专利名称：铜熔炼渣电热贫化炉炉体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铜熔炼渣电热贫化炉炉体，尤其是涉及一种铜熔炼渣电热底吹贫 化炉的炉体。
背景技术：
目前，采用先进熔炼技术的大型铜冶炼厂，为降低吹炼负荷，均采用较高的铜锍品 位，即产出的铜锍品位较高，其中较高品位铜锍中的含铜量在50 70 %范围内，铜熔炼渣 含铜在2 % 8 %的范围内波动。为了回收铜熔炼渣中的铜，铜熔炼渣传统上采用电炉贫化，将铜熔炼渣加入到电 炉内，通过电极加热将铜熔炼渣提温从而使铜熔炼渣中的铜以铜锍形态沉降下来，与弃渣 分离。传统贫化电炉的炉体具有加料口，电极插孔，放渣口、排烟口和铜锍出口。熔融的 铜熔炼渣通过加料口加入到电炉炉膛内，通过电极加热提高铜熔炼渣温度，降低其粘度从 而分离铜锍和弃渣。但是，在使用传统贫化电炉对铜熔炼渣进行贫化时，受渣含铜与铜锍含铜分配系 数(大体为1 100)的限制，经电炉沉清分离贫化后的弃渣中的铜含量一般在0.6%
的范围内波动，因此弃渣中的铜含量仍然较高，造成资源浪费。此外，当采用高铁渣型时，由于铜熔炼渣中含有大量Fe3O4，导致铜熔炼渣的粘度 大、熔点高，从而铜锍与弃渣的分离困难，一般采用缓冷、渣选矿工艺。渣选矿需要大量缓冷 渣仓，炉渣需破碎、磨球、浮选，工艺流程长、占地面积大。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明的一个 目的在于提出一种铜熔炼渣贫化炉炉体，利用该铜熔炼渣电热贫化炉炉体对铜熔炼渣进行 贫化，能够降低弃渣中的铜含量。为了实现上述目的，本发明提出一种铜熔炼渣电热贫化炉炉体，所述炉体包括限 定炉膛的炉壳，和设在炉壳内壁上的耐火材料层，所述炉体具有用于向炉膛内加入熔融的 铜熔炼渣和硫化剂的加料口，排放铜锍的虹吸口，弃渣排放口，电极插孔，排烟口，和氧气喷 枪插孔，其中所述氧气喷枪插孔形成在炉壳的底部。根据本发明的铜熔炼渣电热贫化炉炉体，由于在炉体的底部设置了氧气喷枪插 孔，用于例如通过插入其中的氧气喷枪向炉膛内喷入氧气。同时，由于从加料口向炉膛内 加入了硫化剂，硫化剂中的一部分硫与氧气反应生成SO2，一部分硫与渣中的CuO反应生成 CuS,由此使得熔炼渣中以CuO形式存在的铜以CuS型态进入铜锍的形式得到回收，还有一 部分硫与渣中的Fe3O4反应生成FeS，进入铜锍，降低了铜锍的品位。例如，所述硫化剂可以为黄铁矿或含硫高的低品味铜精矿，也可以用元素S，FeS2 加热分解分解得到FeS和S，S分别与氧气、渣中的CuO、和渣中的Fe3O4反应，在此情况下，反应生成的S02、CuS, Cu2S, FeS进入铜锍，由此降低了铜锍的品位。基于渣与铜锍间1 100的含铜分配比，通过降低铜锍的品位就能够降低弃渣中的铜含量，减少了随弃渣丢弃的铜量，提高铜的回收率和资源利用率。此夕卜，由于一部分硫与Fe3O4反应，降低了渣中的Fe3O4含量，从而降低渣的粘度和 熔点，有利于Cu和CuS从渣中沉降进入铜锍与弃渣分离，提高沉降速度和效率。从而降低 电耗，降低成本。根据本发明的铜熔炼渣电热贫化炉炉体也可以称为“铜熔炼渣电热底吹贫化炉炉 体，，。另外，本发明的铜熔炼渣电热贫化炉炉体还具有如下附加技术特征所述炉体还包括形成在炉体底部的一氧化碳喷入口。通过一氧化碳喷入口可以向炉膛内喷入一氧化碳，一氧化碳与铜熔炼渣中的Fe3O4 反应生成二氧化碳和FeO，进一步降低了炉膛内渣中的Fe3O4的含量，进一步降低渣的粘度 和熔点，有利于Cu和CuS从渣中沉降和分离进入铜锍，提高贫化效率。降低电耗和成本。此外，一氧化碳与CuO参与反应生成二氧化碳与Cu，增加其比重，可增加铜锍的沉 降分离速度，提高效率。而且，一氧化碳还具有搅动作用，可使微粒含铜料聚合长大，加速沉降与弃渣分 离，提高效率。所述炉体还具有氮气喷入口。进而，所述氮气喷入口与所述一氧化碳喷入口为同 一喷入口。通过氮气入口可以向炉膛内喷入氮气，氮气在炉膛内的熔渣内上升的过程中，具 有一定搅动作用，也可使微粒含铜料聚合长大，加速沉降与弃渣分离。同时，氮气在上升过 程中，增加CuO与CuS接触、碰撞，产生交互反应，生成Cu与SO2,也有利于铜从渣中沉降分 离进入铜锍，达到进一步降低弃渣含铜的目的，提高铜的回收率。通过同一喷入口向炉膛内同时喷入氮气和一氧化碳的混合气体，减少了炉体上的 开口数量，降低了成本。在炉膛内的耐火材料层上在一氧化碳喷入口和氮气喷入口处分别设有耐火透气砖。通过设置耐火透气砖，可以将一氧化碳和氮气均布于熔渣中，从而提高贫化效果。所述加料口包括第一加料口和第二加料口，其中所述第一加料口用于向炉膛内加 入熔融的铜熔炼渣且设在炉壳第一端的端面上，第二加料口用于向炉膛内加入硫化剂且形 成在炉壳的顶部。可以分别通过两个加料口分别加入铜熔炼渣和硫化剂。通过将用于加入铜熔炼渣 的第一加料口设置在炉体的第一端的端面上，能够降低炉体的整体高度，进而降低厂房的尚度。所述炉体为卧式圆筒形容器。通过设置成卧式圆筒形容器，能够方便地旋转炉体 180度，从而便于更换氧气喷枪、维修等操作。在所述炉壳的外表面上沿周向设有齿条和支撑圈。通过设置支撑圈支撑炉体，然 后通过驱动装置驱动炉壳表面上的齿条能够转动炉体，从而便于更换部件例如氧气喷枪以 及维修操作。
炉壳的第一端具有径向尺寸扩大部，且所述加料口、氧气喷枪插孔和虹吸口设在 炉壳的第一端的径向尺寸扩大部，所述排烟口和弃渣排放口设在炉壳的第二端。
所述加料口、虹吸口和氧气喷枪插孔设在炉壳的第一端，排烟口设在炉壳的第二 端并位于炉壳的顶部，弃渣排放口设在炉壳第二端的端面上。通过将加料口和氧气喷枪插孔设置在同一端，能够使得氧气快速与加入的物料中 的S接触而发生反应，提高贫化效率。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中图1是根据本发明实施例的铜熔炼渣电热贫化炉炉体的剖视示意图；图2是图1所示铜熔炼渣电热贫化炉炉体的外观示意图；图3是本发明另一实施例的铜熔炼渣电热贫化炉炉体的剖视示意图；图4是具有根据本发明一个实施例的铜熔炼渣电热贫化炉炉体的铜熔炼渣电热 贫化炉的示意图。
具体实施例方式下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为 对本发明的限制。下面参考图1和2描述根据本发明一个实施例的铜熔炼渣电热贫化炉炉体1。在图1和2所示的示例中，铜熔炼渣电热贫化炉炉体1为卧式圆筒形容器，但本发 明并不限于此。炉体1包括限定一炉膛的炉壳la，和设在炉壳Ia内壁上的耐火材料层lb。 炉体1形成有加料口 11，虹吸口 12，弃渣排放口 13，电极插孔17，排烟口 14，和氧气喷枪插 孔16，氧气喷枪插孔16形成在炉壳Ia的底部。加料口 11设在炉壳Ia的第一端(图1中的左端)，用于向炉膛内加入熔融的铜熔 炼渣和硫化剂，硫化剂例如为黄铁矿或含硫高的低品味铜精矿。如图1所示，在本发明的一 个示例中，加料口 11包括第一加料口 111和第二加料口 112。第一加料口 111设在炉壳Ia 的第一端的端面上，用于向炉膛内加入铜熔炼渣。第二加料口 112形成在炉壳Ia的顶部， 用于向炉膛内加入硫化剂。通过将加料口 11形成为分别用于加入铜熔炼渣和硫化剂的第一加料口 111和第 二加料口 112，可以减少铜熔炼渣和硫化剂通过一个加料口加入到炉膛内时产生的冒烟现 象。此外，通过将用于加入铜熔炼渣的第一加料口 111设置在炉壳Ia的第一端的端面上， 可以降低炉壳Ia的高度，从而可以降低厂房的高度，由此降低成本。虹吸口 12设在炉壳Ia第一端的下部并且邻近炉膛的内底部，用于排放与弃渣分 离的铜锍。弃渣排放口 13设在炉壳Ia的第二端(图1中的右端)的端面上，用于排放与 铜锍分离的弃渣。当然，由于弃渣位于铜锍的上面，因此弃渣排放口 13应高于虹吸口 12。电极插孔17设在炉壳Ia的顶部并位于炉壳Ia纵向的大体中间部位，用于插入电极7(参见图4)，以熔化加入炉膛内的硫化剂以及提高铜熔炼渣的温度。排烟口 14设在炉 壳la的第二端并位于炉壳la的顶部，用于排出炉膛内的烟气。氧气喷枪插孔16位于炉壳 la的第一端并形成在炉壳la的底部，用于插入氧气喷枪6 (参见图4)，以向炉膛内喷入氧气。如图1所示，在本发明的一个示例中，炉体1还进一步包括形成在炉壳la底部的 一氧化碳喷入口 15a，一氧化碳喷入口 15a位于氧气喷枪插孔16的右侧，用于向炉膛内喷入 一氧化碳。此外，炉体1还包括形成在炉壳la底部的氮气喷入口 15b，用于向炉膛内喷入氮气。在本发明的一个示例中，氮气喷入口 15b与一氧化碳喷入口 15a可以为同一喷入 口，换言之，氮气和一氧化碳的混合气体从同一喷入口一起喷入到炉膛内。也就是说，一氧 化碳喷入口 15a也用作向炉膛内喷入氮气的氮气喷入口，氮气喷入口 15b也用作向炉膛内 喷入一氧化碳的一氧化碳喷入口。通过将喷入口 15同时用作氮气喷入口和一氧化碳喷入 口，可以减少炉体1上的开口的数量。在本发明的一个示例中，如图1所示，在炉膛内的耐火材料层lb上在一氧化碳喷 入口 15a和氮气喷入口 15b处分别设有耐火透气砖8，通过设置耐火透气砖8，可以使氮气 和一氧化碳气体更加均勻地喷入到炉膛内的熔融的渣内。在一氧化碳喷入口 15a和氮气喷 入口 15b处可以设置喷入管或喷嘴。如图2所示，为了使炉体1绕其轴线旋转从而便于更换氧气喷枪以及维修等操作， 在炉壳la的外周表面上沿周向设有齿条3和支撑圈2。在图2所示的示例中，在炉壳la的 两端分别设置有一个支撑圈2，支撑圈2将支撑在支座4上，齿条3与驱动装置5相连以便 由驱动装置5驱动从而旋转炉体1 (参见图4)，下面将会详细描述。下面参考图3描述根据本发明另一实施例的铜熔炼渣电热贫化炉炉体1。图3所 示的铜熔炼渣电热贫化炉炉体1的炉壳la的第一端具有径向尺寸扩大部，径向尺寸扩大部 沿炉壳la轴向的长度可以根据需要设定。由此，第一端的炉膛的径向尺寸也扩大。第一加料口 111和第二加料口 112设在炉壳la的第一端的径向尺寸扩大部处，且 第一加料口 111位于炉壳la的顶部，第二加料口 112位于炉壳la的第一端的端面上。氧 气喷枪插孔16也设在炉壳la的第一端的径向尺寸扩大部处并且位于炉壳la的底部。虹 吸口 12也设置在第一端的径向尺寸扩大部且靠近径向尺寸扩大部的炉膛的内底部。排烟 口 14和弃渣排放口 13设在炉壳la的第二端。更具体而言，排烟口 14位于炉壳第二端的 顶部，，弃渣排放口 13位于第二端的端面上。由于在炉壳la的第一端设置了径向尺寸扩大部，因此与弃渣分离的铜锍容易集 中在扩大部处的炉膛的内底部，通过虹吸口 12排出，而弃渣通过弃渣排放口 13排出，由于 虹吸口 12位于径向尺寸扩大端，增加了沉清时间，因此铜锍的排放不容易受到喷入的气体 的影响，铜锍中的含渣量减少。图3所示的铜熔炼渣电热贫化炉炉体与图1所示的铜熔炼渣电热贫化炉炉体的其 他构造相同，这里不再详细描述。下面参考图4描述具有根据本发明实施例的铜熔炼渣电热贫化炉炉体的铜熔炼 渣电热贫化炉，其中以图1所示炉体为例进行描述。如图4所示，铜熔炼渣电热贫化炉炉体1通过支撑圈2由支座4可旋转地支撑，驱动装置5与齿条3结合用于驱动炉体1旋转。在电极插孔17内插入有电极7，用于提高熔体温度，降低炉渣粘度。氧气喷枪插孔 16内插入有氧气喷枪6，用于向炉膛内喷入氧气。如图4所示，炉体1可以倾斜一定角度a， 即炉体1的第二端高于第一端，倾斜的角度a例如为0. 5 5度，从而与弃渣分离的铜锍集 中在炉膛内的第一端，靠近排渣端的弃渣不再与铜锍接触，可不受渣和铜锍中含铜1 100 的分配系数的限制，为极大限度降低渣含铜创造有利条件。下面结合图1和图4描述具有根据本发明实施例的铜熔炼渣电热贫化炉炉体1的 铜熔炼渣电热贫化炉的操作。分别通过第一加料口 111和第二加料口 112向炉膛内加入适量的硫化剂和熔融的 铜熔炼渣，所述硫化剂例如为黄铁矿。电极7通电，以提高炉膛内的熔体温度。同时，通过氧气喷枪6从炉体1的底部向 炉膛内喷入氧气，并且通过一氧化碳喷入口 15a和氮气喷入口 15b从炉体1的底部向炉膛 内喷入一氧化碳和氮气的混合气体。当然，也可以通过一氧化碳喷入口 15a从炉体1的底 部向炉膛内喷入一氧化碳，而通过氮气喷入口 15b从炉体1的底部向炉膛内喷入氮气。硫化剂中的一部分硫与氧气反应生成S02，一部分硫与渣中的CuO反应生成S02和 CuS,由此使得熔炼渣中以CuO形式存在的铜以铜锍的形式得到回收，还有一部分硫与渣中 的Fe304反应生成S02和FeS，S与Fe304反应生成的FeS进入铜锍，降低了铜锍的品位。基于渣与铜锍间1 100的含铜分配比，利用本发明炉体进行贫化得到的铜锍 品位降低，例如铜锍的含铜< 35%，从而降低弃渣中的铜含量，例如弃渣中的含铜量小于 0. 4%，由此减少了随弃渣丢弃的铜量。此外，由于一部分硫与Fe304反应，降低了渣中的Fe304含量，从而降低渣的粘度和 熔点，有利于Cu和CuS从渣中沉降和分离进入铜锍，提高了铜的回收率。而且，一氧化碳与铜熔炼渣中的Fe304反应生成二氧化碳和FeO，进一步降低了炉 膛内的渣中的Fe304的含量，进一步降低渣的粘度和熔点，有利于Cu和CuS从渣中沉降和分 离进入铜锍，提高铜回收率。此外，一氧化碳与CuO参与反应生成二氧化碳与Cu，增加其的比重，可增加铜锍的 沉降分离速度，提高了效率。在氮气在炉膛内的熔渣内上升的过程中，具有一定搅动作用，可使微粒含铜料的 聚合长大，加速沉降与弃渣分离。同时，氮气在上升过程中，增加CuO与CuS接触、碰撞，产 生交互反应，生成Cu与S02，也有利于铜从渣中沉降分离进入铜锍，达到进一步降低弃渣含 铜的目的，提高铜的回收率。而且，喷入的一氧化碳也具有一定的搅动作用，从而可以起到 与喷入的氮气相同的作用。由此，铜熔炼渣中的铜以铜锍的形式沉降到炉膛底部而与弃渣分离，并且由于铜 锍的品位低，从而能够降低弃渣的铜含量，铜锍通过炉体1上的虹吸口 12排出炉膛，铜锍上 面的弃渣通过弃渣排放口 13排出炉膛。当经过一段时间使用后需要更换氧气喷枪或维修时，可以停炉，并且通过驱动装 置5在90度的范围内旋转炉体1，从而便于更换氧气喷枪和或维修操作。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不 脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
一种铜熔炼渣电热贫化炉炉体，所述炉体包括限定炉膛的炉壳，和设在炉壳内壁上的耐火材料层，其特征在于，所述炉体具有用于向炉膛内加入铜熔炼渣和硫化剂的加料口，排放铜锍的虹吸口，弃渣排放口，电极插孔，排烟口，和氧气喷枪插孔，其中所述氧气喷枪插孔形成在炉壳的底部。
2.根据权利要求1所述的铜熔炼渣电热贫化炉炉体，其特征在于，所述炉体还包括形 成在炉壳底部的一氧化碳喷入口。
3.根据权利要求2所述的铜熔炼渣电热贫化炉炉体，其特征在于，所述炉体还具有形 成在炉壳底部的氮气喷入口。
4.根据权利要求3所述的铜熔炼渣电热贫化炉炉体，其特征在于，所述氮气喷入口与 所述一氧化碳喷入口同一喷入口。
5.根据权利要求2所述的铜熔炼渣电热贫化炉炉体，其特征在于，在炉膛内在一氧化 碳喷入口和氮气喷入口处分别设有耐火透气砖。
6.根据权利要求1所述的铜熔炼渣电热贫化炉炉体，其特征在于，所述加料口包括第 一加料口和第二加料口，其中所述第一加料口用于向炉膛内加入铜熔炼渣且设在炉壳第一 端的端面上，第二加料口用于向炉膛内加入硫化剂且形成在炉壳的顶部。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的铜熔炼渣电热贫化炉炉体，其特征在于，所述炉 体为卧式圆筒形容器。
8.根据权利要求7所述的铜熔炼渣电热贫化炉炉体，其特征在于，在炉壳的外表面上 沿周向设有齿条和支撑圈。
9.根据权利要求7所述的铜熔炼渣电热贫化炉炉体，其特征在于，炉壳的第一端具有 径向尺寸扩大部，且所述加料口、氧气喷枪插孔和虹吸口设在炉壳的第一端的径向尺寸扩 大部，所述排烟口和弃渣排放口设在炉壳的第二端。
10.根据权利要求1所述的铜熔炼渣电热贫化炉炉体，其特征在于，所述加料口、虹吸 口和氧气喷枪插孔设在炉壳的第一端，所述排烟口设在炉壳的第二端并位于炉壳的顶部， 所述弃渣排放口设在炉壳第二端的端面上。
全文摘要
本发明公开一种铜熔炼渣电热贫化炉炉体，所述炉体包括限定炉膛的炉壳，和设在炉壳内壁上的耐火材料层，其特征在于，所述炉体具有用于向炉膛内加入铜熔炼渣和硫化剂的加料口，排放铜锍的虹吸口，弃渣排放口，电极插孔，排烟口，和氧气喷枪插孔，其中所述氧气喷枪插孔形成在炉壳的底部。利用本发明的铜熔炼渣电热贫化炉炉体进行铜熔炼渣底吹电热贫化，能够降低弃渣中的铜含量，减少电量消耗。
文档编号F27B7/28GK101839633SQ20091008888
公开日2010年9月22日 申请日期2009年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者尉克俭, 张振民, 李栋, 林晓芳, 胡立琼, 蒋继穆 申请人:中国恩菲工程技术有限公司