一种采用四连炉生产阳极铜的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生产阳极铜的工艺，尤其是一种采用四连炉生产阳极铜的工艺，称之为金峰炼铜工艺。
【背景技术】
[0002]铜冶炼技术正逐渐朝着高效、清洁和连续化的方向发展，国内外铜冶炼企业积极寻求或开发产能大、投资和运行费用低、操作连续、有利于环保的铜冶炼工艺。我国在大中型铜冶炼新建或改造项目中，非常重视熔炼工艺与吹炼工艺的选择与开发，在引进、消化先进技术的同时，着力于开发具有自主知识产权的熔炼技术和连续吹炼技术，以期在工艺及装备设计、加工制造、生产操作诸方面逐步缩小与世界先进水平的差距，已成为必然趋势。
[0003]目前，国内外采用的较为先进的铜熔炼工艺主要有:闪速炉熔炼、三菱熔炼、瓦纽科夫熔炼、奥斯麦特熔炼、艾萨熔炼、白银法熔炼等；成熟的粗铜吹炼工艺主要有:PS转炉吹炼、闪速吹炼、三菱法吹炼。在熔炼工艺中，对入炉矿料的预处理以及进料和鼓风风方式各不相同，深度干燥或造粒等复杂的备料程序无形中增加了能耗和环境治理成本；在冰铜吹炼成粗铜的生产过程中，PS转炉吹炼工艺占绝大部分，冰铜由钢包和桥式起重机倒运；仅有三菱法是一个连续的熔炼和吹炼过程，将三个炉子(S炉+CL炉+)用两个溜槽连接、实现了粗铜的连续生产，但其吹炼过程的造渣反应和造铜反应在单一空间C炉中同步进行，粗铜质量不理想。
[0004]随着粗铜火法生产工艺的发展，传统的PS转炉吹炼工艺已不适应现代环保的要求。PS转炉吹炼粗铜，间断作业过程难以实现系统密闭，存在着漏风率高、烟气S02浓度低、烟气量波动大、逸散烟气造成低空污染严重、耐火材料消耗量大等弊病，将会逐渐被淘汰。目前，国际上比较先进的粗铜吹炼工艺有两种:一是闪速吹炼工艺，二是三菱法吹炼工艺。闪速吹炼工艺是将熔炼产生的冰铜水淬后，研磨成细粉再烘干，连同粉状溶剂一起用高压风喷入闪速炉内，经过氧化反应生成吹炼渣、粗铜和高温烟气。该工艺存在着不能消化冷料、综合能耗高、吹炼渣含铜高、直收率低、生产成本高、粗铜含硫高的缺点。三菱法吹炼工艺是将热态冰铜通过溜槽直接流入吹炼炉并同时采用风料喷枪向熔体中喷入熔剂和富氧空气，经过氧化反应生成吹炼渣、粗铜和高温烟气；虽然能耗较低，但存在吹炼渣含铜高、直收率低、粗铜含硫及杂质尚的缺点。
[0005]粗铜由钢包和桥式起重机倒运至阳极炉，经氧化和还原过程，生成阳极铜，绝大部分企业采用天然气或固体燃料、固体还原剂，作业环境较差。
【发明内容】
[0006]为了消除现有铜冶炼工艺技术存在的工艺缺陷，本发明提供了一种采用四连炉生产阳极铜的工艺，此工艺备料简单、过程连续易操作，可有效避免SO2有害烟气逸散造成的低空环境污染，环保效果理想，生产安全稳定，粗铜质量优，吹炼渣含铜低、直收率高，耐火材料使用寿命较长，烟气量小且连续稳定、SO2浓度高，余热回收利用效果好，总硫回收率高，炉渣资源化利用，技术经济指标优良。
[0007]本发明所采用的技术方案为:一种采用四连炉生产阳极铜的工艺。包括以下步骤:
[0008](I)依据铜精矿原料的化学成分和供应量，合理确定入炉铜精矿的复配比例及用量、熔剂量和燃料量，铜精矿无需深度干燥或造粒，铜精矿、熔剂、燃料均通过皮带秤计量、经由胶带输送机直接从熔池熔炼炉顶部加料口送入炉内，向炉内连续鼓入适量的富氧空气，在熔炼反应区实现冰铜和炉渣的分离，冰铜通过虹吸连续排出；高铁硅比的熔炼渣经电极渣室连续排出，经过溜槽进入缓冷渣包；含302的高温烟气连续稳定的进入余热锅炉，低温烟气经过电收尘进入制酸系统。
[0009](2)熔炼产出的热态冰铜通过溜槽连续流入造渣炉，根据冰铜量和化学成分，从炉顶加料口连续加入适量的石英石熔剂和冷料，向炉内连续鼓入适量的富氧空气，完成造渣反应。产出白冰铜、吹炼渣和含SO2的高温烟气。白冰铜沉在熔体下层，通过虹吸连续放出；吹炼渣从排渣口溢流连续排出，经过溜槽进入缓冷渣包；含SO2的高温烟气连续稳定的进入余热锅炉，低温烟气经过电收尘进入制酸系统。
[0010](3)造渣炉产出的白冰铜通过溜槽连续流入造铜炉，根据白冰铜量和化学成分，从炉顶加料口连续或间断加入适量的石灰石恪剂，向炉内连续鼓入适量的富氧空气，进一步除铁和杂质，同时氧化Cu2S中的S生成302进入烟气，完成造铜反应，同时通过残阳极加料口加入电解残阳极。产出粗铜、微量的吹炼渣和含SO2的高温烟气。粗铜通过虹吸连续或断续排放，经过溜槽转入阳极炉内；微量的吹炼渣从排渣口定期排放，经过溜槽进入渣包或水淬；含302的高温烟气连续稳定的进入余热锅炉，低温烟气经过电收尘进入制酸系统。
[0011](4)造铜炉产出的液态粗铜经过溜槽连续排出、进入阳极炉组中处于进料阶段的阳极炉内，阳极炉组以炉交换作业的方式实现进料过程与精炼作业过程同步进行，氧化阶段和还原阶段采用冷煤气。
[0012]作为优选，所述步骤(I)中冰铜品位为50?60%，熔炼渣Fe/Si02= 1.5?1.75、含铜 0.85 ~ 1.2%o
[0013]作为优选，所述步骤(I)中熔炼反应温度为1250°C?1280°C。
[0014]作为优选，所述步骤(I)中富氧空气含氧浓度为60?90%，鼓风压力为100?140KPao
[0015]作为优选，所述步骤(I)中石英石熔剂的粒度< 30mm。
[0016]作为优选，所述步骤(I)中燃料可以是煤粉、或焦粉、或天然气。
[0017]作为优选，所述步骤(2)中白冰铜品位为75?80 %，吹炼渣含铜< 3.0 %。
[0018]作为优选，所述步骤(2)中造渣反应温度为1250°C?1300°C。
[0019]作为优选，所述步骤(2)中富氧空气含氧浓度为30?35%，鼓风压力为100?120KPa。
[0020]作为优选，所述步骤(2)中石英石熔剂的粒度< 30mm。
[0021]作为优选，所述步骤(3)中造铜反应温度为1250°C?1300°C。
[0022]作为优选，所述步骤(3)中富氧空气含氧浓度为25?30%，鼓风压力为150?200KPao
[0023]作为优选，所述步骤(3)中石灰石熔剂的粒度< 30mm。
[0024]作为优选，所述步骤(3)中粗铜品位> 98.5 %，粗铜含硫< 0.03 %。
[0025]作为优选，所述步骤(4)中阳极炉组以分炉交叉作业的方式实现进料过程与精炼作业过程同步连续进行。
[0026]作为优选，所述步骤(4)中冷煤气由冷煤气站供应。
[0027]进一步地，所述步骤(I)、(2)、(3)中高温烟气温度1200?1250°C，经余热锅回收热量后的低温烟气温度340±20°C。
[0028]进一步地，所述步骤⑴、(2)、(3)中在溜槽、渣包处均对应设置集烟罩，集中收集汇入制酸系统。
[0029]本发明的有益效果是:
[0030](I)四连炉生产阳极铜的工艺中的熔炼工艺为富氧双侧吹熔池熔炼工艺，铜精矿无需深度干燥或造粒，在熔炼反应区实现冰铜和熔炼渣的分离，高铁硅比的熔炼渣经电极渣室连续排出，经过溜槽进入缓冷渣包，经缓冷后送至选矿厂；冰铜通过虹吸连续均衡排出，经溜槽进入造渣炉进行造渣吹炼，省掉利用钢包和桥式起重机的倒运作业，可降低设备及厂房投资，同时避免了冰铜倒运过程中的显热损失和气体逸散。
[0031](2)四连炉生产阳极铜的工艺中的吹炼工艺采用熔池反应机理，将造渣和造铜两个反应过程分置在依次前后布置的造渣反应炉和造铜反应炉内，从而实现连续进冰铜、连续鼓风、连续造渣、