粗铜的火法精炼技术

三、固定式反射炉

固定式反射炉是传统的火法精炼 设备，是一种表面加热的膛式炉， 结构简单，操作容易，可以处理 冷料，也可以热料，可以烧固体 燃料、液体燃料或气体燃料。炉 子容积可大、可小，波动范围较 大。为了在精炼时使各部分熔体 的温度保持均匀，从而使熔体各 部分的杂质（特别是气体）含量 及浇铸温度均匀，炉子作业空间 不能太长以免发生温度降，为使 熔池温度趋于一致，精炼炉有 1.5～2m的燃烧前室，而且把炉顶 做成下垂式，保证炉尾温度与炉 子中央的温度相近。
铜的火法精炼
目录
一、粗铜火法精炼的目的 二、铜火法精炼炉的结构 三、固定式反射炉 四、反射炉生产的基本原理 五、杂质在精炼过程中的行为 六、生产工艺流程图 七、反射炉精炼作业实践
一、粗铜火法精炼的目的
目前使用的精炼方法有两类：
1 ）粗铜火法精炼，直接生产 含铜 99.5% 以上的精铜。该法 仅适用于金、银和杂质含量较 低的粗铜，所产精铜仅用于对 纯度要求不高的场合。
wenku.baidu.com
由于精炼产出的渣量不多， 且铜与渣的比重差别大， 故精炼炉不需要澄清分离 区。现代精炼反射炉的作 业空间长度一般为10～15m， 宽度4～5m，炉长与炉宽之 比为 1.7 ～ 3.5m 其容量为 5 至 400t ，精炼炉的熔池深 为为0.6～1.2m，以便在炉 内维持一定的热量储备， 可在一定程度内补偿炉内 作业空间温度的波动。
2.4 炉子供热系统

反射炉是一种对燃料适应性较强的炉 子，固体、液体和气体燃料都可以使 用，对燃料的要求是：含硫小于 2% ， 而以小于 1% 较为理想，因为含硫的燃 料燃烧时，在炉生成大量的SO2易被铜 液吸收，致使铜液内残硫过高，影响 铜的质量，灰份小于15%，发热值高。 在精炼反射炉利用低质煤方面，云南 铜业积累了长期的生产经验，具有较 高的技术水平，他们以粉煤为燃料， 其发热值较低（ 21840kj/kg ），灰分 较高（20%～35），粒度较粗（0.18～ 0.1mm），在长时间的实践中成功地形 成了一套燃烧劣质煤粉的工艺与管理 规程，不仅满足了生产的要求，而且 将燃料消耗率降至 38kg 标煤 / 吨 . 铜， 取得了较好的经济效益和社会效益。


倾动式精炼炉是20世纪60年代中期，由 瑞士人研究发明的。它是在反射炉和回 转炉基础上，吸取了两种炉型的长处而 设计的。炉膛形状像反射炉，保持较大 的换热面积，采取了回转炉可转动的方 式，增设了固定风口，取消了插风管和 扒渣作业，减轻了劳动强度，既能处理 热料又能处理冷料。倾动炉由炉基、摇 座、炉体、驱动装置、燃烧器及燃烧室 组成。炉基由耐热钢筋混凝土筑成，在 炉基上装设钢结构摇座，摇座上沿为圆 弧形，装有若干个滚轮。炉体底部也是 圆弧形，座在摇座上。液压缸底部装在 基础上，上部与炉底底部连接。伸缩液 压缸带动炉体倾动，倾动角度为± 30 0 ， 有快慢两种倾转速度，氧化、还原、倒

电解对阳极铜的物理外形规格要求，各工厂的控制标准不同，但 要求阳极铜厚度均匀；阳极铜耳部饱满、坚固、不许有明显裂纹， 耳子底部无飞边，耳部顶端对板面的弯曲度不大于10mm；板面平 整、细花纹、不夹渣；飞边、毛刺不超过6mm，板面起泡不超过 6mm；不允许有冷隔层，不允许上薄下厚。
二、铜火法精炼炉的结构
1、固定式射炉的缺点

氧化、还原、扒渣和出铜等作业全部是手工操作。劳 动量和劳动强度大，劳动条件差，难以实现机械化和 自动化。 炉子密封性差，散热损失大，烟气泄漏多，车间环境 差。 氧化、还原作业，对于氧化剂和还原剂的利用率低。


风管及辅助材料消耗大，操作效率低。
炉子操作安全性不如回转精炼炉和倾动精炼炉。

用于铜火法精炼的炉型有固 定式反射炉、回转式精炼炉、 倾动式精炼炉三种。 回转式精炼炉是 20 世纪 50 年 代后期开发的火法精炼设备。 它是一个圆筒形的炉体，在 炉体上配置有 2 — 4 个风口、 一个炉口和一个出铜口，可 作360度回转。转动炉体进行 氧化、还原作业。回转炉体 可进行加料、放渣、出铜， 操作简便、灵活。
2）粗铜先经过火法精炼除去 部分杂质，浇铸成阳极，再进 行电解精炼。产出含铜99.95% 以上杂质含量达到标准的精铜。 这是铜生产的主要流程。

粗铜火法精炼是要达到下面两个目的：一是尽可能地除去部份杂 质（包括SO2、O2、Pb、As、Sb、Ni、Bi等），将阳极板含铜提高 到99.0～99.8%；二是浇铸出板面光滑、厚薄均匀、无飞边毛刺、 悬吊垂直好的阳极板，达到电解工艺的要求。阳极板属于中间产 品，由于原料与工艺的差异，它的化学成分标准是由工厂各自制 定，Cu主品位一般为99.0%～99.8%，
炉顶厚度为 380mm ， 村质为镁质 / 镁铬质。

2.2 骨架部分

围板 立柱 拉杆 弹簧 水套构件
2.3 余热回收及烟道部分

反射炉的排烟方式有自然排烟和强制 排烟两种。一般都采用自然排烟方式， 烟气经竖直烟道、斜烟道和余热回收 及烟尘收集系统，由烟囱排出。烟尘 的收集采用重力沉降收尘，无任何的 收尘设备。余热回收采用低压板箱式 汽化水套，中间加对流管束。

无论采用固体、液体或气体燃料，燃烧过程的好坏是决 定反射炉供热状况的首要条件。燃烧过程与烧嘴构造、 烧嘴性能、燃烧条件以及操作等因素有关。诸如燃料与 空气混合均匀、燃料入炉的扩散角适当、入炉后能尽快 着火、及合理的火焰长度和温度等，都是保证燃料有效 燃烧的重要条件。此外，由结构型式和尺寸决定的炉子 本身的热工特性，也影响着炉内的传热。 采用预热空气燃烧，可以使燃料预热，提前着火，促进 充分燃烧，特别是对着火点较高的粉煤尤有好处。预热 空气带进的物理热，可提高燃料燃烧温度，降低燃料消 耗。空气在烟道中预热至300～500℃，燃烧温度可提高 100～200℃，燃料消耗可降低10%～20%。由于精炼炉的 冶炼温度不是很高，一般燃料燃烧温度都能满足冶炼工 艺的要求。在空气换热器之前还需设置废热锅炉以降低 烟气温度，况且换热器的维护保养麻烦，还增加设备投 资。因此，多数工厂都不愿采用预热空气，只是安装废 热锅炉或汽化冷却水套来回收余热。
2、固定式反射炉结构

固定反射炉主要由炉 体部分、骨架部分、 余热利用及烟道部分、 炉子供热系统等设备 组成。
2.1 炉体部分

包括炉基、炉底、炉 墙和炉顶组成 炉基由钢筋 / 耐热混 凝土与炉底支墩整体 浇灌而成 炉底分为三 / 四层， 总厚为910mm。



炉墙厚度为 680mm ， 主要材质为镁质和镁 铬质两种。