O(液)铜氧氧化亚铜生成的氧化亚铜立即溶解在铜熔体中。
氧化亚铜在铜熔体中的溶解液。
随着温度升高而升高,如下表:氧化亚铜在铜熔体中的溶解度正常氧化温度约为1200℃,此温度条件下,熔体中Cu2O含量超过12.4%时,熔体将分为两层,下层为饱和Cu2O的铜熔体,上层为析出的Cu2O。
生产控制氧化亚铜不可过量饱和,以防止造成渣含铜增高等恶果。
溶解在铜熔体的氧化亚铜起着氧化剂的作用,去氧化对氧的亲和力大于铜对氧的亲和力的金属杂质Me’被氧化:Cu2O + Me’ = Me’O + 2Cu氧化亚铜金属杂质杂质氧化物铜为使化学反应顺利进行(化学平衡向右移动),氧化过程中如下控制:1、增加Cu2O浓度:适当提高温度,使Cu2O在铜熔体中尽可能的达到饱和。
2、减少Me’浓度:加入溶剂造渣,及时将炉渣扒净。
3、为加速氧化反应的进行,应使生成的Cu2O在熔体中分布均匀,促使氧化亚铜与杂质间接触良好,所以在氧化作业时应加强对铜熔体的搅拌。
年处理5万吨粗铜火法精炼反射炉设计摘要:反射炉一种室式火焰炉,燃料在燃烧室燃烧,生成的火焰靠炉顶反射到加热室加热坯料的炉子。
炉内传热方式不仅是靠火焰的反射,而且更主要的是借助炉顶、炉壁和炽热气体的辐射传热。
反射炉炼铜适于处理细粒浮选精矿,对原料和不同类型的燃料适应性强,流程简短,生产稳定,渣含铜低至可直接废弃的程度,炉床面积大,适于大规模生产,从而成为当代最重要的炼铜方法。
在世界铜的生产中,反射炉炼铜产出的铜量长期居于首位。
关键词:火法精炼反射炉粗铜一:前言铜精炼反射炉的入炉原料为矿石粗铜、再生杂铜、不同渠道获得的各类铜锭等。
原料中除含硫、氧外,还含有一些其他杂质,如砷、锑、铅、锌、锡、铁、钴、镍等,此外还含有硒、碲、铋、金、银等稀有金属。
通常情况下,将铜料在铜精炼炉中进行火法精炼,产出Cu ≥99.8%的阳极板,再进行电解精炼,产出Cu≥99.95%的电解铜。
最后从阳极泥中将稀贵金属提取出来[1]。
铜火法精炼为间歇(周期)作业,分为加料熔化、氧化、还原、铸型五个阶段,每炉作业周期一般小于24小时,最快12小时。
由于各工厂所处理的原料成分差异很大,所以氧化期的操作方法有不尽相同之处,但基本原理相同。
用一段法处理杂铜熔炼时,一般都在固定反射炉中进行,所以实际上,在反射炉进行的既是熔炼也是精炼。
并且与矿铜的火法精炼原理相同,不过,由于粗铜杂质含量高,所以在操作上有其独特特点,杂铜在反射炉中处理时,整个精炼过程包括熔化、氧化、还原、除渣、浇铸等作业。
二:反射炉结构1.1炉基炉基是整个炉子的基础,承受炉子巨大的负荷,因此要求基础坚实。
炉基可做成混凝土的、炉渣的或石块的,其外围为混凝土或钢筋混凝土侧墙。
炉基底部留有孔道,以便安放加固炉子用的底部拉杆。
炉基上面设有为发生事故跑铜时排出和积存高温铜液的深沟,设计时沟的倾斜方向应注意机电设备和立柱的安置位置,沟的坡度以4%~5%为宜。
炉基是一次性建筑设施,设计时应考虑到扩大炉体的因素,保持炉体基础整体性。
1.2炉底炉底是反射炉的重要组成部分,对炉底的要求是坚实、耐腐蚀并在加热时能自由膨胀。
铜精炼反射炉是周期作业,一般采用架空炉底,以防止金属向炉底及炉基渗漏。
而且,架空炉底通风道对炉底的冷却程度有很大的影响[2]。
反射炉炉底铺垫30mm铸铁板或10~20mm钢板,用砖墩或型钢支撑,架空高度通常小于0.49m,炉基绝大多数都采用耐温850℃以上的耐热混凝土。
炉底砌体与炉墙、炉顶、上升烟道等部位不同,它要承受相当大的机械负荷(高温液体静压、残极的冲击)及高温铜液的物理化学作用[3]。
铜精炼反射炉大修寿命主要由炉底寿命决定,因此炉底结构是否合理直接影响着反射炉大修寿命。
生产实践表明:合理的炉底结构可使大修寿命长达十余年,否则只有几个月。
1.3炉墙反射炉的内墙多采用镁砖、镁铝砖砌筑[4]。
有些重要部位如铜精炼反射炉的粉煤燃烧器附近及转炉渣口等,为了延长使用寿命均采用铬镁砖砌筑。
熔点较低的金属的溶化炉可用黏土砖砌筑。
外墙一般采用粘土砖。
铜熔炼反射炉炉墙砌筑方法:熔池上部的厚度一般为460~690mm。
为了延长炉墙使用寿命,熔池下部逐渐采取错台加厚的方式,最厚处可达900~1290mm,端墙下部厚1000~1400mm[5]。
对于周期性作业的炉子,因炉温波动比较大,为增加炉墙结构的稳定性,往往砌成弧形,避免炉墙向炉膛内倒塌。
1.4炉顶反射炉炉顶结构形式很为砖砌拱形和吊挂炉顶。
吊挂炉顶又可分为:简易型吊顶、压梁式止推吊顶和立杆式止推吊顶。
1.5加料口及转炉渣注入口粗铜精炼反射炉加料口。
粗铜精炼反射炉一般从操作门加料,也有少数在炉顶加料的。
加料口的尺寸按加入铜块的外形大小及加料方式来确定。
采用机械加料时,加料口一般为1500×900毫米,人工加料口一般为1200×600毫米[6]。
1.6 放出口周期作业反射炉,如炉内同时存在熔渣、冰铜和粗金属等多层熔体,多采用扒口式产品放出口。
1.7工作门周期作业反射炉的工作门用于加入块料、插入氧化吹风管、还原油管、进行氧化还原操作以及向炉内加入溶剂等。
连续作业铜熔炼反射炉工作门为施工过程中筑炉材料的运送和工作人员进出之用,在炉子点火前即用与砖墙相同的耐火砖砌满。
工作门一般设在熔池渣线以上的炉子侧墙上。
大型铜熔炼反射炉也有利用转炉渣口进出而不另设工作门的。
1.8 烟道周期作业反射炉通常采用竖式烟道。
当炉子宽度不大、竖烟道垂直部分不高时,可直接压在炉子的拱定上,此处拱顶可采用“加强拱环”,已曾受烟道的荷重。
三:反射炉使用的燃料与内热传递3.1 燃料精炼反射炉可用原煤、粉煤、重油、原油、煤气、天然气作燃料。
重油发热值高,升温速度快,燃烧过程易于控制和调节,是大多数工厂火法精炼炉的理想燃料。
早在1987年,就把“重油掺水加节能素乳化燃烧”技术应用到铜精炼反射炉中, 并取得了明显的效果[7]。
但用重油反射炉热效率较低,一般为13%左右。
反射炉重油单耗升高有如下原因:(1)保温待料时间增加(2)原料结构中杂铜比例增大,冶炼时间延长;(3)重油雾化质量较差;(4)反射炉热效率低,只有13%左右,70%以上的热量被烟气带走排出[8]。
现在有些厂子打算用高温空气作燃料应用在铜精炼反射炉上,到目前为止,炼铜反射炉上还没有应用这一技术的先例, 高温空气燃烧技术主要应用在加热炉、均热炉和燃气炉上,国内燃油炉应用该技术也只有十余台。
由于燃油熔炼炉烟气中含尘较多,易堵塞蓄热室和影响换向阀寿命,我们认为,妥善解决以下几个问题后,高温空气燃烧技术是可以应用到反射炉上的:调整引风机压力控制炉内压力,保证氧化期炉内微负压和还原期炉内微正压;气体在蓄热体中流向为双向,故结尘很少,蓄热球体在熔铝炉上约三个月清理一次,在炼铜炉上估计一个月清理一次,一年更换一次;选用进口换向阀,寿命为100万次以上,按2min换向一次,寿命可达 4 年;可在烧嘴侧部预留一个清渣口,烧嘴砖有足够强度,可保证清结铜液时烧嘴砖不被损坏;油枪水冷保护。
3.2 内热在反射炉内燃料产生的炽热气体温度高达1500o C以上。
炉气以辐射和对流的方式将所含的热量传递给被加热或熔化的物料、炉顶和炉墙。
炉顶和炉墙又以辐射方式传递给被加热的物料,使物料熔化。
四:炉型的确定反射炉不同纵断面形状、特点和应用如表1-1,由于年处理粗铜5万吨,产量比较小,从节能方面考虑,选用周期型反射炉精炼铜。
所选用的反射炉示意图如图1-1。
图1-1 反射炉示意图表1-1 反射炉不同纵断面形状、特点和应用纵断面形状特点应用炉顶平直,炉气对炉顶冲刷作用小。
多用于铜精矿或熔砂的冰铜熔炼。
炉尾炉顶倾斜下压,有利于传热及炉压的分布。
多用于炉气含尘量少及要求炉温分布均匀固体燃料供热,炉顶前端为驼峰。
用于炼锑及处理铅浮渣。
五:铜精炼反射炉的改进5.1 增大炉子各拱顶中心角原设计炉顶中心角为49o,厚300mm,每环楔形砖40块,直形砖25块,由于炉顶跨度较大(达4500ram),直形砖数量多,炉顶寿命较短,当进入生产后期时,炉顶会出现局部塌陷,使得炉顶寿命比炉墙寿命短,从而影响炉子的整体使用寿命。
现将炉顶中心角改为6O o,每环楔形砖45块,直形砖20块(其中吊挂砖7块),拱顶矢高提高1O0mm。
增大了炉顶强度,这样即使进入生产后期,与炉墙使用寿命同步[9]。
5.2 增加炉子工作净空由于各拱顶中心角的增大,现将炉子的工作净空提高200mm,炉膛容积的增大,延长了燃料在炉膛的停留时间,提高了热能利用率[10]。
5.3 改进弗胀缝的留设除了炉墙仍按每900mm留设8mm胀缝外,增加了直升烟道和炉顶膨胀数量[11]。
这样可使直升烟道基本上不再颤斜以及杜绝了其顶部跑火现象。
5.4 改进渣线部位的炉墙砌筑由于渣线部位炉墙受到浸蚀较严重,导致此部位镁铝砖损坏严重,影响了炉墙的寿命。
现加厚此部位炉墙。
提高了强度,保证了炉子整体质量。
改进后的炉体结构及砖型结构能较好地抵抗热应力作用和机械损坏,有效地提高反射炉炉衬的使用强度,并降低修炉成本和工作强度[12]。
耐火材料的优化配置能提高炉衬的抗化学侵蚀及抗铜锍的渗透性,并能提高其抗冲刷性能和抗热剥落性能。
在生产实践中炉衬的不断技术改进,大幅度提高了铜精炼反射炉炉寿。
中修炉寿从原平均124炉提高至现在的255炉以上,并简化了筑炉工艺。
按吨铜砖耗计算每年可省材料费用220万元以上[13]。
六:炉子主要附属设备的设计6.1 燃油烧嘴采用HB型高压油烧嘴,根据表2-16[14],其技术性能如下燃烧能力:3~180L·h-1调节比:1∶(5~8)油粘度:<7o E烧嘴前油压:0.03MPa雾化剂种类:蒸汽雾化剂压力:0.3MPa雾化剂消耗量:0.22kg/kg雾化剂喷出速度:(300~400)m/s助燃空气供给方式:全部另行供给空气系数:一般1.5火焰长度:1.1~3.5m雾化角:25~30o C6.2换热器用于烟气余热回收。
有色冶金炉烟气余热回收多用金属表面式换热器,其种类很多,如列管式(平滑钢管式、套管式、针/翅片管式、组管辐射式)、整体式、环缝辐射式、管状喷流式、箱式喷流式、旋流式等。
七:总结反射炉炼铜法存在的主要问题是硫化铜精矿潜在的热能利用差,熔炼所需热量主要靠外供燃料的燃烧供给,而燃料燃烧的热利用率又只有25%~30%,因此燃料消耗多,产出的烟气量大,而其中的SO2浓度低,回收利用困难,环境污染严重。
在能源价格不断上涨和环境保护法规日益严格的形势下,反射炉炼铜法应用的局限性已变得越发明显。
因此,国际上不少反射炉炼铜厂寻求过改造反射炉的途径。
自20世纪60年代中期以来,苏联、日本、加拿大、智利等国先后进行了反射炉应用富氧熔炼的试验,其中以智利的卡勒托内斯(Caletones)[15]冶炼厂的氧燃熔炼研究最为成功。
由于闪速熔炼和熔池熔炼的技术进步和工艺日趋完善,自70年代以来这些方法已在一些工厂取代了反射炉法,其趋势日渐增强。
然而在一些特定的地区,反射炉炼铜法仍在继续发挥作用,在世界铜的产量中仍占有重要的地位。
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