铜镍矿富氧侧吹熔池熔炼工艺
富氧侧吹熔炼炉工艺流程
富氧侧吹熔炼炉工艺流程富氧侧吹熔炼炉是一种高效、节能的冶炼设备,广泛应用于钢铁冶炼行业。
它采用富氧侧吹技术,通过向炉内注入高纯氧气,使炉内温度升高,加快冶炼反应速度,提高冶炼效率。
下面将详细介绍富氧侧吹熔炼炉的工艺流程。
1. 原料准备:首先,需要准备冶炼所需的原料,包括废钢、铁矿石、废铁屑等。
这些原料需要经过分类、清洗和破碎等处理,以便进一步投入炉内进行冶炼。
2. 熔炼炉装料:将经过处理的原料按照一定比例投入熔炼炉内。
为了保证炉内冶炼反应的充分进行,需要合理控制不同原料的投入量和位置。
3. 加热炉料:在炉料投入后,需要通过加热设备对炉料进行预热,以提高炉内温度。
这可以减少冶炼过程中的能源消耗,提高冶炼效率。
4. 富氧侧吹:当炉内温度达到一定程度后,开始进行富氧侧吹。
富氧侧吹是指向炉内喷入高纯氧气,以提高炉内氧浓度,加快冶炼反应速度。
通常,富氧侧吹会持续进行一段时间,直到冶炼反应达到所需程度。
5. 废气处理:在富氧侧吹的过程中,会产生大量废气。
为了减少对环境的污染,需要对废气进行处理。
常见的处理方式包括除尘、脱硫、脱氮等。
6. 冶炼结束:当冶炼反应达到所需程度后,停止富氧侧吹,并停止加热设备的工作。
此时,炉内的熔融金属可以流出炉体,进入下一道工序进行后续处理。
7. 渣液处理:冶炼结束后,炉内会残留一定量的渣液。
这些渣液需要进行处理,以分离出有用的金属成分。
常见的处理方式包括过滤、离心、浮选等。
8. 产出物处理:经过前面的工艺处理,可以得到所需的冶炼产品。
这些产品需要进行进一步的加工和处理,以满足市场需求。
常见的加工方式包括铸造、轧制、淬火等。
富氧侧吹熔炼炉工艺流程包括原料准备、熔炼炉装料、加热炉料、富氧侧吹、废气处理、冶炼结束、渣液处理和产出物处理等环节。
通过合理控制这些环节,可以高效地进行冶炼,提高冶炼效率,降低能源消耗,实现经济效益和环境效益的双赢。
富氧侧吹熔炼炉作为一种先进的冶炼设备,在钢铁冶炼行业具有重要的应用前景。
富氧侧吹红土镍矿熔炼炉工艺流程
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铜镍矿富氧侧吹熔池熔炼工艺
前环 保要 求 , 但 同样各 具有 优缺点 , 闪速熔 炼 备料复
杂, 奥斯麦 特熔炼 喷枪 易受 损 , 闪速熔炼 与奥 斯麦特
现代富氧侧吹熔池熔炼
现代富氧侧吹熔池熔炼公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]现代富氧侧吹熔池熔炼主要铜镍矿根据富氧侧吹熔池熔炼工艺的特点,富氧侧吹炉的结构,工艺流程及工业生产实践,富氧侧吹熔池熔炼炉具有炉料能在液态中迅速完成气、液、固三相间的主要反应,能耗低,作业环境好等特点。
项目概况铜镍矿为拓展产品领域扩大产能,治理三度污染,提高企业的竞争力,2008年喀拉通克铜镍矿责任有限公司,决定新建一套铜镍精矿熔炼系统,以逐步替代原有的传统密闭式鼓风炉系统,由于需要处理外购镍精矿和适应镍品位低氧化镁高的原料特点,经过对瓦纽科夫熔池熔炼技术和传统密闭式鼓风炉对比决定采用具有我国自主知识产权的富氧侧吹熔池熔炼技术,改造老系统的密闭鼓风炉工艺。
项目于2008年启动,2009年开始施工,工程于2010年12月基本完成,2011年3月初开始烧炉,3月15日正式报料生产。
富氧侧吹熔池熔炼炉结构性能:富氧侧吹熔池熔炼炉主长方形立式结构,主要由炉缸、炉身、炉顶、钢架等组成。
炉缸由耐水材料砌筑而成,炉缸以上为炉身,炉身由铜水套组成。
该炉最大特点是在炉身两侧一层铜水套上开有数个一次风口,用于向熔体渣层鼓入富氧空气;在炉身两侧二层铜水套上开有数个二次风口,用于向炉内鼓入一定量的空气,使烟气中的可燃成分燃烧充分;三层铜水套以上及炉顶由钢水套组成,炉顶钢水套没有固态加料口,液态料口以及排烟口。
富氧侧吹熔池熔炼炉炼的工艺流程图炉渣冰铜 烟灰 烟气水蒸气水碎返料仓 制酸生渣场水率高镍烟气烟灰吹渣镍厂精炼制酸料仓选矿按一定比例混合均匀的原料和燃料,由皮带经炉顶的加料口加入炉内,进入炉内的物料经高温烟气干燥后落入熔池,富氧压缩空气,炉身两侧的一次风口鼓入熔体渣层,在富氧压缩空气的作用下,熔体在炉内剧烈搅拌,能迅速完成熔炼及氧化造渣过程,生成的潭锍共熔体,经虹吸放出口进入沉降电炉内澄清分离,得到渣和冰铜,高温烟气经余热锅炉,送制酸系统生产制酸。
现代富氧侧吹熔池熔炼
现代富氧侧吹熔池熔炼主要铜镍矿根据富氧侧吹熔池熔炼工艺的特点,富氧侧吹炉的结构,工艺流程及工业生产实践,富氧侧吹熔池熔炼炉具有炉料能在液态中迅速完成气、液、固三相间的主要反应,能耗低,作业环境好等特点。
项目概况铜镍矿为拓展产品领域扩大产能,治理三度污染,提高企业的竞争力,2008年喀拉通克铜镍矿责任有限公司,决定新建一套铜镍精矿熔炼系统,以逐步替代原有的传统密闭式鼓风炉系统,由于需要处理外购镍精矿和适应镍品位低氧化镁高的原料特点,经过对瓦纽科夫熔池熔炼技术和传统密闭式鼓风炉对比决定采用具有我国自主知识产权的富氧侧吹熔池熔炼技术,改造老系统的密闭鼓风炉工艺。
项目于2008年启动,2009年开始施工,工程于2010年12月基本完成,2011年3月初开始烧炉,3月15日正式报料生产。
富氧侧吹熔池熔炼炉结构性能:富氧侧吹熔池熔炼炉主长方形立式结构,主要由炉缸、炉身、炉顶、钢架等组成。
炉缸由耐水材料砌筑而成,炉缸以上为炉身,炉身由铜水套组成。
该炉最大特点是在炉身两侧一层铜水套上开有数个一次风口,用于向熔体渣层鼓入富氧空气;在炉身两侧二层铜水套上开有数个二次风口,用于向炉内鼓入一定量的空气,使烟气中的可燃成分燃烧充分;三层铜水套以上及炉顶由钢水套组成,炉顶钢水套没有固态加料口,液态料口以及排烟口。
富氧侧吹熔池熔炼炉炼的工艺流程图炉铜烟灰水蒸气水碎返料仓制酸生产管网渣场水率高镍烟气烟灰吹渣镍厂精炼制酸料仓选矿按一定比例混合均匀的原料和燃料,由皮带经炉顶的加料口加入炉内,进入炉内的物料经高温烟气干燥后落入熔池,富氧压缩空气,炉身两侧的一次风口鼓入熔体渣层,在富氧压缩空气的作用下,熔体在炉内剧烈搅拌,能迅速完成熔炼及氧化造渣过程,生成的潭锍共熔体,经虹吸放出口进入沉降电炉内澄清分离,得到渣和冰铜,高温烟气经余热锅炉,送制酸系统生产制酸。
工业生产实践富氧侧吹熔池熔炼炉的特点:(1)对原料的适应性强。
炉料无需干燥,细磨等特殊处理,备料简单,含6%—9%的物料可以直接入炉;(2)熔炼迅速。
富氧侧吹熔池熔炼法炼铜镍工艺
富氧侧吹熔池熔炼法炼铜镍工艺
发酵锰精炼法炼铜镍工艺是一种高效环保的熔炼工艺。
大致分为:
一、反应精炼:
1. 将铜金属或熔融铜溶液放入发酵精炼炉中,以不锈钢结构的触媒物
质搅拌,用锰酸反应产生氢气;
2. 当锰消耗后,增加锰酸,不断反应,将氢气吹入铜溶液中;
3. 将氢气吹入溶液中,使溶液气化挥发硫、氮等有害元素,消除氧化
物质;
4. 通过控制发酵精炼过程的温度和压力,最终达到元素结构的精炼。
二、富氧侧吹熔池熔炼:
1. 将铜金属溶于富氧侧吹池中;
2. 将氧气吹入溶液中,与有害元素反应,以清除有害物质;
3. 将侧吹熔池的温度提高,使溶液熔融,氧气能够沉淀出元素中的有
害物质;
4. 熔池的温度达到一定的值时,熔池包括液体、液渣、固渣三层结构,液体部分即可流出;
5. 液渣融化,将铜金属精炼至99.95%以上,固渣经过细石破碎筛分后,金属质量更高。
综上所述,发酵锰精炼法炼铜镍工艺通过精炼熔融过程,实现高效环
保的熔炼,使精炼铜镍物质达到本该达到的质量标准,满足用户的所有需求,也更好的保护环境。
氧气侧吹熔池熔炼技术
氧气侧吹熔池熔炼技术一、技术名称:氧气侧吹熔池熔炼技术二、适用范围:适宜处理含铜、镍、铅、锑、锡、铁的物料三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状:根据我国《铜冶炼企业单位产品能源消耗限额》(GB21248-2007)要求:新建铜冶炼企业单位产品综合能耗限额准入值≤700kgce/t。
根据我国《镍冶炼企业单位产品能源消耗限额》(GB21251-2007)要求:新建镍冶炼企业单位产品综合能耗限额准入值≤850kgce/t(镍精矿-高镍锍)。
目前我国粗铅冶炼综合能耗为420~450kgce/t。
四、技术内容:1.技术原理氧气侧吹熔炼集物料干燥和熔炼于一身,熔炼强度大,可充分利用原料自身的化学反应热,产生的烟气通过余热锅炉回收余热后进行发电,有效降低了能耗。
尤其是在铅冶炼过程中取消了鼓风炉还原工段,节省了大量焦炭;且氧化炉产生的高铅渣是以液态进入还原炉,充分利用了高铅渣的显热,节约了能源。
2.关键技术氧气侧吹熔池熔炼技术、氧气侧吹炉及其余热锅炉等与该技术配套的设备。
3.工艺流程适宜处理的物料、熔剂、返尘和煤等混合配料后送入氧气侧吹炉内,富氧空气由炉侧风口鼓入,鼓风使熔体激烈搅动,发生相应的氧化、还原反应,生成的锍相互碰撞并长大,下沉进入风口以下区域,在此与渣分离,然后由各自虹吸口排出。
具体工艺流程见图1。
五、主要技术指标:铜粗炼回收率≥98.5%;电铜综合能耗550~600kgce/t。
镍熔炼回收率≥94.89%;高镍锍综合能耗787.2kgce/t。
铅熔炼回收率≥97%;粗铅综合能耗310~360kgce/t。
图1 氧气侧吹熔池熔炼工艺流程图六、技术应用情况:该技术已在部分有色金属冶炼企业进行了应用,节能效果显著。
七、典型用户及投资效益:典型用户:XX铜业有限责任公司、XX矿业股份有限公司、XX矿业有限公司建设规模:电铜15万t/a。
主要技改内容:铜熔炼及吹炼系统、粗铜精炼系统和烟气制酸系统,主要设备为氧气侧吹熔炼炉等。
富氧底吹炉熔池炼铜新工艺探讨
富氧底吹炉熔池炼铜新工艺探讨摘要:本文围绕富氧底吹炉熔池炼铜工艺的相关议题进行了探讨,概述了富氧底吹炉熔池炼铜工艺的特点,分析了富氧底吹炉熔池炼铜的基本原理,论述了富氧底吹炉熔池炼铜原料的配料情况、富氧底吹炉熔池炼铜的热量收入及支出以及富氧底吹炉熔池炼铜工艺参数的控制,旨在不断提升富氧底吹炉熔池炼铜工艺技术水平。
关键词:富氧底吹炉熔池、炼铜、工艺参数1引言自上世纪70年代起,我国的炼铜技术也开始从传统的高能耗高排放的工艺逐渐走向节能化环保化的生产工艺。
其中之一就是富氧底吹炉熔池炼铜工艺,由于具有节能环保的优势,因而受到冶炼生产企业的青睐,得到越来越普遍的应用。
2富氧底吹炉熔池炼铜工艺的特点富氧底吹炉熔池炼铜工艺具有诸多的优势,除了具有热量损失少和能源消耗低的优势外,在炼铜的效率和生产成本降低方面也表现突出。
如对于冶炼原料具有更强的适应性,像高硫铜精矿、低硫铜精矿、氧化矿等多类型的矿种都能够进行生产,一些在其他炼铜工艺技术中处理效果不好的矿种或矿料在富氧底吹炉熔池炼铜工艺中也有较高的回收率。
富氧浓度和高压强度条件下,铜的冶炼效率不但没有收到影响,而且也不容易产生灌枪现象,可以很好地保护氧枪,提高了设备使用寿命,降低了企业成本。
此外,由于富氧底吹炉熔池的工艺操作更为简便,整套系统在采用了自动化系统控制之后更利于工作人员掌握和操作,减少了人为造成的偏差和出错率。
3富氧底吹炉熔池炼铜的基本原理富氧底吹炉熔池炼铜的工艺原理是先将硫化铜或其他含铜矿料混合加入炉内,物料在经过高温加热熔化以及富氧环境下发生理化反应将铜矿料中的铜等有价金属元素富集到液态的冰铜中,之后将冰铜与炉渣进行分离,对炉渣进行再处理进一步收集其中的金属元素。
富氧底吹炉熔池炼铜涉及到的主要化学反应为:2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2 (1)2FeS2=2FeS+S2 (2)2FeS+3O2=2FeO+2O2 (3)2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2 (4)FeS+Cu2O= FeO+ Cu2S (5)2FeO+ SiO2= 2FeO·SiO2 (6)FeS+3 Fe3O4+ 5SiO2=5(2FeO·SiO2) +SO2 (7)4富氧底吹炉熔池炼铜原料配料情况富氧底吹炉熔池炼铜的原料配料根据各企业生产实际情况各有不同,如国外铜精矿、自产铜精矿、国内采购铜矿等。
氧气侧吹熔池熔炼技术
氧气侧吹熔池熔炼技术一、技术名称:氧气侧吹熔池熔炼技术二、技术所属领域及适用范围:铜冶炼、铜镍冶炼、镍铁冶炼、锑冶炼、铅冶炼以及有色金属综合回收。
三、与该技术相关的能耗及碳排放现状在我国已经有5家铜冶炼企业采用氧气侧吹熔池熔炼技术熔炼铜精矿,有1家企业采用氧气侧吹熔池熔炼技术熔炼铜镍精矿。
铜冶炼企业铜精矿至粗铜工艺能耗:≤300kgce/t,回收率:≥98.5%。
镍冶炼企业镍精矿至高冰镍工艺能耗:≤680kgce/t。
氧气侧吹用于铅冶炼领域,粗铅工艺能耗≤230kgce/t,目前投入生产的企业,氧化段煤率约3%,还原段煤率约8%,氧气侧吹还原替代了以焦炭为燃料的鼓风炉还原熔炼,直接液态高铅渣还原,降低能耗。
目前该技术可实现节能量2万tce/a,CO2减排约5万t/a。
四、技术内容1.技术原理氧气侧吹熔池熔炼技术采用工业氧进行强化熔炼,物料通过加料系统从炉顶加料口连续加入至炉内,富氧空气从炉身两侧一次风口鼓入炉内熔体中,从炉顶加入的物料在强烈搅动的熔体中快速熔化完成化学反应,以硫化铜镍精矿为例,铜镍精矿在炉渣中快速完成熔化及各类化学反应生成低冰镍(铜镍锍),由于比重差,低冰镍下沉至炉缸,炉渣在虹吸室进一步澄降分离,低冰镍送吹炼系统,熔炼高温烟气进入余热锅炉回收余热,经电除尘最后送制酸系统。
2.关键技术氧气侧吹熔池熔炼技术及其核心装备(氧气侧吹炉)3.工艺流程铜冶炼工艺流程,主要包括配料系统、氧气侧吹熔炼、冰铜吹炼、阳极精炼、电解等过程;铅冶炼工艺流程,主要包括配料系统、氧化熔炼、高铅渣还原熔炼及烟化炉吹炼。
五、主要技术指标氧气侧吹炼铜,铜精矿至粗铜工艺能耗:≤300kgce/t,回收率:≥98.5%。
六、技术鉴定、获奖情况及应用现状研发出富氧侧吹熔池熔炼技术及其装备,各项技术经济指标先进,在采用富氧侧吹技术处理铜镍混合矿领域,总体技术达到国际领先水平。
喀拉通克矿业有限公司采用氧气侧吹熔池熔炼技术炼铜镍项目于2010建成投产,运行至今各项技术经济指标先进,技术成熟可靠。
富氧侧吹炉熔池熔炼铜镍矿的生产实践
溜 槽后 部 汇合 流 入贫 化 电 炉 。熔炼 产生 的高温 烟 气 液 态渣 。处 理 量 随入炉 氧 量 的增 大 而增 大 。同 氧量
从上升烟道进入余热锅炉 ,余热锅炉产饱和蒸汽送 下 ,高浓度 富 氧处理 量又 比低浓 度富 氧处 理量 要大 。
-
外 ,块 状物 料 粒度 通 常都 在 8 0 mm左 右 。从 而 忽略 1 . 1 5 ~ 1 . 2 5,这 样 的渣 型 ,不易 产生 横 隔膜 ,渣 密度 了对 物料 粒 度 的 要求 ,开 炉 时物 料粒 度 多 在 4 0 m m 也减小 , 渣含金属下降 。 左右 , 对处理量有影响,炉子尾部易形成堆料现象 ; ( 4 ) 品 位 控 制 即送 风 区抛 过来 的块 状 物 料 ,在 此 处 聚集 不熔 化 形 成 堆料 ,严 重 时 ,甚 至扩展 到 了加料 区域 。
设计 渣 型 ,F e / S i O : 达到 1 . 4 3 ,较 高 ,炉温 低 时 或停 风 时 间较 长 ,侧 吹炉 虹 吸池 及 电炉易 生 成 横 隔
膜 ,严 重 时液 面无 法测 量 。新 工 艺 才 开始 生 产 ,处
保 护作 用 。
4 生产实践
( 1 ) 对 物料 的要 求
体喷溅 ,存在安全隐患 ;有时加料管结瘤导致加料
对 电收尘器 、烟气制酸等产生不利影响。
从侧 吹炉操 作来看 ,高 品位有利 于侧 吹炉操
因 品位 提高 ,不 仅转 炉 冷 料投 入 困难 ,电炉 虹 吸放
管堵塞 ,被迫停风处理。此外 ,炉料含水分偏高还 作 。但 从 整 个 生 产 流 程来 看 ,品位 并 非 越 高 越 好 。
双侧吹熔池熔炼烟尘工艺处理
双侧吹熔池熔炼烟尘工艺处理发布时间:2022-11-22T09:54:17.894Z 来源:《科技新时代》2022年第14期作者:王洪博王鑫王起超[导读] 根据实际生产情况对现有双侧吹熔池熔炼烟灰处理进行分析,优化工艺确定烟灰处理思路,实现烟灰净处理,达到企业效益最大化。
王洪博王鑫王起超(吉林紫金铜业有限公司,吉林珲春133300)摘要:根据实际生产情况对现有双侧吹熔池熔炼烟灰处理进行分析,优化工艺确定烟灰处理思路,实现烟灰净处理,达到企业效益最大化。
关键词:铜冶炼烟尘优化工艺效益富氧侧吹炉在铜冶炼应用的特点是富氧空气通过两侧的风口鼓入渣层, 强烈的搅拌使加入的物料迅速而又均匀的分布在熔体中。
对复杂铜精矿处理能力也十分优异, 杂质元素脱除率较高。
造锍熔炼主要有四种产物:冰铜、炉渣、烟尘、烟气。
其中合理控制烟灰是体现企业是否实现效益最大化的标准之一。
1、烟灰处理方式目前,世界铜产量的97%以上都是由火法冶炼生产,生产中将会伴有大量的烟灰生成。
烟灰成分复杂铜冶炼烟灰中通常有较高含量Cu、Zn、Pb、Cd、Bi、Ag 等有价金属。
其中目前对冶炼烟灰的处置方式主要有三种:返回配料系统回炉、安全填埋和堆存、外卖给处理铜冶炼烟灰的企业进行二次回收利用。
安全填埋和堆存除个别地方几乎不再进行使用。
烟灰在外卖给处理铜冶炼烟灰企业的时候采用的计价方式是根据烟灰中接收公司所需要的有价金属含量成分进行计价,成份占比不同计价得出的价格差别也较大。
通过计算成本判断,得出烟灰是否进行回炉重新进行冶炼,进行系统在循环,还是直接进行打包外卖给处理铜冶炼的烟灰企业。
2、烟灰处理现状目前吉林某铜冶炼厂采用我国自主开发的双侧吹熔池熔炼多金属捕集炼铜技术主要包括:双侧吹富氧熔池熔炼+PS转炉吹炼+阳极炉火法精炼工艺,对近期生成烟灰数据进行分析汇总,公司对电收尘产生的白烟尘进行化验分析,主要对白烟尘铜、铅、砷进行化验,区分白烟尘是否进行打包处理。
铜镍矿富氧侧吹熔池熔炼工艺
铜镍矿富氧侧吹熔池熔炼工艺刘军1,刘燕庭2,陈文1(1.中国铝业公司,北京100082;2.长沙有色冶金设计研究院有限公司,湖南长沙410011) 摘要:介绍了铜镍矿富氧侧吹熔池熔炼工艺、主要技术经济指标以及富氧侧吹熔池熔炼炉的结构。
实践表明,采用富氧侧吹熔炼铜镍矿具有流程短、能耗低、环境好等特点。
关键词:富氧侧吹炉;铜镍矿;熔池熔炼;低冰镍1 引言铜镍矿传统熔炼工艺主要有电炉熔炼、反射炉以及鼓风炉熔炼,由于这些熔炼工艺能耗高、自动化水平低、环境污染严重,属于国家明确淘汰工艺。
目前铜镍主要熔炼工艺有瓦纽科夫熔池熔炼、奥托昆普闪速熔炼、奥斯麦特熔炼以及我国自主开发的富氧侧吹熔池熔炼工艺,这些熔炼工艺均可以满足目前环保要求,但同样各具有优缺点,闪速熔炼备料复杂,奥斯麦特熔炼喷枪易受损,闪速熔炼与奥斯麦特熔炼属于国外引进技术,投资较高。
新疆新鑫矿业股份有限公司喀拉通克铜镍矿地处新疆北部的富蕴县,当地拥有丰富的硫化铜镍矿资源,是一家集采、选、冶为一体的大型有色企业。
1988年建厂以来一直采用密闭鼓风炉熔炼,前床沉降分离,熔炼渣水淬,低冰镍转炉吹炼,吹炼渣返回密闭鼓风炉熔炼。
由于此工艺能耗高、环境污染严重,属于国家淘汰工艺。
2008年,公司对目前铜镍矿主要熔炼工艺及技术经济指标进行考察对比后决定采用具有我国自主知识产权的富氧侧吹熔池熔炼技术改造老系统的密闭鼓风炉工艺。
2 富氧侧吹熔炼铜镍矿技术概述2.1 工艺流程富氧侧吹炉熔炼铜镍矿工艺流程见图1。
铜镍特富矿、铜镍精矿、熔剂、块煤、烟尘经计量皮带连续从炉顶加料口加入炉内,富氧空气从炉身两侧下部喷嘴鼓入炉内熔体中,富氧空气强烈搅拌熔体,物料在炉内快速熔化、反应生成低冰镍、熔炼渣以及高温烟气。
低冰镍和熔炼渣流入虹吸室进一步分离,渣从放渣口放出经溜槽流入贫化电炉,低冰镍从虹吸口虹吸连续放出送转炉吹炼。
熔炼产生的高温烟气从炉顶排烟口进入余热锅炉,余热锅炉产饱和蒸汽送发电车间,余热锅炉出口烟气经电收尘后送制酸系统。
高富氧底吹熔池炼铜新工艺_崔志祥
高富氧底吹熔池炼铜新工艺崔志祥,申殿邦,王智,李维群,边瑞民(东营方圆有色金属有限公司,山东东营257091)摘要:氧气底吹熔池炼铜技术具有高氧浓、高熔炼强度、高氧压、高负压;环保;高氧枪寿命、高作业率;高自热熔炼的程度;易于调控的冰铜品位;不易产生泡沫渣的生产特性。
关键词:富氧底吹;铜;造锍熔炼;生产实践中图分类号:T F 811 文献标识码:A 文章编号:1007-7545(2010)03-0017-04New Process of Copper Smelting with Oxygen EnrichedBottom Blowing TechnologyC UI Zhi -x iang ,SH EN Dian -bang ,WANG Zhi ,LI Wei -qun ,BIAN Rui -min(Fangyuan Non -ferrous M etal Ltd .,Don gying ,S handong 257091,China )A bstract :The new process o f copper smelting w ith oxy gen enriched bo ttom blow ing has m any advantages ,such as :hig her oxy gen enrichm ent ,high smelting intensity ,hig h oxy gen pressure ,high negativ e pres -sure ;high ox ygen lance life ,high efficiency of py re tic smelting ;m atte g rade can be easily controlled ,e tc .Keywords :Oxy gen enriched bottom blo wing ;Co ppe r ;Matte -making ;Plant practise 作者简介:崔志祥(1963-),男,山东东营人,硕士. 东营方圆有色金属有限公司建于1998年,以废杂铜为原料生产电解铜,生产规模20万t /a ,新筹建的10万t 粗铜冶炼厂于2008年投入生产。
铜镍矿的瓦纽科夫熔池熔炼
铜镍矿的瓦纽科夫熔池熔炼2006-8-29 14:32:46 中国选矿技术网浏览1067 次收藏【摘要】:瓦纽科夫熔池熔炼略图如1所示。
该炉是一个具有固定炉床、横断面为矩形的竖炉。
炉缸、熔锍池和炉渣虹吸池以及炉顶下部的一段围墙用铬镁砖砌筑,其他的侧墙、端墙和炉顶均为水套结构,外部用架支承。
风口设在两侧墙的下部水套上。
有的炉子每侧有两排风口。
端墙外一端为熔锍虹吸池,设有排放熔锍的放出口和安全口,另一端端墙外为熔渣虹吸池,设有排放熔渣的渣的渣口和安全口。
大型炉的炉膛中设有水套隔墙,将炉膛分隔为熔炼区和贫化区的双区室(见图2)。
隔墙与炉顶之间留有烟气通道,炉底之间留有熔体通道,炉子烟道口有的设在炉顶中部,有的高在靠渣池端的炉顶上,在熔炼区炉顶上设有两个加料口,贫化区炉顶上设有一个加料口。
为了更充分地搅拌熔池,两侧墙风口的对面距离较小,仅为2.0~2.5m;炉子的长度因生产能力不同而变化,为10~20峭等;炉底距炉顶的高度很高,为5.0~6.5m,熔体上空高度3~4m,有利于减少带出的烟尘量。
风口中心距炉底1.6~2.5m,风口上方渣层厚400~900mm;渣层厚度和铜锍层度则出渣口和出铜口高度来控制,一般为1.80m 和0.8m;为防止粉状炉料被带入烟道,加料口通常远离烟道口。
炉料从炉顶的加料口连续加入熔炼区,被鼓入的气流搅拌迅速熔入以炉渣为主的熔体中。
炉子上部的熔体被称做炉渣—熔锍乳化相,其中包括90%~95%(体积)炉渣和5%~10%(体积)硫化物或金属微粒。
由于强烈搅拌,金属或硫化物相液滴相互碰撞合并,微粒聚结成大小为0.5~5mm的小粒,从上层鼓泡层落入并下沉到底相。
低于风口水平面的区域为一湍动较弱的区域,在此下部平静的区域内,不同液相珠滴,会按密度差迅速分离。
处理硫化矿时,瓦纽科夫过程的基本反应是硫化铁的氧化反应。
富氧空气直接鼓入熔渣中,首先发生如下反应:6(FeO)+O2→2(Fe3O4) (5—1)渣中Fe3O4[用(Fe3O4)表示]的作用是传递氧使熔体的FeS和碳氧化:3(Fe3O4)+[FeS]→10(FeO)+SO2(5—2)3(Fe3O4)+(FeS)→10(FeO)+SO2(5—3)(Fe3O4)+C→(FeO)+CO(5—4)除反应式(5—1)外,还有部分直接氧化熔体中的FeS(用[FeS]表示):[FeS]+O2→(FeO)+SO2(5—5)(FeS)+O2→(FeO)+SO2(5—6)炉料中的高价硫化物(FeS2、CuS、CuFeS2等)离解成元素硫和低价硫化物,产生的元素硫与渣中的Fe3O4和鼓风中的氧发生反应:4(Fe3O4)+S2→12FeO+2SO2 (5—7)2 O2+S2→2SO2(5—8)进入熔锍中的FeS(用[FeS]表示)有一部分溶入渣中:[FeS]→(FeS) (5—9)瓦纽科夫炉中相界面大,搅拌强度高,有利于上述硫和氧之间的交互反应,这样就阻止了炉渣被鼓风中氧按反应式(图1)过氧化。
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铜镍矿富氧侧吹熔池熔炼工艺
刘军1,刘燕庭2,陈文1
(1.中国铝业公司,北京100082;2.长沙有色冶金设计研究院有限公司,湖南长沙410011) 摘要:介绍了铜镍矿富氧侧吹熔池熔炼工艺、主要技术经济指标以及富氧侧吹熔池熔炼炉的结构。
实践表明,采用富氧侧吹熔炼铜镍矿具有流程短、能耗低、环境好等特点。
关键词:富氧侧吹炉;铜镍矿;熔池熔炼;低冰镍
1 引言
铜镍矿传统熔炼工艺主要有电炉熔炼、反射炉以及鼓风炉熔炼,由于这些熔炼工艺能耗高、自动化水平低、环境污染严重,属于国家明确淘汰工艺。
目前铜镍主要熔炼工艺有瓦纽科夫熔池熔炼、奥托昆普闪速熔炼、奥斯麦特熔炼以及我国自主开发的富氧侧吹熔池熔炼工艺,这些熔炼工艺均可以满足目前环保要求,但同样各具有优缺点,闪速熔炼备料复杂,奥斯麦特熔炼喷枪易受损,闪速熔炼与奥斯麦特熔炼属于国外引进技术,投资较高。
新疆新鑫矿业股份有限公司喀拉通克铜镍矿地处新疆北部的富蕴县,当地拥有丰富的硫化铜镍矿资源,是一家集采、选、冶为一体的大型有色企业。
1988年建厂以来一直采用密闭鼓风炉熔炼,前床沉降分离,熔炼渣水淬,低冰镍转炉吹炼,吹炼渣返回密闭鼓风炉熔炼。
由于此工艺能耗高、环境污染严重,属于国家淘汰工艺。
2008年,公司对目前铜镍矿主要熔炼工艺及技术经济指标进行考察对比后决定采用具有我国自主知识产权的富氧侧吹熔池熔炼技术改造老系统的密闭鼓风炉工艺。
2 富氧侧吹熔炼铜镍矿技术概述
2.1 工艺流程
富氧侧吹炉熔炼铜镍矿工艺流程见图1。
铜镍特富矿、铜镍精矿、熔剂、块煤、烟尘经计量皮带连续从炉顶加料口加入炉内,富氧空气从炉身两侧下部喷嘴鼓入炉内熔体中,富氧空气强烈搅拌熔体,物料在炉内快速熔化、反应生成低冰镍、熔炼渣以及高温烟气。
低冰镍和熔炼渣流入虹吸室进一步分离,渣从放渣口放出经溜槽流入贫化电炉,低冰镍从虹吸口虹吸连续放出送转炉吹炼。
熔炼产生的高温烟气从炉顶排烟口进入余热锅炉,余热锅炉产饱和蒸汽送发电车间,余热锅炉出口烟气经电收尘后送制酸系统。
贫化电炉渣连续放出水淬,电炉放出低冰镍经包子送转炉吹炼。
转炉产出高冰镍水淬后送阜康冶炼厂湿法处理,液态转炉渣返回富氧侧吹炉熔炼。
2.2 工艺特点
熔池熔炼根据富氧空气鼓入方式不同可以分为顶吹、侧吹、底吹。
顶吹有艾莎、奥斯麦特、三菱炉,底吹有水口山法,侧吹有前苏联的瓦纽科夫炉、白银炉以及由长沙有色冶金设计研究院自主研发的富氧气侧吹熔池熔炼炉。
新疆喀拉通克项目熔炼采用的是由长沙有色冶金设计研究院自主研发的富氧气侧吹熔池熔炼炉,从投产至今取得了很好的实践效果。
富氧侧吹熔池熔炼是通过将富氧空气从炉身两侧一次风口鼓入渣层,渣层形成强烈搅动、翻滚。
强烈搅拌为物料迅速而均匀地分布在熔体中提供了条件,从而发生高速率的化学反应。
炉子上部的熔体为炉渣-镍锍乳化层,金属或硫化物微粒聚集形成稳定的粒子;风口以下的区域为一个湍动较弱的区域。
反应生成的炉渣与低冰镍流入虹吸室进一步分离。
与国内的白银炉相比,富氧侧吹熔池熔炼炉熔池深,达2000mm左右,渣与低冰镍在炉内分离完全,渣含铜、镍低。
富氧浓度高,可达85%甚至是纯氧,富氧浓度达到80%时可以实现完全自热熔炼。
炉身采用铜水套结构,生产过程中铜水套内壁形成10~30mm厚的渣层,渣层对铜水套起到保护作用。
铜镍矿加入炉内快速熔化反应,在反应过程中不可避免会产生单体硫的析出,单体硫进入烟气中,很容易影响制酸系统。
为避免单体的产生,在熔炼过程中通过富氧侧吹炉上部风嘴鼓入一定浓度的富氧空气,使烟气中的可燃组分,尤其是单体硫在进入余热锅炉前完全燃烧。
生产实践表明,通过炉身上部风嘴鼓入一定浓度的富氧空气可以避免单体硫析出。
2.3 富氧侧吹熔池熔炼机理
富氧侧吹熔池熔炼过程的实质,在于将物料连续加入到1200~1500℃强烈搅拌的熔融炉渣的熔池中,物料在强烈搅拌的熔体作用下快速熔化,在炉渣中生成冰铜(冰镍)或金属液滴。
由于相界面积很大,气体给予熔池很高的搅拌能,富氧侧吹炉内的传质和传热均很快,各相的组成均趋于平衡。
相的分离过程大为加快。
富氧侧吹熔池熔炼显著特点在于通过炉身两侧的一次风嘴向炉内熔体一定高度鼓入富氧空气,熔体在富氧空气作用下强烈搅动,风嘴以上部分形成絮流运动。
向炉内加入的物料在强烈搅拌的熔体作用下快速分散,并实现了很好的传热和传质过程:一方面是熔体与加入的物料之间;另一方面是熔体与鼓入的富氧空气之间。
另一个重要特点是当熔体絮流搅拌的比能量达到40~100kW/m3时,可使按现实体系的相图产生的新的液、固和气相的成核变得更加容易。
在此种情况下,不要求原始的熔体有很大的饱和度,新相的生长加速,靠凝聚作用使新的液态夹杂物长大至2~4mm。
这样的夹杂物,如炉渣中的金属或冰铜,已能靠密度差迅速从炉渣中分离出来。
一次风嘴以下区域是一个与上层相比搅拌程度很小的下层熔体。
在此下部平静的区域内,在上层因强制长大的不同液相珠滴(冰铜、金属),会按比重的差别发生迅速分离。
2.4 富氧侧吹炉结构
富氧侧吹熔池熔炼炉是富氧侧吹熔池熔炼工艺的核心设备,炉子呈长方形立式结构,主要由炉缸、炉身、炉顶、钢架等部分组成。
炉缸由耐火材料砌筑而成,炉缸以上部分为炉身,炉身由具有高导热性的铜质冷却件组成。
富氧侧吹炉最大特点是在炉身两侧下部铜质冷却件上设有数个一次喷嘴,用于向炉内鼓入富氧空气。
在炉身两侧上部铜质冷却件上开有数个二次喷嘴,用于向炉内鼓入空气或富氧空气,使烟气中的可燃组分燃烧完全。
炉顶是由钢质冷却件组成。
炉顶设有固态加料口、液态加料口以及排烟口。
3 生产实践
3.1 操作参数
生产过程中主要控制参数见表1。
3.2 生产指标
喀拉通克铜镍矿熔炼的原料主要是当地的硫化铜镍矿。
根据现场所采的铜镍矿品位高低,品位高的特富铜镍矿经过破碎后直接进料库,品位低的经过选矿工序,选矿车间出来的
为铜镍精矿。
配料车间基本采用特富矿与精矿按1:1比例配料,熔剂为石英石。
特富矿与精矿成分见表2,由于是同一矿带,原矿成分变化较小。
富氧侧吹熔池熔炼炉所产低冰镍、炉渣在虹吸室进一步分离,低冰镍从虹吸室下部的虹吸口连续放出,炉渣从虹吸室渣口连续放出。
炉渣及低冰镍成分见表3。
4 富氧侧吹熔池熔炼工艺主要特点
生产实践表明,富氧侧吹熔池熔炼具有以下特点:
⑴原料适应性强。
对入炉物料的粒度、水分要求不高,粒度可达40mm、物料含水14%可直接入炉,省去了前期对物料的深度磨细与干燥。
⑵燃料适应性广。
富氧侧吹炉内补充的少量燃料可以是天然气、烟煤、无烟煤、焦粉等,用煤作燃料无须处理,块煤可直接入炉。
⑶流程短。
采用富氧侧吹熔池熔炼工艺,省去了物料深度磨细及干燥,可直接入炉,燃料也无须处理。
⑷环境好、劳动强度低。
生产过程中无须捅风眼,低冰镍、渣均采用连续放出,降低了劳动强度,炉子密闭性好,无SO2溢出,现场工作环境好。
⑸床能率高。
富氧侧吹熔池熔炼,熔池搅动激烈,化学反应快,床能率可以达85t/m2 d。
⑹烟尘率低。
由于烟气出口采用高竖直烟道,物料在熔池内反应,烟尘率仅为0.8%左右。
⑺能耗低。
富氧侧吹熔池熔炼的热源主要是硫化铜镍矿反应放出热,生产过程中只要补充少量块煤即可,燃料率为3%左右。
⑻渣含铜镍金属低。
富氧侧吹熔池熔炼渣含金属铜镍之和为0.5%左右,远低于其它熔炼方法。
5 结语
生产实践表明,富氧侧吹熔池熔炼技术优于闪速熔炼、奥斯麦特熔炼以及电炉熔炼,具有投资省、能耗低、工艺流程短、劳动强度低、环境好等优点。
富氧侧吹熔池熔炼同样适用于铜冶炼、铅冶炼以及有色金属资源综合回收等领域。
由于富氧侧吹熔池熔炼与其它冶炼工艺相比具有绝对优势,必将在有色金属冶金领域获得长足发展。