专利名称：一种利用燃气生产铜阳极板的工艺方法
背景技术：
目前，铜熔炼过程中，熔化、氧化、浇铸过程中均采用重油作为燃料，先将重油经雾化设备进行雾化处理，然后将雾化的重油向熔炼炉膛内喷射，进行熔化、氧化和浇铸的全过程中的升温、保温；利用重油进行还原；来加工生产铜阳极板，重油在燃烧和还原过程中，存在许多难以解决的问题1)重油采购价格逐年攀升，势必造成铜阳极板加工成本的提高，2002年底重油价格上涨至2000元左右一吨。
2)在还原过程中采用重油，由于其含碳在85％左右，而且多以CnHm形式存在，其含量约占重油可燃成分的95％以上，经计算每吨重油进行还原约有0.48吨以碳黑的形式进入炉膛，随烟气进入烟囱排入大气，产生大量的黑烟，严重超出环保要求的林格曼黑度1°以下排放标准，即使采取二次燃烧仍然造成黑烟排放严重超标，造成环境污染。黑烟排放一直成为铜熔炼上的一个环保痼疾。
3)重油的热利用率低，还原过程仅为25％，从而造成大量的重油浪费，而且加长了还原的时间和增加炉时，抬升了生产成本。
4)重油在生产过程中不易控制，尤其在冬季容易堵塞管道，要用蒸汽保温，增加了存储环节成本和运输成本。
最近，有的企业试图采用无烟精煤为主要原料作为还原剂，再辅以少量的碳酸纳进行还原生产铜阳极板的方法，解决环保问题，但在极重要的熔炼关键工序上，仍旧使用重油。
发明内容
为了克服上述重油燃料所存在的问题，本发明提供一种利用燃气生产铜阳极板的工艺方法，采用煤气、天然气或液化石油气替代现时采用的重油燃料，加工生产铜阳极板，以充分利用燃气原料来源广泛，减少消耗，降低生产成本，并且大大的减少环境污染。
本发明采用如下技术方案来实现上述发明目的本发明在铜熔炼的火法冶金生产中，在熔炼炉进行铜熔炼过程中的熔化、氧化及浇注的升温、保温和进行还原的全过程中均采用煤气、天然气或液化石油气作燃料，向熔炼炉内喷入降压的煤气、天然气或液化石油，生产出铜含量＞99％的铜阳极板。
所述的利用燃气生产铜阳极板，在铜熔炼过程中，为了加大热幅射，增加热对流，提高热利用率，采用了合理结构的炉膛和烧嘴结构，燃烧室降低压火卷及炉顶高度和适应于燃气的烧嘴。
所述的利用燃气生产铜阳极板，在铜熔炼过程中的还原处理工艺中，通过增压后将燃气作为还原剂从多点直接注入铜液中，利用燃气裂解后所产生的C、CO、H2来还原氧化亚铜中的铜。
所述的利用燃气生产铜阳极板在火法冶炼铜中的工艺过程是，首先将粗铜、次粗铜、杂铜、残极分别先后投入熔炼炉内，利用向炉膛喷入减压的煤气、或天然气、或液化石油气，炉膛升温均匀保持在1425℃以上；待熔成液体后扒去浮渣；吹入压缩空气进行氧化；再通过压力将煤气、或天然气、或液化石油气多点注入铜液中进行还原；最后将化验合格的铜液浇入模型，冷却后得到铜＞99％、Pb＜0.15％、S＜0.03％、As＜0.1％的铜阳极板，并且板表面无气泡、荡边、平整光洁、致密、挂耳饱满、厚薄及内部组织均匀，无分层的合格铜阳极板。
由于采用了如上所述技术方案，以煤气为例，本发明具有如下优越性
1)煤气的理论燃烧温度可达1900℃，完全能满足铜精炼温度要求。
2)煤气不存在采购、运输、保温、存储等一系列运行费用问题。
3)煤气的热利用率比重油高12％以上，并且不需雾化而直接喷入燃烧，并且燃烧速度快，传热效果好，不需设置雾化设备，减少设备投入。
4)由于煤气化学成份中CnHm含量仅为1.25％以下，H2含量高达51％以上，因而产生的黑烟极少，完全能够达到林格曼黑度1°以下排放标准，对环境不造成污染。
5)煤气在还原利用率上达50％左右，高出重油一倍，可极大减少煤气使用量，降低生产成本。
6)使用煤气操作方便，有利于改善生产现场的劳动环境，减少人工劳动强度。
综上所述，从能源的综合利用方面来看，从固体燃料过渡到液体燃料，再到如今的气体燃料，其本身就是一种进步，不但充分利用了燃料，减少消耗，降低了成本，也是环保问题得以解决，对社会发展和科技进步均有现实意义。
图面说明
图1是利用燃气生产铜阳极板的工艺流程图实施例如图1中所示首先将粗铜、杂铜、残极等投入熔炼炉内，通过向炉内喷入燃气进行熔化待到达到一定温度，完全熔化成铜液后，除去浮渣；一边导入压缩空气的同时，一边导入燃气，继续保温，进行氧化；再进入还原期，在还原期中将燃气作为还原剂，通过增加压力多点导入铜液，进行还原，此期间不需要任何其它辅助剂；再除去渣；经检验合格后，注入模型，铸造成铜阳极板，进入冷却槽冷却后除去氧化铜皮；氧化铜皮再回收进熔化炉内；另一路渣进鼓风炉将黑铜再回收进开始的粗铜、杂铜、残极投入熔炼内，进行再次循环过程；成品经检验合格后入库。
权利要求
1.一种利用燃气生产铜阳极板的工艺方法，本发明的特征在于在铜熔炼的火法冶金生产中，在熔炼炉进行铜熔炼过程中的熔化、氧化及浇注的升温、保温和进行还原的全过程中均采用煤气、天然气或液化石油气作燃料，向熔炼炉内喷入降压的煤气、天然气或液化石油气，生产出铜含量＞99％的铜阳极板。
2.如权利要求1所述的利用燃气生产铜阳极板的工艺方法，在铜熔炼过程中，为了加大热幅射，增加热对流，提高热利用率，其特征在于所述的利用燃气生产铜阳极板，采用了合理结构的炉膛和烧嘴结构，降低压火卷及炉顶高度和选择适应于燃气的烧嘴结构。
3.如权利要求1所述的利用燃气生产铜阳极板的工艺方法，其特征在于所述的利用燃气生产铜阳极板，在铜熔炼过程中的还原处理工艺中，通过增压后将燃气作为还原剂从多点直接注入铜液中，利用燃气裂解后所产生的C、CO、H2来还原氧化亚铜中的铜。
4.如权利要求1所述的利用燃气生产铜阳极板的工艺方法，其特征在于所述的利用燃气生产铜阳极板在火法冶炼铜中的工艺过程是，首先将粗铜、次粗铜、杂铜、残极分别先后投入熔炼炉内，利用向炉膛喷入减压的煤气、天然气、液化石油气，炉膛升温均匀保持在1425℃以上；待熔成液体后扒去浮渣；吹入压缩空气进行氧化；再通过压力将煤气、天然气、液化石油气多点注入铜液中进行还原；最后将化验合格的铜液浇入模型，冷却后得到铜＞99％、Pb＜0.15％、S＜0.03％、As＜0.1％的铜阳极板，并且板表面无气泡、荡边，平整光洁、致密，挂耳饱满、厚薄及内部组织均匀、无分层的合格铜阳极板。
全文摘要
一种利用燃气生产铜阳极板的工艺方法，本发明的特征在于在铜熔炼的火法冶金生产中，在熔炼炉进行铜熔炼过程中的熔化、氧化及浇注的升温、保温和进行还原的全过程中均采用煤气、天然气或液化石油气作燃料，向熔炼炉内喷入降压的煤气、天然气或液化石油气，生产出铜含量＞99％的铜阳极板，充分利用燃气原料来源广泛，减少消耗，降低生产成本，并且大大的减少环境污染。
文档编号C22B15/00GK1493715SQ0315753
公开日2004年5月5日 申请日期2003年9月24日 优先权日2003年9月24日
发明者宋厚启, 黄天增, 杨勇, 孙金刚, 康敬乐, 谢建闻, 兰天翔, 王庆余, 孙文平, 祁永吉, 肖大光, 郭淑梅, 许静 申请人:洛阳铜加工集团有限责任公司