本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种空间吹炼用冰铜的备料工艺。本发明还涉及一种基于该备料工艺的备料设备。
背景技术
冰铜(又称铜锍)吹炼成粗铜目前有两种方式，一种是熔池吹炼；另一种是高强度空间富氧吹炼，如闪速吹炼、旋浮吹炼。
其中，空间吹炼使用的材料为干燥磨细的冰铜，其含水量小于0.3％，冰铜颗粒粒度小于0.054mm的占比大于70％、粒度在0.054～0.074mm内的占比为15％～25％、粒度在0.074～0.105mm内的占比小于10％，粒度大于0.105mm的占比小于0.5％。将冰铜送入吹炼炉内与富氧空气接触反应，利用的是粉状冰铜的巨大的比表面积，能够与富氧空气充分接触。冰铜的备料是空间吹炼的第一步，直接影响到吹炼炉反应的质量。
现有的冰铜备料工艺为：将熔炼炉生产的湿冰铜经水淬粒化或无水粒化后经脱水进入配料仓或冰铜堆场，分别经配料仓按成分配料或堆式取料机取料后送入冰铜磨中进行磨细干燥，冰铜磨是立式磨，冰铜磨在磨细的同时进行干燥，干燥热源来自热风炉，通过燃烧天然气或重油获取热风，磨细干燥后的冰铜风粉混合物经负压或正压输送到袋式除尘器中收集冰铜粉后，热风排空，送至炉顶仓，以完成备料，等待送入吹炼炉中。
由于冰铜的密度大(约5g/m3)，干燥磨细后的冰铜需要很高的负压和风量(约-10000pa，15万标方)从冰铜磨抽出，且风粉混合物经袋式除尘器中收集冰铜粉后，热风排空，这就要配置大功率排风机和大风量袋式除尘器，增大了能耗。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种空间吹炼用冰铜的备料工艺，以降低能耗。
本发明的另一个目的在于提供一种基于该备料工艺的备料系统，以降低能耗。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种空间吹炼用冰铜的备料工艺，步骤包括：
s100、将粒化脱水后的冰铜磨细；
s200、对磨细后的冰铜进行固液分离；
s300、将固液分离后的冰铜送入干燥机中进行干燥；
s400、所述干燥机中干燥后的冰铜直接进入中间仓进行收集，所述干燥机中剩余悬浮状冰铜通过布袋收集后进入所述中间仓。
优选地，在上述的备料工艺，所述步骤s100中的将粒化脱水后的冰铜磨细，具体为：将冰铜进行磨细后，进行一次或多次颗粒分选，分选出的粒径较大的冰铜再次进行磨细，分选出的粒径较小的冰铜进入所述步骤s200中。
优选地，在上述的备料工艺，所述步骤s200中的对磨细后的冰铜进行固液分离，具体为：通过至少一次固液分离，得到含水率为8％～12％的冰铜。
优选地，在上述的备料工艺，所述步骤s300中的干燥机的热源采用冶金炉余热锅炉产生的余热。
本发明实施例还提供了一种空间吹炼用冰铜的备料系统，包括：
磨机；
固液分离设备，所述固液分离设备的进口与所述磨机的出口通过细浆泵连通；
干燥机，用于干燥从所述固液分离设备中分离的冰铜；
中间仓，所述中间仓与所述干燥机的粉料出口连通，所述中间仓的出口用于与吹炼炉的炉顶仓连通；
布袋收集器，所述布袋收集器的进口与所述干燥机的风粉混合出口连通，所述布袋收集器的出口与所述中间仓连通；
风机，与所述布袋收集器连通。
优选地，在上述的备料系统中，还包括分级分离设备，所述分级分离设备的进口与所述磨机的出口通过渣浆泵连通，所述分级分离设备的小粒径出口与所述固液分离设备的进口通过细浆泵连通；所述分级分离设备的大粒径出口与所述磨机的进口连通。
优选地，在上述的备料系统中，还包括集浆槽，所述磨机的出口与所述集浆槽连通，所述集浆槽通过所述渣浆泵与所述分级分离设备连通。
优选地，在上述的备料系统中，所述分级分离设备包括一个或多个分级旋流器，每个所述分级旋流器的大粒径出口均与所述磨机的进口连通，分级旋流器之间串接，且第一级的所述分级旋流器的进口与所述磨机的出口连通，位于上一级的所述分级旋流器的小粒径出口与位于下一级的所述分级旋流器的进口连通，最后一级的所述分级旋流器的小粒径出口与所述固液分离设备的进口连通。
优选地，在上述的备料系统中，所述分级分离设备包括两个分级旋流器，分别为第一级分级旋流器和第二级分级旋流器，所述第一级分级旋流器的分选压力为0.05mpa～0.15mpa，所述第二级分级旋流器的分选压力为0.1mpa～0.2mpa。
优选地，在上述的备料系统中，还包括溢流池，每个分级旋流器的小粒径出口一一对应地与每个溢流池连通，所述分级旋流器之间以及所述分级旋流器与所述固液分离设备之间连通有所述溢流池。
优选地，在上述的备料系统中，所述固液分离设备包括浓密机。
优选地，在上述的备料系统中，所述固液分离设备还包括过滤器，所述浓密机的出口与所述过滤器的进口通过浓密机泵连通。
优选地，在上述的备料系统中，所述干燥机为蒸汽干燥机，所述蒸汽干燥机的蒸汽进口与冶金炉余热锅炉的蒸汽出口连通。
优选地，在上述的备料系统中，所述蒸汽干燥机中的蒸汽压力0.3mpa～2.0mpa，所述蒸汽干燥机的出料温度为95℃～105℃。
优选地，在上述的备料系统中，还包括粒化后冰铜存储仓、第一输送带和进料装置；所述第一输送带位于所述粒化后冰铜存储仓的出口和所述进料装置之间，用于将所述粒化后冰铜存储仓中的粒化脱水后的冰铜输送至进料装置中。
优选地，在上述的备料系统中，还包括第二输送带，所述第二输送带用于将固液分离的细冰铜输送到所述干燥机中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的空间吹炼用冰铜的备料工艺中，依次包括磨细、固液分离、干燥和收集，干燥机中干燥后的冰铜绝大部分直接进入中间仓进行收集，而干燥机中剩余悬浮状冰铜进入布袋收集后，存放在中间仓中。与现有的通过冰铜磨同时进行磨细和干燥相比，本发明中的备料工艺将磨细和干燥分开进行，这就可以实现干燥机干燥后的冰铜绝大部分直接进入中间仓进行收集，剩余少量的悬浮状冰铜通过布袋收集后存放在中间仓中，因此，与原有冰铜全部靠负压从冰铜磨中抽出经布袋除尘收集下来相比，不需要大功率风机提供动力，并减小了布袋的负担，显著降低了能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种空间吹炼用冰铜的备料工艺的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种备料工艺的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种备料工艺的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的第四种备料工艺的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种空间吹炼用冰铜的备料系统的连接示意图。
其中，1为粒化后冰铜存储仓、2为第一输送带、3为进料装置、4为分级旋流器、5为磨机、6为集浆槽、7为渣浆泵、8为溢流槽、9为细浆泵、10为浓密机泵、11为固液分离设备、111为浓密机、112为过滤器、12为细冰铜堆场、13为第二输送带、14为干燥机、15为中间仓、16为布袋收集器、17为风机。
具体实施方式
本发明的核心是提供了一种空间吹炼用冰铜的备料工艺，降低了能耗。
本发明还提供了一种基于该备料工艺的备料系统，降低了能耗。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1和图2，本发明实施例提供了一种空间吹炼用冰铜的备料工艺，包括以下步骤：
步骤s100，磨细工序：将粒化脱水后的冰铜磨细，得到细冰铜。其中，粒化脱水后的冰铜含水量在5％～8％，经过磨细后，含水量增大。
步骤s200，固液分离工序：对磨细后的冰铜进行固液分离，降低细冰铜的含水量；
步骤s300，干燥工序：将固液分离后的细冰铜送入干燥机14中进行干燥；
步骤s400，收集工序：干燥机14中干燥后的冰铜直接进入中间仓15进行收集，干燥机14中剩余悬浮状冰铜通过布袋收集后进入中间仓15，完成冰铜的备料，中间仓15中的冰铜用于输送给吹炼炉的炉顶仓中，以进行下一步的吹炼。此步骤中，干燥机14中干燥后的冰铜90％以上能够直接进入中间仓15。
该备料工艺依次包括磨细、固液分离、干燥和收集，干燥机14中干燥后的冰铜绝大部分直接进入中间仓15进行收集，而干燥机14中剩余悬浮状冰铜进入布袋收集器16收集后，存放在中间仓15中。与现有的通过冰铜磨同时进行磨细和干燥相比，本发明中的备料工艺将磨细和干燥分开进行，这就可以实现干燥机14干燥后的冰铜绝大部分直接进入中间仓15进行收集，剩余少量的悬浮状冰铜通过布袋收集器16收集后存放在中间仓15中，因此，与原有冰铜全部靠负压从冰铜磨中抽出经布袋除尘收集下来相比，不需要大功率风机提供动力，并减小了布袋的负担，显著降低了能耗。
如图2所示，对备料工艺进行优化，本实施例中，步骤s100中的磨细工序具体为：将冰铜进行第一次磨细后，进行一次或多次颗粒分选，分选出的粒径较大的冰铜再次进行磨细，分选出的粒径较小的冰铜进入步骤s200中，进行固液分离工序。
以进行一次颗粒分选为例进行说明：冰铜完成一次磨细后，将磨细的矿浆进行一次颗粒分选，分选出的粒径较大的冰铜再次进行磨细，分选出的粒径较小的冰铜进行固液分离工序。
以进行两次颗粒分选为例进行说明：冰铜完成一次磨细后，将磨细的矿浆进行第一次颗粒分选，分选出的粒径较大的冰铜再次进行磨细，分选出的粒径较小的冰铜再进行第二次颗粒分选，第二次分选出的粒径较大的冰铜再次进行磨细，第二次分选出的粒径较小的冰铜直接进行固液分离工序。
依次类推，每次分选后的粒径较大的冰铜均再次进行磨细，上一次颗粒分选后的粒径较小的冰铜再次进行下一次颗粒分选，最后一次颗粒分选后的粒径较小的冰铜进行固液分离工序。
如此经过一次或多次颗粒分选后，继续磨细，得到了符合吹炼要求的细冰铜。
如图3所示，对备料工艺进一步优化，在本实施例中，步骤s200中的固液分离工序具体为：通过至少一次固液分离，得到含水率为8％～12％的冰铜，固液分离的次数可以为一次、两次或更多次，每次进行固液分离的装置可以不同，以最终达到含水率为8％～12％的冰铜。
如图4所示，在本实施例中，对步骤s300中的干燥工序进行优化，干燥机14的热源采用冶金炉余热锅炉产生的余热。如此，磨细后的冰铜干燥采用了工厂余热，取代了原来的燃烧天然气和重油的热风干燥，大大节约了能源。当然，本发明中的干燥工序也可以采用燃烧天然气和重油进行加热，只是能源消耗大。
如图2所示，基于以上任一实施例中的备料工艺，本发明实施例还提供了一种空间吹炼用冰铜的备料系统，以下简称备料系统，其包括磨机5、固液分离设备11、干燥机14、中间仓15、布袋收集器16和风机17；其中，磨机5优选为湿式球磨机，用于对粒化脱水后的冰铜进行磨碎；固液分离设备11的进口与磨机5的出口通过细浆泵9连通，磨机5磨碎后得到的细冰铜通过细浆泵9泵入固液分离设备11中进行固液分离，降低细冰铜的含水率；干燥机14用于干燥从固液分离设备11中分离的细冰铜，得到干燥的细冰铜；中间仓15与干燥机14的粉料出口连通，中间仓15的出口用于与吹炼炉的炉顶仓连通；布袋收集器16的进口与干燥机14的风粉混合出口连通，布袋收集器16的出口与中间仓15连通；风机17与布袋收集器16连通，为抽出干燥机14中悬浮状的细冰铜至布袋收集器16中提供负压。
该备料系统工作时，将粒化脱水后的冰铜输送至磨机5中，磨机5对冰铜进行磨碎得到细冰铜；细冰铜被细浆泵9泵入固液分离设备11中进行固液分离，得到含水率降低后的细冰铜，该细冰铜可以堆放在细冰铜堆场12，也可以存放在特定的存放设备中；之后，细冰铜输送至干燥机14内进行干燥，得到符合吹炼要求含水率的干燥细冰铜；干燥细冰铜绝大部分通过干燥机14的粉料出口直接进入中间仓15中进行收集，而干燥机14中少部分的悬浮状风粉混合物在风机17的抽吸作用下从干燥机14的风粉混合物出口进入布袋收集器16中进行收集，最后，布袋收集器16中收集的干燥细冰铜放入中间仓15中，完成空间吹炼用冰铜的备料，中间仓15中的干燥细冰铜通过气流输送至吹炼炉的炉顶仓中，以进行后续的吹炼。
与现有的通过冰铜磨同时进行磨细和干燥相比，本发明中的备料系统将磨细和干燥分别在不同设备中进行，这就可以实现干燥机14干燥后的冰铜绝大部分直接进入中间仓15进行收集，剩余少量的悬浮状冰铜通过布袋收集器16收集后存放在中间仓15中，因此，与原有冰铜全部靠负压从冰铜磨中抽出经布袋除尘收集下来相比，不需要大功率风机提供动力，并减小了布袋的负担，显著降低了能耗。
进一步地，在本实施例中，备料系统还包括分级分离设备，分级分离设备的进口与磨机5的出口通过渣浆泵7连通，分级分离设备的小粒径出口与固液分离设备11的进口通过细浆泵9连通；分级分离设备的大粒径出口与磨机5的进口连通。
通过增设分级分离设备，将磨机5中磨细的冰铜送入分级分离设备中进行颗粒分选，使分选出的粒径较大的冰铜回到磨机5中继续进行磨碎，而分选出的粒径较小的冰铜直接进入固液分离设备11中。这样，进一步保证了冰铜的颗粒度满足吹炼的要求。
进一步地，备料系统还包括集浆槽6，磨机5的出口与集浆槽6连通，集浆槽6通过渣浆泵7与分级分离设备连通。通过设置集浆槽6暂时存放从磨机5中出来的矿浆，方便对矿浆进行存放和输送，矿浆通过渣浆泵7泵入分级分离设备中。当然，也可以不设置集浆槽6，直接将渣浆泵7与磨机5的出口连通。
对分级分离设备进行优化，在本实施例中，分级分离设备包括一个或多个分级旋流器4，分级旋流器4优选为水力旋流器，分级旋流器4具有位于底部的大粒径出口和位于上部的小粒径出口，每个分级旋流器4的大粒径出口均与磨机5的进口连通。对于具有多个分级旋流器4的情况，各个分级旋流器4之间串接，且第一级的分级旋流器4的进口与磨机5的出口连通，位于上一级的分级旋流器4的小粒径出口与位于下一级的分级旋流器4的进口连通，最后一级的分级旋流器4的小粒径出口与固液分离设备11的进口连通。
以分级分离设备包括一个分级旋流器4为例进行说明，工作时，经过磨机5磨碎的矿浆经过渣浆泵7泵入分级旋流器4中，矿浆在分级旋流器4中进行离心分选，粒径较大的冰铜从分级旋流器4的底部的大粒径出口流入磨机5中再次进行磨碎，而粒径较小的冰铜从分级旋流器4的上部的小粒径出口溢流至固液分离设备11中，通过磨机5再次磨碎后的矿浆通过渣浆泵7持续泵入分级旋流器4中，继续进行分选，依次循环，直至所有的矿浆均被磨碎成满足颗粒度要求的细冰铜。
以分级分离设备包括两个分级旋流器4为例进行说明，两个分级旋流器4的分选粒径不同，且位于上一级的分级旋流器4的分选粒径大于位于下一级的分级旋流器4的分选粒径。工作时，经过磨机5磨碎的矿浆经过渣浆泵7泵入第一级分级旋流器中，矿浆在第一级分级旋流器中进行离心分选，粒径较大的冰铜从第一级分级旋流器的底部的大粒径出口流入磨机5中再次进行磨碎，而粒径较小的冰铜从第一级分级旋流器的上部的小粒径出口溢出，并进入第二级分级旋流器中进行第二次颗粒分选，第二级分级旋流器分选后的粒径较大的冰铜从第二级分级旋流器的底部大粒径出口流入磨机5中再次进行磨碎，而粒径较小的冰铜从第二级分级旋流器的上部小粒径出口溢流至固液分离设备11中。通过磨机5再次磨碎后的矿浆通过渣浆泵7持续泵入第一级分级旋流器中，继续进行一级分选和二级分选，依次循环，直至所有的矿浆均被磨碎成满足颗粒度要求的细冰铜。
以此类推，当分级分离设备具有更多个分级旋流器4时，则经过多级分选，最终分选出满足吹炼要求的细冰铜，而不满足粒径的冰铜返回磨机5继续进行磨碎，最终将所有的冰铜磨碎成满足要求的细冰铜。
对于具有两个分级旋流器4的分级分离设备，控制进入第一级分级旋流器的压力在0.05mpa～0.15mpa，进入第二级分级旋流器的压力为0.1mpa～0.2mpa。根据实际情况选择合适的压力，在此不做具体限定。
为了方便冰铜的存放，在本实施例中，备料系统还包括溢流池8，每个分级旋流器4的小粒径出口一一对应地与每个溢流池8连通，分级旋流器4之间以及分级旋流器4与固液分离设备11之间连通有溢流池8。即分选出的粒径较小的冰铜从分级旋流器4的小粒径出口溢流出来后进入溢流池8存放，通过渣浆泵7将上一级分级旋流器4溢流至溢流池8的矿浆泵入下一级分级旋流器4中，或者将最后一级分级旋流器4溢流至溢流池8的细浆通过细浆泵9泵入固液分离设备11中。当然，也可以不设置溢流池8，直接将各个分级旋流器4连通或分级旋流器4与固液分离设备11连通。
在本实施例中，固液分离设备11包括浓密机111，通过浓密机111对细浆进行固液分离，得到含水率较低的细冰铜。
进一步地，固液分离设备11还包括过滤器112，过滤器112为压滤机或陶瓷过滤机，浓密机111的出口与过滤器112的进口通过浓密机泵10连通，将经过浓密机111初步固液分离的细冰铜泵入过滤器112中，再次进行固液分离，得到含水率为5％～8％的细冰铜。
在本实施例中，干燥机14为蒸汽干燥机，蒸汽干燥机的蒸汽进口与冶金炉余热锅炉的蒸汽出口连通，蒸汽干燥机中的蒸汽源来自于工厂的余热蒸汽，利用了工厂余热，取代了原有的燃烧天然气和重油的热风干燥，节约了能源。为了控制冰铜的水分，蒸汽源压力0.3mpa～2.0mpa，控制干燥机出料温度在95℃～105℃。
进一步地，在本实施例中，备料系统还包括粒化后冰铜存储仓1、第一输送带2和进料装置3；进料装置3与磨机5的进口连通，第一输送带2位于粒化后冰铜存储仓1的出口和进料装置3之间，用于将粒化后冰铜存储仓1中的粒化脱水后的冰铜输送至进料装置3中。粒化后冰铜存储仓1优选设置两个，其中一个存放粒化脱水后的冰铜，另一个备用。
在本实施例中，备料系统还包括第二输送带13，第二输送带13用于将固液分离的细冰铜输送到干燥机14中，具体地，第二输送带13将细冰铜堆场12的细冰铜输送至干燥机14中。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。