铜精矿的闪速熔炼共61页

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。

铜熔炼要求和技巧
铜熔炼是一个复杂的过程，包括了原料的准备、熔炼、以及后续的精炼等步骤。

在原料准备阶段，铜精矿需要经过干燥处理，含水率需要控制在0.3%以内，以适应闪速熔炼的要求。

此外，如果炉料中含有旧料，装料顺序应根据合金组元特性和熔炼炉型等实际情况进行调整。

在熔炼过程中，主要是使炉料中的铜尽可能进入冰铜（Cu2S+FeS熔体，也称锍），部分铁以FeS形式也进入冰铜；大部分铁需要氧化成FeO与脉石矿物造渣，如SiO2，FeO，CaO，MgO， Al2O3等。

此外，冰铜与炉渣需要分离。

对于黄铜的熔炼，一般的加料顺序是：铜、旧料和锌。

当铜熔化过热至一定温度时，应适当脱氧（例如用磷），然后熔化锌。

需要注意的是，整个熔炼过程需要严格控制工艺参数，以保证最终得到的铜金属具有高纯度和良好的物理性质。

铜冶炼闪速熔炼及熔池熔炼技术探讨当前世界上广泛采用的铜火法冶炼方法主要有三种，包括传统熔炼、闪速熔炼以及熔池熔炼。

技术成熟、简易灵活、生产可靠、设备简单等是传统熔炼方法的优点，但其缺点是较低的生产效率，较差的硫回收率，烟气含SO2浓度比较低，烟气处理费用高。

因此，本文主要对闪速熔炼、熔池熔炼技术进行了简要的分析，并进一步探讨了铜的火法精炼、电解精炼等关键环节，希望能够通过不断的分析和研究，切实的提升铜冶炼技术水平。

标签：铜冶炼；闪速熔炼；熔池熔炼1 冶炼工艺选择的基本原则1.1 适应能力在冶炼中，主要有着能够对各种化学成分、粒度的原料进行处理，能够适应处理能力有较大波动等要求，因此所采用的工艺流程必须要适应这些要求。

1.2 高效节能企业要想取得更高的经济效益，生产作业必须要有着较高的效率，能源消耗较少，因此工艺工艺流程的选择必须要满足高效节能的要求。

1.3 技术先进、成熟、可靠，环境友好，排放达标技术的先进性与实用性是工艺流程必须具备的，同时技术的可靠性也至关重要，因此选择的工艺流程必须成熟可靠，技术风险较低。

此外，还需要遵循“以人为本”的原则，工艺系统必须密闭性强、有害烟气泄露少，能够满足清洁工厂的要求。

2 两种冶炼工艺分析2.1 闪速熔炼2.1.1 工艺配置图1为直接炼粗铜工艺的典型流程图。

其与闪速吹炼流程相比有着差异较为明显，主要体现在把闪速吹炼渣返回至之前的闪速熔炼炉中，而不是在单独的炉渣贫化系统中处理。

备料主要是对物料进行干燥和混合。

物料的干燥能够使工艺的总热量实现平衡，此外，还能够更好的控制烟气管路的腐蚀。

然后闪速炉中输送干燥物料。

在反应塔中，物料和氧气进行混合，反应以悬浮物的形式进行，在沉降室中进行熔融相收集，分离出炉渣与粗铜。

在余热锅炉中进行炉子烟气的冷却。

部分烟尘也会被余热锅炉收集，在电收尘器中收集剩余的颗粒，通常所有烟尘都返回炉子中。

视所选择的渣型和氧势而定，在粗铜闪速熔炼炉渣中，铜的含量为15%-25%。

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℃。

2018年 7月下 世界有色金属47机械加工与制造M achining and manufacturing1 前言铜精矿配料过程是闪速熔炼工艺中的一道重要工序，其实质是合理、科学地将多种精矿及辅助材料按一定的配比配制，以满足闪速炉生产指标、管理控制和经营目标的要求，其原料配比的合理性不仅有助于稳定闪速炉炉况，降低生产成本，而且对于后续工序产品质量的提高和能源消耗的降低具有重要意义。

近年来铜冶炼能力剧烈扩张后，铜精矿供应已成为突出的问题，铜精矿的铜品位降低和硫量品位的提高是今后几年的一个趋势，另外在原料组织上呈批次多，批量小，成份复杂、杂质含量高的态势。

根据贵冶生产实践，铜精矿配料是影响闪速炉炉况的主要原因之一，因此，在摸索出闪速炉处理这种精矿方法的同时，对闪速熔炼铜精矿的合理、准确的配料显得尤为重要。

2 贵冶原辅材料主要成份闪速熔炼原辅助材料主要有铜精矿、渣精矿、石英砂、含金（银）石英砂等，贵冶对原辅助材料技术要求见表1、表2和表3所示：3 铜精矿配料需考虑的因素3.1 混合矿中S/Cu 的控制混合矿中S/Cu 比控制是配料需考虑的重要参数之一，闪速熔炼能充分利用原料中S 和Fe 等元素氧化时所产生的化学反应热来实现自热熔炼。

在配料过程中，若S/Cu 比过低，在闪速熔炼时需补充额外热量，不利于节能；S/Cu 过高的反应热负荷大，炉体衬砖损耗加剧，且会造成反应塔侧壁温度长期偏高，无法正常控制炉体温度。

硫高铜低的配料，在装入量不变的情况下会影响冰铜的产量及冰铜品位，同时，硫高会给制酸系统产生压力。

在富氧熔炼的情况下选择适宜的S/Cu，即可实现闪速炉自热熔炼，又利于节能和稳定铜酸系统的生产。

贵冶根据产能情况，混合矿（干矿）S/Cu 一般控制在1.1-1.25。

混合精矿中Cu 品位增加，则所需氧量减少，精矿中Cu、S、Fe 品位每增加1%，所需氧量Cu 是反比关系，Fe、S 是成正比关系，增加1%的S 是相对于增加1%Fe 来说，氧量变化是Fe 是4倍左右。