一种层级串联式短流程炼铜装置及工艺的制作方法
【专利摘要】一种层级串联式短流程炼铜装置及工艺，包括多元炉和火精炉，均为可回转的卧式圆筒形炉，外壳为钢板，内衬耐火材料，炉体由两个托辊支承于基础上，其中一个托辊一端配有电机，齿轮传动，炉体可沿轴心转动；炉底部设有1—40支喷枪，单排或多排布置；炉与炉之间采用溜槽连接，由一台多元炉和两台火精炉组成，三台炉子呈“品字型层级串联式”布置；优点是：结构简单，设计合理，节能环保，具有很好的推广使用价值。
【专利说明】一种层级串联式短流程炼铜装置及工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于有色冶金领域，涉及一种短流程炼铜的装置及工艺。
【背景技术】
[0002]目前，世界比较先进的火法炼铜工艺如闪速熔炼、艾萨顶吹、诺兰达侧吹熔炼、瓦纽科夫熔炼等。即使是这些先进的炼铜工艺，从矿料到阳极板的产出，都必须经过熔炼、吹炼、精炼三道工序完成。传统的三道工序完成作业的不足之处在于:流程长、投资大、金属回收率低，能耗高。同时由于吹炼、精炼是在不同的炉中分开进行的，硫的利用率低，热损失大，操作环境差，劳动成本高。因此有待于进一步研究和开发一种新的工艺和装备，克服以上不足，缩短生产流程，降低生产、投资成本，实现高效生产。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于避免以上冶炼过程的缺陷和不足，而提供一种层级串联式短流程炼铜装置及工艺。
[0004]本发明的技术方案是:一种层级串联式短流程炼铜装置，包括多元炉和火精炉，均为可回转的卧式圆筒形炉，外壳为钢板，内衬耐火材料，炉体由两个托辊支承于基础上，其中一个托辊一端配有电机，齿轮传动，炉体可沿轴心转动；炉底部设有I一40支喷枪，单排或多排布置；炉与炉之间采用溜槽连接，由一台多元炉和两台火精炉组成，三台炉子呈“品字型层级串联式”布置。
[0005]所述的多元炉和火精炉底部喷枪与炉底垂线呈-90°~0°~+90°。
[0006]所述的多元炉与火精炉炉腔具有圆形横截面且径向尺寸在所述炉体的轴向方向
上一致。
[0007]所述的火精炉喷枪可以实现氧气、空气、氮气、天然气等气体的切换。
[0008]所述多元炉和火精炉的炉体加料口、烟道口、放渣口、氧枪口、放铜口等位置均设有铜水套。
[0009]一种层级串联式短流程炼铜工艺，其具体工艺步骤为:(1)将复杂多金属矿与熔剂以及返尘等物料混合后，由多元炉上部的加料口连续的加入到炉内，通过布置在多元炉底部的喷枪喷入纯氧和空气的混合气体，气体氧浓度的体积百分比为21-100%，压力为
0.2-1.0MPa ;氧气在炉内迅速与物料发生剧烈的反应，释放出大量的热量，完成反应，产出品位55% — 95%的铜锍，炉渣经放渣口排出，烟气经降温、除尘后进脱硫制酸系统。
[0010](2)铜锍从多元炉中连续的放出，分别经过溜槽进入两台火精炉，两台火精炉交替作业，气体通过喷枪喷入到熔体中，通过控制喷枪实现氧气、空气、氮气、天然气等气体的切换，从而实现火精炉内的反应过程，产出合格的阳极铜，直接浇铸成阳极板，阳极板标准Cu:99%-99.5%, S:0.02 ±0.01%。
[0011]本发明和现有技术相比，其达到的积极效果主要有以下几点:(1)消除了精炼工序，可实现由矿料到阳极铜的产出只用两道工序就可完成，缩短了工艺流程，避免了精炼渣难以处理的问题，减少了设备投资。吹炼、精炼过程在同一个炉子内同时完成，减少了热量损失，提高了生产效率，降低了生产成本。
[0012](2)多元炉与火精炉之间采用溜槽链接，铜锍的运输依靠设备之间的位差及熔体的自身重力，避免了包子吊运带来的SO2烟气低空逸散以及运输成本，改善了作业环境，绿色环保。
[0013](3)成套设备结构简单，采用智能成套测控系统直接实现对工艺条件的设定，自动化程度高，而且工艺流程短，设备少，节省了大量的投资成本。
[0014](4)从原料到产品工艺流程短，大大减少了生产成本，而且产品生产周期短，加快了金属周转，降低了财务成本。
[0015](5)结构简单，设计合理，节能环保，具有很好的推广使用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为一种层级串联式短流程炼铜工艺布局侧视图。
[0017]图2为一种层级串联式短流程炼铜工艺布局俯视图。
[0018]图中:1为多元炉 ，2为溜槽，3为火精炉，4为溜槽，5为圆盘浇铸机。
【具体实施方式】 [0019]下面结合附图详细说明本发明的实施例。
[0020]一种层级串联式短流程炼铜装置，包括多元炉I和火精炉3，均为可回转的卧式圆筒形炉，外壳为钢板，内衬耐火材料，炉体由两个托辊支承于基础上，其中一个托辊一端配有电机，齿轮传动，炉体可沿轴心转动；炉底部设有1-40支喷枪，单排或多排布置；炉与炉之间采用溜槽2连接，由一台多元炉I和两台火精炉3组成，三台炉子呈“品字型层级串联式”布置。
[0021]所述的多元炉I和火精炉3底部喷枪与炉底垂线呈-90°~0°~+90°。
[0022]所述的多元炉I与火精炉3炉腔具有圆形横截面且径向尺寸在所述炉体的轴向方
向上一致。
[0023]所述的火精炉3喷枪可以实现氧气、空气、氮气、天然气等气体的切换。
[0024]一种层级串联式短流程炼铜工艺，具体工艺为:第一步是将精矿、石英、返料、冷料等混合均匀后，经皮带给料机连续的加入到多元炉I内，利用多元炉I底部的氧枪鼓入高压氧气和压缩空气，入炉气体氧浓度可以控制在21-100%，压力可控制在0.2-l.0MPa，对熔池形成强烈的搅拌，使熔池传热传质过程迅速进行，生成55% — 95%的铜锍。
[0025]第二步多元炉I产出的铜锍连续的放出，经溜槽2流入到一台火精炉3内，当加入适量的铜锍量时，将火精炉3转入到生产位开始送入富氧空气进行作业，边作业边进铜锍，当该炉液位达到要求时，切换溜槽2将多元炉I产出的铜锍继续进入另外一台火精炉3中，两台火精炉3交替加料作业。火精炉3内鼓入富氧空气，进行氧化造渣作业，产生的炉渣由放渣口排出，随着反应的进行，逐步进入造铜期，在造铜期末期，通过氧枪进行气体切换通入氮气和天然气，氧枪外层通氮气，内层通天然气，并且通过智能成套测控系统和测氧仪的使用，准确把握终点，产出高品位阳极铜，浇铸成阳极板。阳极板标准Cu:99%-99.5%, S:
0.02 ± 0.01%。
【权利要求】
1.一种层级串联式短流程炼铜装置，包括多元炉和火精炉，均为可回转的卧式圆筒形炉，外壳为钢板，内衬耐火材料，炉体由两个托辊支承于基础上，其中一个托辊一端配有电机，齿轮传动，炉体可沿轴心转动；炉底部设有I一40支喷枪，单排或多排布置；炉与炉之间采用溜槽连接，其特征在于由一台多元炉和两台火精炉组成，三台炉子呈“品字型层级串联式”布置。
2.根据权利要求1所述的一种层级串联式短流程炼铜装置，其特征在于所述的多元炉底部喷枪与炉底垂线呈-90°~0°~+90°。
3.根据权利要求1所述的一种层级串联式短流程炼铜装置，其特征在于所述的火精炉底部喷枪与炉底垂线呈-90°~0°~+90°。
4.根据权利要求1所述的一种层级串联式短流程炼铜装置，其特征在于所述的多元炉与火精炉炉腔具有圆形横截面且径向尺寸在所述炉体的轴向方向上一致。
5.根据权利要求1所述的一种层级串联式短流程炼铜装置，其特征在于所述的火精炉喷枪可以实现氧气、空气、氮气、天然气等气体的切换。
6.根据权利要求1所述的一种层级串联式短流程炼铜装置，其特征在于所述多元炉和火精炉的炉体加料口、烟道口、放渣口、氧枪口、放铜口等位置均设有铜水套。
7.—种层级串联式短流程炼铜工艺，其特征在于具体工艺步骤为: (1)将复杂多金属矿与熔剂以及返尘等物料混合后，由多元炉上部的加料口连续的加入到炉内，通过布置在多元炉底部的喷枪喷入纯氧和空气的混合气体，气体氧浓度的体积百分比为21-100%，压力 为0.2-1.0MPa ;氧气在炉内迅速与物料发生剧烈的反应，释放出大量的热量，完成反应，产出品位55% — 95%的铜锍，炉渣经放渣口排出，烟气经降温、除尘后进脱硫制Ife系统； (2)铜锍从多元炉中连续的放出，分别经过溜槽进入两台火精炉，两台火精炉交替作业，气体通过喷枪喷入到熔体中，通过控制喷枪实现氧气、空气、氮气、天然气等气体的切换，从而实现火精炉内的反应过程，产出合格的阳极铜，直接浇铸成阳极板，阳极板标准Cu:99%-99.5%, S:0.02±0.01%。
【文档编号】C22B15/00GK104004922SQ201410237182
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】崔志祥, 王智, 王海滨, 龙春和, 侯鹏, 杜武钊 申请人:山东方圆有色金属科技有限公司, 东营方圆有色金属有限公司, 东营鲁方金属材料有限公司, 东营市方圆有色金属研究院