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艾萨熔炼法——不只是昙花一现
游婧
【期刊名称】《中国有色冶金》
【年(卷),期】2006(000)004
【摘要】艾萨炼铜法(Copper ISASMELT)于20世纪90年代出现在世界金属产业中,现在,它每年要处理掉300万t精矿和再生铜物料.在澳大利亚、美国、比利时、印度、德国和中国的一些冶炼厂用浸没喷枪熔炼技术生产铜冰铜或金属铜.芒特·艾萨矿业公司的艾萨炼铜炉每年处理超过100万t的含铜物料.炉龄通常超过2年.rn 本文介绍位于芒特·艾萨的艾萨炼铜炉的现状,并将它的性能与新近在中国和印度建造的2座炉子做一比较.文章还概括介绍了连续吹炼工艺的发展,该工艺将使用与艾萨熔炼法相似的工艺原理,它很可能会取代PS转炉.
【总页数】7页(P7-13)
【作者】游婧
【作者单位】中南林学院,湖南,长沙,410007
【正文语种】中文
【中图分类】TF811.031
【相关文献】
1.用艾萨熔炼技术改造云铜熔炼系统 [J], 孔繁义
2.艾萨熔炼法的发展及评述 [J], 邵剑辉
3.澳大利亚艾萨熔炼法（续） [J], 孙润臣
4.澳大利亚的艾萨熔炼法 [J],
5.在艾萨熔炼法炼铜过程中次要元素的分布 [J], Foun.,CR;那富智
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艾萨炉铜熔炼处理低铁硫矿配料优化及实践摘要:本文对艾萨炉工作机理及工艺特点进行阐述｡从处理低铁硫铜精矿的影响进行分析并以多个配料计划实践为依据，结合生产实际对比不同配料计划下，艾萨炉的各项生产经济指标，寻求更符合、更利于艾萨炉铜熔炼的优化配料模式，解决当前原料难以匹配生产工艺的问题。
关键词:喷枪;艾萨炉;低铁硫矿1艾萨炉工作机理概述1.1工艺流程本工艺中产能设计为25万吨,采用仓式配料，圆盘给料机进行稳定给料, 通过电子皮带秤完成混合以后运输给艾萨炉熔炼,沉降电炉澄清分离后供给转炉吹炼，烟气则送硫酸系统制酸｡该工艺当中，物料有两种不同的分配形式，其一为抓斗式，其二为仓式,由DCS负责控制仓式配料的物料分配比例｡通过多条输送带运至主输送带上,再自炉顶处被送入艾萨炉的熔池中,再随着富氧气体一同被注入熔炉內｡铜精矿进入1170℃～1200℃熔体后,被剧烈搅拌快速熔化,产生铜锍与熔渣｡在冶炼期间,应该控制好熔池温度，处理好炉渣中所含磁铁矿｡Fe3O4用作氧气载体,若炉渣中含量过多,就会有大量气泡产生,导致泡沫渣喷炉｡艾萨炉工艺中铜锍品位在55%～65%中间,为后续吹炼工艺提供稳定的操作环境｡1.2工艺特点艾萨炉通过艾萨喷枪，向反应容器（炉子）内鼓入一定浓度的富氧空气，造成熔池的强烈搅拌，以此产生的高传热传质速率，使物料受热分解、熔化、造渣，快速地将精矿化学能释放出来，并集中于有限的熔池区域，较大限度地实现了矿物的半自热熔炼。
根据艾萨炉冶金计算可知，自热度（化学反应放热所占炉子总热负荷的比例）可达60%以上。
艾萨熔炼充分运用这部分热量，有效加热精矿本身并提供维持反应进行所需的大部分能量,不足的热量由燃煤和燃油提供。
要达到一定的自热度，艾萨炉的第一道工序，配料是关键。
配料的好坏关系着产品产量与质量、节能环保、降本增效等一系列关系火法冶炼企业长远发展的重大问题，也是今后铜冶炼发展的核心竞争力。
2.处理低铁硫铜精矿带来的影响在艾萨炉熔炼期间,低铁硫铜精矿中含有复杂的脉石成分,所含高熔点氧化物比较多｡故而铜精矿处理中存在的问题有:在一定温度条件下,物料熔化的过慢,泡渣层变大,复杂成分可能导致单质硫产物,使接下来的硫酸工艺系统受到影响;炉渣由于粘性太大,难以排放;熔体的大量喷溅,会在加料口形成瘤状固结｡而且因铁硫量比较低,发热量达不到要求,结果会使熔体温度下降，需要消耗更多的燃料与氧量，导致成本加大｡对于沉降电炉,因低铁硫铜精矿无法在炉内充分反应,其炉顶表面难免存在一层由石灰石､铜精矿､燃煤､石英砂，还有脉石等组成的的漂浮物,严重时可达600mm厚,电极会变得传热不良,而且局部电流增大,出现严重打弧现象;电炉内的物料还会发生二次反应,致使炉顶温升急骤,最高能超过1200℃;渣层中含氧化物太多会影响铜渣的分离效果,炉渣无法排放，且含铜量较也大（>>0.85%目标值）｡低铁硫铜精矿的处理虽然对火法冶炼带来了不少负面影响,不过，因其价格适宜,而且对艾萨炉炉墙挂渣有助宜,能适当延长炉寿｡故而，在火法冶炼中,按物料平衡规则,对低铁硫铜精矿进行合理使用，不管是从经济角度还是从技术角度来看，都能体现出极大的实用价值｡3.低铁硫铜精矿处理试验3.1试验工艺条件(1)仓式配料:以10T吊车进料｡(2)料仓10个：1～3#仓采用圆盘变频式给料机,正常给料量是30～40t/h,给料范围:0～60t/h;4～10#仓都是定量给料机(4#给料范围是0～40t/h;5～7#给料范围为0～10t/h;8#给料范围为0～20t/h;9#10#给料范围为0～50t/h)｡(3)由DCS对上料系统在线控制,各料仓的给料皮带均设有专用的皮带电子称,操作工按配料单向各料仓下料,铜精矿和辅料经皮带传入中间料仓,将设有皮带电子称的双层皮带设置在中间料仓的下方,CRO按中间料仓的具体料位设定下料量,对料量稳定性进行严格控制｡由炉顶加料皮带将混合物料送到加料口内｡(4)熔剂用的是石灰石和石英砂;燃煤用的是粒度5～10mm的颗粒煤,为将艾萨余热锅炉的实际蒸发量有效把控在规定范围内,燃煤用量以3.0t/h为上限,如果热量不够，以柴油提温｡(5)采用纯度约85%的氧气,供氧量为24000Nm³/h,氧压则控制在180kPa～190kPa｡(6)喷枪风来自KKK离心鼓风机,供风量最大可达21480Nm³/h;二次燃烧风来自离心高压鼓风机,供风量最大是6440Nm³/h｡3.2工艺参数目标冰铜品位在62±1%;熔池热电偶操作温度为1160～1175℃;渣型要求硅铁比(SiO2∕Fe)在0.85～0.88之间,硅钙比(SiO2∕CaO)在5.5～6.5之间,氧气载体四Fe3O4为8%～9%｡3.3试验方法及步骤3.3.1配料按配料单组织料量,且添加三种不同的低铁硫矿做配料,得到配比1､配比2､配比3，三种不同的配料｡3.3.2数模工艺参数控制表1 数模工艺参数控制表时间配料风量Nm³/h富氧浓度%氧料比Nm³/h数模品味%补石英砂t/h补石灰石t/h低铁硫铜矿占比 %4 .26配比1145006150.4713.3.24.805 .24配比2140006140.2693.52.527.507 .1配比3135006136.5673.3.28.693.3.3物料配比不同时的工艺参数实时控制3.3.4分析冰铜与炉渣成分(1)冰铜样:冰铜成分主要是FeS-Cu2S,含少量SiO2｡表2给出了冰铜中化学成分的分析结果｡表2 冰铜化学成分分析表样号冰铜化学成分，%Cu Fe S配比162.2413.4622.13配比263.4312.1221.65配比363.1512.5121.54(2)炉渣样:液态炉渣成分以FeO和SiO2为主,另外含有少量CaO､Al2O3､MgO等离子,固态炉渣成分主要是2FeO·SiO2跟2CaO·SiO2[4]｡表3给出了炉渣化学成分的分析结果｡表3炉渣化学成分分析表样号炉渣化学成分，%硅铁比硅钙比碱度Fe SSiO2CaOMgOAl2O3配比134.893.9230.895.561.585.660.875.561.16配比236.913.8132.664.42.874.530.877.361.13配比335.034.1231.965.571.065.410.915.721.123.4生产试验结果表4 2022年前7个月生产试验结果统计月份总料量t低铁硫矿t占比%耗煤量kg/t柴油耗L/t石灰石耗kg/t石灰石耗kg/t85%氧单耗Nm³/h标注169695136451905717.31.4626.566.36153.33试验2641861189718.5517.43.7025.1423.59157.413574661099619.1411.061.0124.8942.01144.924813751821222.3710.64.4426.9630.42159.25正常5800371841623.0216.46.5124.1228.14159.466667081141317.1223.74.7223.3722.58148.81物料调整7752141792323.8417.45.5921.9322.12169.12正常由上表4来看,生产试验三个月后,自4月起，处理的低铁硫铜精矿量变大,每月处理量在18000吨左右保持稳定(6月份由于物料调整可忽略)｡5月份处理量最大，达到18415吨;处理料量中低铁硫矿占比最大的是七月份,达到23.83%,可实现生产供销之间的物料平衡｡3.5试验结果(1)在1160～1175℃条件下,所得结果与目标大致吻合,将冰铜品味控制在62.22～63.44%,燃煤上限控制在2.5t/h,硅铁比控制在0.88～0.91,硅钙比控制在5.57～7.37,生产需求均可被满足。
谈谈艾萨熔炼炉制作与安装中的疑难问题摘要通过一个工程实例，对艾萨炉制作与安装过程中出现的部分难点问题进行了阐述，为其它企业进行类似施工提供借鉴。
关键词：艾萨熔炼炉制作与安装、疑难问题、焊接一、概述艾萨熔炼炉是我省近几年来有色金属冶炼企业引入的一项新金属冶炼技术，采用此技术可以降低废渣中的含铜量，提高铜的回收率，同时大大降低烟尘的排放，改善了工作环境，SO2的排放量减少50%，总排放量减少90%，产能提高50%。
此技术由澳大利亚MIM HOLDINGS LIMITEP设计，我省某企业引进了该技术。
该企业采用艾萨炉炉壳体积最大，炉体总高约16m，下部为Φ5580的封头和筒体，顶部为卵形开口大小头，壳体材料采用16MnR，从下部到顶部厚度分别为δ=40mm、δ=32mm、δ=25mm，如图1所示：艾萨熔炼炉是由顶部吹入富氧到炉内熔池中进行冶炼，炉壳的制作精度会直接影响到整个艾萨熔炼炉系统的安装，以及将来熔炼炉的工作状况。
因此设计上对艾萨熔炼炉炉壳的制作质量要求特别高，首先它的直径允差为±6mm；中心线（垂直轴线）垂直度＜0.05度；顶部法兰表面不平度＜0.05度；顶部法兰表面标高要求-7mm；出铜口位置允差＜±5mm；砌砖门位置允差＜±10mm；其它孔洞位置允差＜±5mm。
在制作的过程中焊接的收缩与变形控制不好将影响到这些指标。
其次，炉壳封头以上5m范围焊缝要进行100%的射线探伤，其它焊缝进行10%的射线探伤，Ⅱ级合格。
由于炉壳采用16MnR钢板，100%射线探伤部位板厚为δ=40mm和δ=32mm钢板对接需焊约十多道，稍不小心焊缝极易形成夹渣、气孔，影响焊缝内部质量，返修后易引起筒体变形。
根据上述情况，壳体制作及安装编制了详细的焊接工艺方案，提交建设方、设计和监理等讨论批准后，才能实施。
下面就对炉壳焊接制作过程中的几个难点进行论述：二．封头的焊接封头的内径为Φ5500，为避免封头成型减薄，材料采用δ=44的16MnR钢板。
目录0引言 (2)1生产工艺特点 (3)1.1生产工艺（见图1） (3)1.2开路除砷技术特点 (4)1.3电积脱铜技术特点 (4)2高砷烟尘开路除砷、电积法富集铜生产实践 (4)2.1烟尘的调浆浸出 (5)2.2电积法富集铜 (6)2.3浸出液脱锌 (6)2.4开路除砷 (7)3鼓风炉熔炼富集铅的生产实践 (7)3.1主要反应的热力学及主金属反应关系 (7)3.1.1热力学反应式 (7)3.1.2主金属反应关系 (8)3.2渣型选择 (9)3.3浸出渣的配料制砖 (10)3.4鼓风炉富集熔炼 (10)3.5反应过程元素走向 (11)4铅铋合金精炼 (13)4.1铅铋合金的火法精炼 (13)4.1.1熔析除铜 (13)4.1.2氧化除锡、砷、锑 (13)4.2铅铋合金长周期电解精炼 (13)5结论 (14)6主要参考文献 (16)7结束语 ................................................................ 错误！未定义书签。
0 引言随着矿产资源的不断开采利用，矿产资源的不断缩减，矿产资源品位不断下降，市场竞争日益激励，各个冶炼企业对有价金属的综合回收越来越重视，形成了对矿产资源的综合回收利用的多少，成为了各个公司利润的增长点所在，从而有价金属的综合回收利用，成为了近年来各大公司的重点攻关项目。
2002年5月云铜股份有限公司艾萨熔炼改造工程顺利完成并投产，当年底实现达产达标。
艾萨炉熔炼工艺，脱杂能力非常强，随铜精矿带入流程的各种杂质元素在熔炼过程中绝大部分进入烟尘或渣相。
艾萨熔炼过程中所产出的烟尘含有铜、铅、锌、铋、砷、镉、银、锑等多种有价金属，有效的对其中的有价金属进行回收，成为了企业利润的新增长点。
由于该烟尘中的砷含量较高，不仅有害生产，还污染环境，为解决这一难题，西科工贸有限公司自主研发西科-B法新工艺，西科-B法工艺主要是经过两段浸出，使烟尘中90%的As、Cd、Zn、C u等元素进入溶液予以回收，得到主要以P b、Bi、Sn、A u、Ag等留在浸出渣中，浸出渣运送至富民薪冶工贸有限公司进行有价金属的综合回收。
艾萨铜熔炼高温段烟道结渣处理赵璧;李发彪;葸军;张宇云【摘要】本论文主要通过分析艾萨铜熔炼烟道结渣,不同部位产生的原因,进而提出提高解决艾萨炉烟道结渣措施,通过分析不用结渣不同成分,为控制不同位置烟道结渣提供调整方向,为生产过程解决艾萨炉烟道结渣提供理论指导.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2019(000)008【总页数】2页(P19-20)【关键词】艾萨炉;余热锅炉;结渣;杂质;SixOy【作者】赵璧;李发彪;葸军;张宇云【作者单位】凉山矿业股份有限公司昆鹏公司,四川会理 615141;凉山矿业股份有限公司昆鹏公司,四川会理 615141;凉山矿业股份有限公司昆鹏公司,四川会理615141;凉山矿业股份有限公司昆鹏公司,四川会理 615141【正文语种】中文【中图分类】TF811凉山矿业股份有限公司昆鹏铜业，使用艾萨炉熔炼，设计产能10万吨/年。
艾萨炉生产的烟气通过余热锅炉，高温烟气通过模式壁和对流管束换热，将热量转化为饱和蒸汽用于发电，将余热回收利用。
余热锅炉采用自然循环和强制循环混合，由炉盖、裙罩、过渡段、上升烟道、下降烟道和水平布置的对流区组成。
炉盖由密排管水冷壁组成，过渡段受热面由规格为38＊5的密管焊接而成，管子间距为40mm，上升烟道由膜式水冷壁组织，整个区域正常工况烟气温度800℃ ～1200℃。
下降烟道由膜式水冷壁组织，正常工况烟气温度小于700℃，水平布置区由膜式水冷壁及对流管束组成，出口烟气温度控制在360℃。
生产过程余热锅炉烟道结渣主要发现在炉盖，过渡段、上升烟道区域。
因结渣烟道造成烟气流通面积降低，结渣严重后需要停炉清理烟道结渣，造成艾萨作业率下降，给生产、环保带来很大影响。
本文重点针对高温区烟道结渣的原因进行分析，探讨高温区烟道控制结渣的方法。
1 现状1.1 结渣情况凉山矿业股份有限公司（昆鹏公司）10万吨阳极铜/年项目，其艾萨炉每小时投料量60-70（毛料）吨/小时。
实习报告学院：专业：年级：学生姓名：指导教师：日期：教务处制一、实习时间、地点和内容 (3)二、云铜艾萨炉 (3)2.1 艾萨炉的认识 (3)三、铜冶炼艾萨炉配料系统 (5)3.1配料分析 (5)3.2 配料计算过程 (6)3.3仓式配料存在的问题 (6)3.3.1原料预处理大，混料成分不均 (6)3. 3.2配料控制困难。
物料成分波动大 (7)3.3.3.吊车作业率高 (7)3.4 堆取料机在艾萨炉配料中应用探讨 (7)3.4.1堆取料机的性能 (7)3.4.2 堆取料机应用的可行性 (7)3.5 备料系统 (8)四、艾萨炉控制系统 (9)4.1 硬件配置 (9)4.2 软件结构 (9)4.2.1操作接口软件 (10)4.2.2 实时监控软件． (10)4.2.3 控制功能 (10)4.2.4完善艾萨炉燃烧控制程序 (11)五、铜冶炼余热锅炉系统 (11)5.1 系统功能 (12)5.2 系统结构 (12)5.3 控制原理 (13)5.3.1汽包水位控制 (13)1、低压余热锅炉汽包水位的一般控制方案如图5 (13)2 、变PID参数的作用 (14)3、摇炉期间低压转炉汽包的水位控制 (14)4、中压余热锅炉汽包水位的控制方案 (14)六、S7-200 (15)6.1 SIMATIC S7-200系统由硬件和工业软件两大部分构成 (15)6.1.1 硬件 (15)6.1.2 工业软件 (15)6.1.3模块连接形式 (16)七、总结 (17)参考文献 (18)摘要云铜股份冶炼加工总厂的铜冶炼采用火法冶炼工艺，主要工艺流程为混合铜精矿先进人艾萨炉中熔炼，熔炼产生的冰铜及炉渣混和熔体进入贫化电炉进行沉降分离，再由卧式转炉将电炉沉降出的冰铜进行吹炼，进一步脱氧脱硫成粗铜、转炉渣和烟气。
其中粗铜送阳极反射炉精炼．炉渣返电炉。
烟气经余热锅炉回收余热和电收尘器降温收尘后送到硫酸分厂制酸，余热锅炉收下的烟尘经破碎后返回电炉，电收尘器收下的烟尘送入电炉。
