富氧侧吹双区熔池熔炼炉及其含铜复杂物料炼冰铜方法
【专利摘要】本发明公开了一种富氧侧吹双区熔池熔炼炉及其含铜复杂物料炼冰铜方法，所述的熔池熔炼炉包括炉体和熔池，所述的炉体由炉衬、水套、加料口、烟罩、炉体通风口组成，所述的熔池由放渣口、放料口、熔池通风口、副烟管、副加料口组成，所述的炉体的侧面设置熔池，所述熔池上口与炉体底面通过熔体导流口连通。所述方法包括混料、富氧侧吹双区熔池熔炼、烟尘回用、炉渣水淬工序。本发明富氧侧吹双区熔池熔炼炉为分区结构，分别从炉体通过口和熔池通风口吹入富氧空气，强化熔炼过程和炉渣澄清过程。具有燃烧充分，回收率高，易操作，无组织排放少，资源综合利用，节能降耗，可降低焦耗10%，床能率提高了15%，降低电耗、水耗12%，提高产品质量。
【专利说明】富氧侧吹双区熔池熔炼炉及其含铜复杂物料炼冰铜方法
【技术领域】
[0001]本发明属于有色金属冶炼【技术领域】，具体涉及一种工艺简便，工作稳定可靠，基于富氧侧吹双区熔池熔炼炉工艺的富氧侧吹双区熔池熔炼炉及其含铜复杂物料炼冰铜的方法。
【背景技术】
[0002]在有色金属铜的火法冶炼过程中，一般需要先把铜精矿、溶剂和焦炭按一定配比和顺序，加入熔炼炉中，在高温、强氧化性气氛下，进行半自热或自热熔炼，将硫化铜精矿熔化生成金属硫化物的共熔体一冰铜。铜的硫化物以稳定的低价硫化物状态富聚于冰铜中。冰铜和炉渣的性质差别极大，可澄清分离，从而能提出冰铜进入吹炼流程，进而产出粗铜。 [0003]火法冶炼铜精矿时，一般是先将原矿石，通过选矿过程，使得物料中铜含量提高到20-30%，作为铜精矿加入密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的冰铜接着送入转炉进行吹炼成粗铜。现有的炼铜工艺有闪速熔炼、顶吹浸没熔炼、诺兰达熔炼、白银炼铜、底吹熔炼、瓦纽可夫侧吹熔炼等，使用富氧空气鼓入炉内，形成固-液-气三相熔炼区，强化熔炼过程，加快熔炼速度。但由于风口一般设在在炉身下部，鼓入的氧气强力搅拌熔炼区，无合理的沉降分离空间，其生成的冰铜和炉渣受到搅拌冲击，无法快速完全分离，炉渣中含铜量较高。目前，国内新开发的熔池熔炼炉型，也有通过在炉内增加隔墙，区分熔炼区和沉降区来实现冰铜和炉渣的完全分离，但需要较大的炉床面积，并且隔墙长期处于高温环境中被熔体冲刷，维护和保养困难。为此，本发明人经过潜心研究，借鉴采瓦纽可夫侧吹熔炼工艺，研制开发了一种富氧侧吹双区熔池熔炼炉及其熔炼冰铜的方法，试验证明，应用效果良好。
【发明内容】
[0004]本发明的第一目的是在于提供一种工艺简便，工作稳定可靠的富氧侧吹双区熔池熔炼炉；本发明的第二目的在于提供一种基于富氧侧吹双区熔池熔炼炉利用含铜复杂物料冶炼冰铜的方法。
[0005]本发明的第一目的是这样实现的，包括炉体和熔池，所述的炉体由炉衬、水套、加料口、烟罩、炉体通风口组成，所述的熔池由放渣口、放料口、熔池通风口、副烟管、副加料口组成，所述的炉体的侧面设置熔池，所述熔池上口与炉体底面通过熔体导流口连通。
[0006]本发明的第二目的是这样实现的，包括混料、富氧侧吹双区熔池熔炼、烟尘回用、炉渣水淬工序，具体包括:
Α、混料:根据含铜原料中Cu、Fe、S的总含量，加入重量比8~20%的熔剂，将含铜物料与熔剂按含CaO:10^15%,MgO:7~9%的重量比例，Fe/Si02为1.5~1.8的配比混合均匀，并由制砖机压制成砖或团，风干后送入富氧侧吹双区熔池熔炼炉；
B、富氧侧吹双区熔池熔炼:制备好的原料和焦炭分批送入熔池熔炼炉，分别在炉体通风口和熔池通风口送入O2浓度为24~40%的富氧空气，风口压力为0.12^0.15Mpa，分进料、熔炼、澄清、放渣、放料四个阶段，生成冰铜、炉渣和烟气；
C、烟尘回用:富氧侧吹双区熔池熔炼炉产生的烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气，烟尘收集后作为含铜物料与原料混合回用，烟气经过脱硫后排放；
D、炉渣水淬:富氧侧吹双区熔池熔炼炉产生的炉渣经过循环水快速冷却，形成水淬渣，送至堆渣场内。 [0007]本发明富氧侧吹双区熔池熔炼炉为分区结构，分别从炉体通过口和熔池通风口吹入富氧空气，强化熔炼过程和炉渣澄清过程，能够充分利用低品位矿产资源和二次资源，且原料的兼容性强，炉渣品位低，大幅度提高热效率，节能降耗效果显著。本发明具有燃烧充分，回收率高，易操作，经济适用，无组织排放少，资源综合利用，节能降耗等优点，该熔炼炉可降低焦耗10%，床能率提高了 15%，提高产品质量，降低电耗、水耗12%。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明的整体结构半剖示意图；
图2为本发明的炉体结构示意图；
图3为本发明工艺流程框图；
图中:1-炉衬，2-水套，3-加料口，4-烟罩，5-放渣口，6-放料口，7-炉体通风口，8-熔池通风口，9-熔体导流口，10-副烟管，11-副加料口，12-挂渣钉。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
[0010]如图1、图2所示，本发明包括炉体和熔池，所述的炉体由炉衬1、水套2、加料口 3、烟罩4、炉体通风口 7组成，所述的熔池由放渣口 5、放料口 6、熔池通风口 8、副烟管IO、副加料口 11组成，所述的炉体的侧面设置熔池，所述熔池上口与炉体底面通过熔体导流口 9连通。
[0011]所述的熔池顶部设置副烟管10、副加料口 11，所述的熔池侧壁上部设置放渣口 5，所述的熔池侧壁底部设置放料口 6，所述的熔池壁中部对称设置熔池通风口 8，所述的熔池上部通过熔体导流口 9与炉体连通。
[0012]所述的熔体导流口 9连接炉体端高于连接熔池的一端，其倾斜角度为f 10°，自炉体向熔池方向呈喇叭口状。
[0013]所述的炉体通风口 7为上下两排，交错设置。
[0014]所述的副烟管10与炉体上部连通。
[0015]如图3所示，本发明基于富氧侧吹双区熔池熔炼炉利用含铜物料炼铜方法，具体包括:
A、混料:根据含铜原料中Cu、Fe、S的总含量，加入重量比8~20%的熔剂，将含铜物料与熔剂按含CaO:10^15%,MgO:7、％的重量比例，Fe/Si02为1.5^1.8的配比混合均匀，并由制砖机压制成砖或团，风干后送入富氧侧吹双区熔池熔炼炉；
B、富氧侧吹双区熔池熔炼:制备好的原料和焦炭分批送入熔池熔炼炉，分别在炉体通风口和熔池通风口送入O2浓度为24~40%的富氧空气，风口压力为0.12^0.15Mpa，分进料、熔炼、澄清、放渣、放料四个阶段，生成冰铜、炉渣和烟气；
C、烟尘回用:富氧侧吹双区熔池熔炼炉产生的烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气，烟尘收集后作为含铜物料与原料混合回用，烟气经过脱硫后排放；
D、炉渣水淬:富氧侧吹双区熔池熔炼炉产生的炉渣经过循环水快速冷却，形成水淬渣，送至堆渣场内。
[0016]所述的熔剂为电石渣和石英石，利用工业废渣进行配料，降低成本。
[0017]所述的A工序含铜物料与熔剂按含CaO: 12%,MgO:8%的重量比例，Fe/Si02为1.5的配比混合均匀。
[0018]所述的B工序澄清阶段，从熔池副加料口加入焦炭，焦炭量按照炉渣重量的:3~7%加入。
[0019]所述的B工序澄清阶段，熔池通风口送入O2浓度为25~30%的富氧空气，风口压力为 0.14Mpa。
[0020]本发明富氧侧吹双区熔池熔炼炉为分区结构，分别从炉体通过口和熔池通风口吹入富氧空气，强化熔炼过程和炉渣澄清过程，能够充分利用低品位矿产资源和二次资源，且原料的兼容性强，炉渣品位低，大幅度提高热效率，节能降耗效果显著。本发明所能够使用含铜1%以上的物料，炉渣中含铜量低于0.8%，降低焦耗10%，床能率提高了 15%，降低电耗、水耗12%，产品含铜达到20-40%，提高产品质量。
[0021]实施例1
含铜1.8%的物料，加入重量比8%的电石渣，将含铜物料与熔剂按含CaO:10%,MgO:7%，的重量比例，Fe/Si02为1.5的配比混合均匀。并由制砖机压制成砖或团，风干后送入富氧侧吹双区熔池熔炼炉，焦炭按照原料重量的20%加入熔炼炉中；分别在炉体通风口和熔池通风口送入O2浓度为24%的富氧空气，风口压力为0.15Mpa，产出含铜20%的冰铜，含铜
0.5%的炉渣，冰铜破碎后入库，炉渣使用循环水冷却后送入堆渣场，烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气，烟尘收集后作为含铜物料与原料混合回用，烟气经过脱硫后排放。
[0022]实施例2
含铜2%的物料，加入重量比20%的石英石与电石渣的混合物，将含铜物料与熔剂按含CaO:15%,MgO:9%的重量比例，Fe/Si02为1.8的配比混合均匀，并由制砖机压制成砖或团，风干后送入富氧侧吹双区熔池熔炼炉，焦炭按照原料重量的18%加入熔炼炉中；分别在炉体通风口和熔池通风口送入O2浓度为40%的富氧空气，风口压力为0.12Mpa，产出含铜32%的冰铜，含铜0.4%的炉渣，冰铜破碎后入库，炉渣使用循环水冷却后送入堆渣场，烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气，烟尘收集后作为含铜物料与原料混合回用，烟气经过脱硫后排放。
[0023]实施例3
含铜3%的物料，加入重量比15%的石英石，将含铜物料与熔剂按含CaO:12%, MgO:8%的重量比例，Fe/Si02为1.5的配比混合均匀，并由制砖机压制成砖或团，风干后送入富氧侧吹双区熔池熔炼炉，焦炭按照原料重量的20%加入熔炼炉中；分别在炉体通风口和熔池通风口送入O2浓度为27%的富氧空气，风口压力为0.14Mpa，熔池中加入的焦炭为炉渣量的3%，产出含铜35%的冰铜，含铜0.5%的炉渣，冰铜破碎后入库，炉渣使用循环水冷却后送入堆渣场，烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气，烟尘收集后作为含铜物料与原料混合回用，烟气经过脱硫后排放。
[0024]实施例4
含铜3%的物料，加入重量比15%的石英石，将含铜物料与熔剂按含CaO:12%, MgO:8%的重量比例，Fe/Si02为1.5的配比混合均匀，并由制砖机压制成砖或团，风干后送入富氧侧吹双区熔池熔炼炉，焦炭按照原料重量的20%加入熔炼炉中；分别在炉体通风口和熔池通风口送入O2浓度为27%的富氧空气，风口压力为0.14Mpa，熔池中加入的焦炭为炉渣量的7%，产出含铜39%的冰铜，含铜0.5%的炉渣，冰铜破碎后入库，炉渣使用循环水冷却后送入堆渣场，烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气，烟尘收集后作为含铜物料与原料混合回用，烟气经过脱硫后排放。
[0025]实施例5
含铜2.3%的物料，加入重量比10%的石英石和电石渣，将含铜物料与熔剂按含CaO:11%, MgO:7%的重量比例，Fe/Si02为1.7的配比混合均匀，并由制砖机压制成砖或团，风干后送入富氧侧吹双区熔池熔炼炉，焦炭按照原料重量的15%加入熔炼炉中；分别在炉体通风口和熔池通风口送入O2浓度为29%的富氧空气，风口压力为0.13Mpa，熔池中加入的焦炭为炉渣量的5%，产出含铜35%的冰铜，含铜0.6%的炉渣，冰铜破碎后入库，炉渣使用循环水冷却后送入堆渣场，烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气，烟尘收集后作为含铜物料与原料混合回用，烟气经过脱硫后排放。
[0026]实施例6 含铜2%的物料，加入重量比12%的石英石，将含铜物料与熔剂按含CaO:14%,MgO:7%的重量比例，Fe/Si02为1.6的配比混合均匀，并由制砖机压制成砖或团，风干后送入富氧侧吹双区熔池熔炼炉，焦炭按照原料重量的18%加入熔炼炉中；分别在炉体通风口和熔池通风口送入O2浓度为30%的富氧空气，风口压力为0.14Mpa，产出含铜27%的冰铜，含铜0.8%的炉渣，冰铜破碎后入库，炉渣使用循环水冷却后送入堆渣场，烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气，烟尘收集后作为含铜物料与原料混合回用，烟气经过脱硫后排放。
【权利要求】
1.一种富氧侧吹双区熔池熔炼炉，包括炉体和熔池，所述的炉体由炉衬(I )、水套(2)、加料口(3)、烟罩(4)、炉体通风口(7)组成，所述的熔池由放渣口(5)、放料口(6)、熔池通风口(8)、副烟管(10)、副加料口(11)组成，其特征是:所述的炉体的侧面设置熔池，所述熔池上口与炉体底面通过熔体导流口(9)连通。
2.根据权利要求1所述的熔池熔炼炉，其特征是:所述的熔池顶部设置副烟管(10)、副加料口( 11)，所述的熔池侧壁上部设置放渣口(5)，所述的熔池侧壁底部设置放料口(6)，所述的熔池壁中部对称设置熔池通风口(8)，所述的熔池上部通过熔体导流口(9)与炉体连通。
3.根据权利要求1或2所述的熔池熔炼炉，其特征是:所述的熔体导流口(9)连接炉体端高于连接熔池的一端，其倾斜角度为广10°，自炉体向熔池方向呈喇叭口状。
4.根据权利要求1所述的熔池熔炼炉，其特征是:所述的炉体通风口(7)为上下两排，交错设置。
5.根据权利要求2所述的熔池熔炼炉，其特征是:所述的副烟管(10)与炉体上部连通。
6.一种基于权利要求1所述的熔炼炉利用含铜物料炼铜方法，其特征是:具体包括: A、混料:根据含铜原料中Cu、Fe、S的总含量，加入重量比8~20%的熔剂，将含铜物料与熔剂按含CaO:10^15%,MgO:7~9%的重量比例，Fe/Si02为1.5~1.8的配比混合均匀，并由制砖机压制成砖或团，风干后送入富氧侧吹双区熔池熔炼炉； B、富氧侧吹双区熔池熔炼:制备好的原料和焦炭分批送入熔池熔炼炉，分别在炉体通风口和熔池通风口送入O2浓度为24~40%的富氧空气，风口压力为0.12^0.15Mpa，分进料、熔炼、澄清、放渣、放料四个阶段，生成冰铜、炉渣和烟气； C、烟尘回用:富氧侧吹双区熔池熔炼炉产生的烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气，烟尘收集后作为含铜物料与原料混合回用，烟气经过脱硫后排放； D、炉渣水淬:富氧侧吹双区熔池熔炼炉产生的炉渣经过循环水快速冷却，形成水淬渣，送至堆渣场内。
7.根据权利要求6所述的熔炼炉利用含铜物料炼铜方法，其特征是:所述的熔剂为电石渣和石英石。
8.根据权利要求6所述的熔炼炉利用含铜物料炼铜方法，其特征是:所述的A工序含铜物料与熔剂按含CaO:12%, MgO:8%的重量比例，Fe/Si02为1.5的配比混合均匀。
9.根据权利要求6所述的熔炼炉利用含铜物料炼铜方法，其特征是:所述的B工序澄清阶段，从熔池副加料口加入焦炭，焦炭量按照炉渣重量的:1~7%加入。
10.根据权利要求6所述的熔炼炉利用含铜物料炼铜方法，其特征是:所述的B工序澄清阶段，熔池通风口送入O2浓度为25~30%的富氧空气，风口压力为0.HMpa0
【文档编号】C22B15/00GK103667738SQ201310747690
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】杨崇明, 陆卫平, 李锡力, 罗明, 陆新 申请人:个旧市光穆有色金属尾矿废渣综合回收有限公司, 个旧市冶金研究所