最新4铜精矿的闪速熔炼汇总

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浅谈“双闪”铜冶炼的工艺探索及优化

浅谈“双闪”铜冶炼的工艺探索及优化

浅谈“双闪”铜冶炼的工艺探索及优化摘要:伴随着铜冶炼高投料、高品位、高氧浓、高热负的技术的发展趋势,闪速熔炼系统,不断优化着热平衡问题和造渣问题,而关键设备的开发及应用,也使得适应高强度熔炼的炉体结构设计和冷却技术有了很大的改进。

闪速熔炼是近代发展起来的一种先进的冶炼技术,能耗低,规模大,具有劳动条件好、自动化水平和劳动生产率高的优点。

精矿喷嘴技术不断地完善,精矿干燥与输送、装料系统等辅助系统不断提升等等,结合实践不断优化,现场工艺的升级与功用的提升,“双闪”铜冶炼技术不断完善。

本文将从闪速冶炼工艺的配置优化与衔接,对双闪冶炼工艺运维与系统优化开展了深入探索。

关键词:冶金工程;闪速熔炼;工艺优化;系统运维1、“双闪”铜冶炼工艺简述闪速冶炼工艺是在闪速炉一步炼铜工艺的基础上开发应用的连续吹炼工艺,连续加料、连续送风、连续排烟。

从1995年首次工业应用以来,特别是在中国几个大型冶炼厂的应用,通过工艺、设备的不断改进,该工艺已经非常成熟可靠。

闪速吹炼采用固体铜锍高浓度富氧吹炼,烟气量小,烟气连续稳定,SO2浓度高,为烟气制酸创造了很好的条件,制酸的电耗和单位能耗是其他连续吹炼工艺无法比拟的;固体铜锍吹炼可以将熔炼和吹炼在时间和空间上分开,不再相互制约,为高作业率创造了条件,可以与任何能够生产高品位铜锍的熔炼工艺相匹配生产,如氧气底吹、富氧双侧吹等;炉体密闭性好,环保条件好,“双闪”工艺硫的捕集率超过99.9%;闪速吹炼炉的单炉产能大,目前年生产能力已经达到45万t粗铜,还有进一步提高的潜力,特别适合大规模生产。

对于30万t以上产能的冶炼厂,采用闪速吹炼工艺的单位投资和单位成本低,具有一定的投资和成本优势。

2、闪速冶炼的工艺流程及现场实践闪速熔炼是充分利用细磨物料巨大的活性表面,强化冶炼反应过程的熔炼方法。

将精矿经过深度干燥后,与熔剂经干燥一起用富氧空气喷入反应塔内,精矿粒子在空间悬浮1-3s 时间,与高温氧化性气流迅速发生硫化矿物的氧化反应,并放出大量的热,完成熔炼反应即造锍的过程。

铜冶炼水平与工艺水平

铜冶炼水平与工艺水平

铜冶炼水平与工艺水平1)火法冶炼工艺当前,全球矿铜产量的75%-80%是以硫化形态存在的矿物经开采、浮选得到的铜精矿为原料,火法炼铜是生产铜的主要方法,特别是硫化铜精矿,基本全部采用火法冶炼工艺。

火法处理硫化铜精矿的主要优点是适应性强,冶炼速度快,能充分利用硫化矿中的硫,能耗低。

其生产过程一般由以下几个工序组成:备料、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼,最终产品为电解铜。

原料制备工序:将铜精矿、燃料、熔剂等物料进行预处理,使之符合不同冶炼工艺的需要。

熔炼工序:通过不同的熔炼方法,对铜精矿造硫熔炼,炼成含铜、硫、铁及贵金属的冰铜,使之与杂质炉渣分离;补出的含二氧化硫烟气经收尘后用于制造硫酸或其他硫制品,烟尘返回熔炼炉处理。

吹炼工序:除去冰铜中的硫铁,形成含铜及贵金属的粗铜,炉渣和烟尘返回上一工序处理。

火法精炼工序:将粗铜中硫等杂质进一步去除,浇铸出符合电解需要的阳极板。

电解精炼工序:除去杂质,进一步提纯,生产出符合标准的阴极铜成品,并把金银等贵金属富集在阳极泥中。

传统熔炼方法如鼓风炉熔炼、反射炉熔炼和电炉熔炼,由于效率低、能耗高、环境污染严重而逐渐被新的富氧强化熔炼工艺所代替[[3]新的富氧强化熔炼可分为闪速熔炼和熔池熔炼两大类,前者包括奥托昆普型闪速熔炼和加拿大国际银公司闪速熔炼等,后者包括诺兰达法、三菱法、艾萨法、奥斯麦特法和瓦纽可夫法以及我国自主开发的水口山法、白银炉熔炼、金峰炉熔炼等技术。

铜铳吹炼方法有传统的卧式转炉、连续吹炼炉、虹吸式转炉。

新型吹炼技术包括艾萨吹炼炉、三菱吹炼炉和闪速吹炼炉等。

粗铜的火法精炼在阳极炉内进行,对于转炉产出的液态粗铜采用回转式阳极炉或固定式反射炉精炼,经氧化、还原等作业进一步脱除粗铜中的铁、铅、锌、砷、锑、铋等杂质,并浇铸成含铜99.2%-99.7%的阳极板。

铜电解工艺有传统电解法、永久阴极电解法和周期反向电流电解法3种。

目前大多数电解铜厂都使用传统电解法,永久阴极电解法和周期反向电流电解法是20世纪70年代以来发展的新技术。

我国铜冶炼技术的进步及发展

我国铜冶炼技术的进步及发展

冶金冶炼M etallurgical smelting 我国铜冶炼技术的进步及发展陈晓军(新疆五鑫铜业有限责任公司,新疆 昌吉 831100)摘 要:随着我国社会经济的不断发展,我国逐渐成长为一个工业生产大国,重工业快速发展,对铜的需求量也在不断增加,我国的铜冶炼产业也在不断进步发展。

铜是一种重要的过渡型金属元素,它可以和多种化合物进行反应,被广泛应用在武器和装饰物品中。

我国现阶段的铜产量不足,必须不断探索新的方法去提高铜的使用率。

我国的铜冶炼技术面临着巨大的挑战,目前炼铜的方法主要有火法炼铜和湿法炼铜两种,但火法炼铜仍是目前铜冶炼主要使用的技术。

本文结合我国铜冶炼行业的现状进行分析,对铜冶炼技术的创新和发展进行探讨。

关键词:铜冶炼;技术发展进步;策略中图分类号:TF811 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2021)14-0015-2Progress and development of copper smelting technology in ChinaCHEN Xiao-jun(Xinjiang Wuxin Copper Co., Ltd., Changji 831100, China)Abstract: With the continuous development of China's social economy, China has gradually grown into a large industrial production country. With the rapid development of heavy industry, the demand for copper is also increasing, and China's copper smelting industry is also developing. Copper is an important transition metal element. It can react with a variety of compounds and is widely used in weapons and decorative articles. At present, the output of copper in our country is insufficient, so we must constantly explore new methods to improve the utilization rate of copper. China's copper smelting technology is facing great challenges. At present, there are two main copper smelting methods: pyrometallurgy and hydrometallurgy, but pyrometallurgy is still the main copper smelting technology. This paper analyzes the current situation of China's copper smelting industry, and discusses the innovation and development of copper smelting technology.Keywords: copper smelting; Technological development and progress; strategy随着世界经济的不断发展,全球化的步伐越来越快。

毕业设计_30万吨年电铜的铜电解精炼车间工艺设计

毕业设计_30万吨年电铜的铜电解精炼车间工艺设计

30万吨/年电铜的铜电解精炼车间工艺设计设计总说明铜电解精炼过程,主要是在直流电的作用下,铜在阳极上失去电子后以铜离子的形态溶解,而铜离子在阴极上得到电子以金属铜的形态析出的过程。

目前世界铜冶炼厂使用的主要熔炼工艺为闪速熔炼和熔池熔炼,其中熔池熔炼包括诺兰达连续炼铜法、艾萨熔炼法、瓦纽科夫法。

本设计为年产30万吨电铜的铜电解精炼车间,铜的电解精炼是以火法精炼产出的精铜为阳极,以电解产出的薄铜(始极片)作阴极,以硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液。

在直流电的作用下,阳极铜进行电化学溶解,纯铜在阴极中沉积,杂质则进入阳极泥和电解液中,从而实现了铜与杂质的分离,确定了铜电解过程中的主要技术经济指标。

本设计还进行了物料平衡、热平衡、水平衡、主要设备及辅助设备的计算与选择。

进一步提高铜电解精炼的技术水平,从而达到对铜电解精炼技术有更深刻了解的目的。

关键字:铜;电解精炼;平衡计算;设计The Process Design of Electrolytic Refining Workshop with Annual Output 300,000 Tons Electrolytic CopperSpecialty:Metallurgical engineeringName:Zhu langtaoTutor:Zhang qiuliDesign DescriptionThe copper electrolysis fining process is mainly under the direct current function,copper loses the electron after the anode by cupric ion shape dissolution,but the cupric ion obtains the electron on the negative pole by the metal copper shape separation process.At present the world copper refinery use main smelting craft to dodge the fast smelting and the molten bath smelts,the molten bath smelts including the Landa continual copper smelting,Isa smelts,Niu Shinao smelts.Originally designed to produce per 300,000 the first electrolytic copper refine the work shop,refining the precise copper produced electrolytically and concisely as the positive pole with fire law of copper,take copper sulfic acid and aqueous solution of the sulfuric acid as the electrolytic liquid very much with the electrolytic thin copper beginning that produces.Under the funcition of the direct current,positive pole copper carries on electrochemistry to dissolve,pure copper is deposited in the negative pole,the impurity is entered in positive pole mud and electrolytic liquid,thus realized the separation of the copper and impurity,have confirmed the main technical and economic index in the electrolytic course of copper.Have originally designed and also carried on supplies equilibrating,calculation and choice of the thermal balance,horizontal weighing apparatus,capital equipment and auxiliary equipment. Further improve the standard of the electrolytic refining and reached for the refinement of the electrolytic technology is a profound understanding of purpose. Keywords:Copper;Electro refining;balanced computing;design目录1 文献综述 (6)1.1铜的简介 (6)1.2铜生产技术 (7)1.2.1传统炼铜技术 (7)1.2.2现代炼铜技术 (7)1.2.3冰铜吹炼 (7)1.2.4铜的精炼 (7)1.2.5湿法炼铜 (8)1.3铜的电解精炼 (9)1.3.1铜电解精炼现状 (9)1.3.2铜电解精炼的基本原理 (9)1.3.3铜电解精炼中杂质的主要行为 (11)2 设计原则及要求 (14)2.1设计原则 (14)2.2设计要求 (14)2.3主要设备及辅助设备的计算与选择 (14)2.4冶金计算 (15)2.5制图内容和要求 (15)3 主要设备的计算与选择 (16)3.1电解槽 (16)3.1.1电解槽的材质 (16)3.1.2电解槽的构造 (16)3.1.3电解槽衬里的材质 (17)3.1.4电解槽的安装 (17)3.1.5阳极 (18)3.1.6阴极 (19)3.1.7种板 (19)3.2电解槽各有关设备选择和计算 (20)3.3整流器的选材及计算 (22)3.4车间运输设备的选择与计算 (22)3.5车间及跨的选择 (23)3.6极板作业机组 (23)4 主要技术经济指标的论证与选择 (25)4.1主要技术条件 (25)4.1.2添加剂 (26)4.1.3电解液温度 (26)4.1.4电解液循环 (27)4.1.5电流密度 (27)4.1.6同极中心距 (27)4.1.7阳极寿命和阴极周期 (27)4.2主要经济指标 (28)4.2.1电流效率 (28)4.2.2残极率 (29)4.2.3铜电解回收率 (29)4.2.4槽电压 (29)4.2.5直流电能单位消耗 (30)4.2.6硫酸单位消耗 (30)4.2.7蒸汽单位消耗 (30)5 冶金计算 (31)5.1铜电解精炼物料平衡计算 (31)5.1.1阳极泥率和阳极泥成分计算 (31)5.1.2电解精炼物料计算 (32)5.2铜电解精炼热平衡计算 (34)5.2.1计算电解槽液面水蒸发热损失 (35)5.2.2电解槽液面的辐射与对流的热损失 (35)5.2.3电解槽壁的辐射与对流热损失 (36)5.2.4管道内溶液热损失 (36)5.2.5电流通过电解液所产生的热量 (36)5.2.6全车间需要补充热量 (37)5.3电解液净化及硫酸盐生产冶金计算 (37)5.3.1净液量计算 (37)5.3.2硫酸铜的物料平衡计算 (38)5.3.3脱铜电解物料平衡计算 (40)5.3.4粗硫酸镍生产计算 (41)5.4电解循环系统设备及管道计算 (43)5.4.1循环贮槽材质及容积确定 (43)5.4.2高位槽 (43)5.4.3阳极泥贮槽 (43)5.4.4电解液循环泵 (43)5.4.5电解液加热器 (44)6 厂址选择 (46)7 环保与安全 (48)7.1环境保护 (48)7.2安全生产 (48)致谢 (50)参考文献 (51)附:专题 (52)1 文献综述1.1铜的简介铜是人类最早发现和应用的金属之一,据考证,西亚地区是世界上最早应用铜并掌握炼铜技术的地区。

国内外铜冶炼厂成本与费用特点分析

国内外铜冶炼厂成本与费用特点分析

7冶金冶炼M etallurgical smelting国内外铜冶炼厂成本与费用特点分析龚江蓉(中国瑞林工程技术有限公司,江西 南昌 330031)摘 要:铜冶炼工厂的OPEX是一个综合性的成本管理体系,国内铜冶炼厂成本与费用(OPEX)较国外冶炼厂具有较大优势。

成本的优势和工艺技术,管理水平,工厂运营,安全环保以及地域特点,原料条件各方面紧密相关,通过对成本和费用的研究,进行技术创新,优化管理,达到降本增效的目的。

关键词:国内外铜冶炼;OPEX;成本与费用中图分类号:F426.32 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)19-0007-3Analysis of cost and expense characteristics of domestic and foreign copper smeltersGONG Jiang-rong(China Ruilin Engineering Technology Co., Ltd,Nanchang 330031,China)Abstract: The OPEX of copper smelters is a comprehensive cost management system, and domestic copper smelters have significant advantages in terms of costs and expenses (OPEX) compared to foreign smelters. The advantages of cost are closely related to process technology, management level, factory operation, safety and environmental protection, regional characteristics, and raw material conditions. Through research on costs and expenses, technological innovation is carried out to optimize management and achieve the goal of reducing costs and increasing efficiency.Keywords: domestic and international copper smelting; OPEX; Costs and expenses收稿日期:2023-08作者简介:龚江蓉,女,生于1972年,汉族,江西南昌人,本科,高级工程师,研究方向:技术经济。

铜精矿的熔炼反射炉

铜精矿的熔炼反射炉

(2)采用预热空气。
(3)采用富氧。
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单元作业
1、简述反射炉熔炼的缺点。
2、影响反射炉生产率的关键因素是什么?
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2
一、概述
第一台炼铜反射炉始于1879年,此后,反射炉
炼铜迅速发展,在20世纪60年代达到顶峰,其产量
达到世界铜总产量的70%。但反射炉熔炼有它难以 克服的缺点,如能耗高、环境污染严重等,这些缺 点制约了它的发展。到20世纪70年代,以闪速熔炼 为代表的低能耗、高效率、低污染的现代熔炼方法
迅速崛起,致使反射炉熔炼逐渐被新的炼铜方法取
处理焙烧矿时,大部分铅进入炉渣,少量
进入冰铜,约20%的铅挥发排出。
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镍和钴的行为与铜相似,均以硫化物形态 进入冰铜中。
大量的As、Sb、Bi、Sn和Te也进入冰铜中,
在冰铜吹炼及粗铜精炼时加以回收。
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5、反射炉熔炼的产物
反射炉熔炼的产物是冰铜、炉渣、烟尘及
烟气。
反射炉的烟尘量一般为入炉物料量的1.3 ~ 1.5%。 采用空气燃烧时,反射炉熔炼烟气的成分一般 为,%:CO215~18;SO21~2;O20.5~1.2;CO
的表面温度的关系最大。
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炉气的温度主要取决于燃料的发热量,燃
烧时的过剩空气系数等等。 炉料的温度主要取决于炉料的熔点。 对于一定成分的炉料,熔点是一定的,所 以,炉气温度是决定炉子生产率的关键因素。
反射炉内传热过程是非常复杂的,影响传热的
因素甚多,但是其中最主要的还是燃料燃烧即
炉气温度。
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2、主要的化学反应
(1)选择合理渣型; (2)使炉渣充分过热,使冰铜、炉渣良好分离; (3)严格控制冰铜面,减少随渣损失; (4)稳定冰铜品位;

Inco公司闪速熔炼

Inco公司闪速熔炼

第六章Inc0公司闪速熔炼Inco公司闪速熔炼把工业氧气、干燥的Cu—Fe—s精矿、SiO2造渣剂和返回料从水平方向喷吹入高温(1250℃)炉中。

一旦进入炉中氧气就和精矿按反应式(1.1)和式(1.2)发生反应。

生成:①熔锍,55%~60%Cu②熔渣,1%~2%Cu③烟气,60%~75(体积)%SO2冰铜出到钢包中被送去吹炼,见图1.6所示。

渣出到钢包中被送到储料堆,进行渣中铜的回收,也可不回收,见第11章。

烟气经过水冷、除尘后送到硫酸厂。

Inco公司闪速炉也可用于从转炉返回的熔渣中回收铜。

渣从一个倾斜的钢槽从水冷门倒入炉中,见图6.1(a)所示。

2002年初,已有五座Inco公司闪速炉投人生产,乌兹别克斯坦的Almalyk、亚利桑那州的Hayden、新墨西哥的Hurley以及加拿大安大略省的Sudbury。

A1malyk、Hayden和Hurley的闪速炉熔炼Cu—Fe—S精矿,Sudbury的闪速炉熔炼Ni—Cu—Co—Fe—S精矿,生产约45~Ni—Cu—Co冰铜和1%Ni—Cu—Co的渣。

6.1闪速炉参数Inco公司的闪速炉由高质量MgO和MgO—CrzOa砖砌成,见图6.1(a)。

主要包括:①闪速炉的两端各有一个精矿燃烧室;②端部和侧墙装有铜质水冷套;③一个中央烟气上升烟道;④侧壁上有出铜口;⑤末端墙上有一个出渣口;⑥端墙上有一个加入转炉炉渣的溜槽。

6.1.1精矿燃烧室Inco公司精矿燃烧室是一个直径0.25m、长lm、壁厚1cm、带有陶瓷内衬的水冷不锈钢管。

干精矿从上部一个倾斜的料管加入炉中,工业氧气从炉子的水平方向吹人,见图6.1(b)。

此炉燃烧室的直径应保证氧气和炉料能以40m/s的速度喷人炉中。

这个速度产生的精矿/氧气火焰,能够到达中央上升烟道,该炉大约向下倾斜7。

左右,使火焰在渣的表面上燃烧,而不是在顶部和墙h。

6.1.2水冷Inco公司炉子的侧面墙和端墙装有水冷冷凝铜管、冷却板和隔板,以保证炉子结构的完整性,对于奥托昆普闪速炉,水冷会使富含磁铁矿的炉渣在炉壁上沉积,这样可以保护炉体砖衬和水冷铜管,延长炉子的寿命。

铜精矿物相组成、熔炼物料平衡

铜精矿物相组成、熔炼物料平衡

原料2.2 原料、燃料及辅助材料2.2.1 原料本工程所用外购的精矿用汽车运到精矿仓,年处理精矿660000t/a,含水10.0%,混合精矿含C为0.99%,精矿的平均化学成分见表2-1。

表2-1 精矿平均成分*金、银的单位为g/t2.2.2 熔剂熔炼炉和吹炼炉需要加熔剂造渣,熔剂都采用化学成分和粒度相同的石英石,石英石粒度要求为5~15mm,石英石外购,本工程不设熔剂破碎设施。

此外,当地若有含金石英石,将来生产中也可以外购含金石英石作为熔炼和吹炼的熔剂,以提高工厂的经济效益。

熔炼石英石的消耗量为42502.43t/a,吹炼石英石的消耗量为9002.12t/a,合计51504.55 t/a,石英石化学成分见表2-2。

熔炼和吹炼的石英石由业主按照要求的数量、化学成分和粒度,用汽车运到本工程的精矿仓。

表2-2 石英石成分2.2.3 燃料阳极精炼需要加燃料燃烧供热,为了改善环保条件和提高金属回收率,火法精炼所用燃料为天然气。

新砌筑的熔炼炉及吹炼炉的烘炉用天然气;生产过程中熔炼炉和吹炼炉保温也用天然气。

全场一年需用天然气的消耗量为4500000Nm3/a,天然气的相关参数见表2-3表,天然气由园区直接接入,在厂内建一个天然气调压站即可。

表2-3 天然气成分2.2.4 耐火材料本工程的熔炼炉、吹炼炉和回转式阳极炉的内衬均为耐火材料砌筑,工厂设有耐火材料库用作耐火砖的贮存、加工和将修炉时拆除的废耐火砖加工成耐火泥。

本工程耐火材料的消耗量为1000t/a。

耐火材料由业主按照要求的数量、规格和类型,用汽车运到耐火材料库。

2.2.5 氧气氧气用于底吹炉熔炼、底吹炉连续吹炼以及阳极炉精炼燃烧。

熔炼正常氧气消耗量为15842.4Nm3/h,吹炼正常氧气消耗量为1777.2 Nm3/h,精炼氧气最大消耗量为233.37Nm3/h·台,纯度99.6%。

氧气由本工程的制氧站提供。

2.3 工艺流程2.3.1 原料特征及工艺流程选择造锍捕金技术来源于铜的火法冶炼领域,利用铜是金银等贵金属良好的补集剂,通过造铜锍,将金银等贵金属富集于铜锍中,再通过铜锍吹炼和精炼将贵金属富集于粗铜和阳极铜,最终通过电解和阳极泥处理回收金银等贵金属。

铜冶炼闪速熔炼及熔池熔炼技术探讨

铜冶炼闪速熔炼及熔池熔炼技术探讨

铜冶炼闪速熔炼及熔池熔炼技术探讨当前世界上广泛采用的铜火法冶炼方法主要有三种,包括传统熔炼、闪速熔炼以及熔池熔炼。

技术成熟、简易灵活、生产可靠、设备简单等是传统熔炼方法的优点,但其缺点是较低的生产效率,较差的硫回收率,烟气含SO2浓度比较低,烟气处理费用高。

因此,本文主要对闪速熔炼、熔池熔炼技术进行了简要的分析,并进一步探讨了铜的火法精炼、电解精炼等关键环节,希望能够通过不断的分析和研究,切实的提升铜冶炼技术水平。

标签:铜冶炼;闪速熔炼;熔池熔炼1 冶炼工艺选择的基本原则1.1 适应能力在冶炼中,主要有着能够对各种化学成分、粒度的原料进行处理,能够适应处理能力有较大波动等要求,因此所采用的工艺流程必须要适应这些要求。

1.2 高效节能企业要想取得更高的经济效益,生产作业必须要有着较高的效率,能源消耗较少,因此工艺工艺流程的选择必须要满足高效节能的要求。

1.3 技术先进、成熟、可靠,环境友好,排放达标技术的先进性与实用性是工艺流程必须具备的,同时技术的可靠性也至关重要,因此选择的工艺流程必须成熟可靠,技术风险较低。

此外,还需要遵循“以人为本”的原则,工艺系统必须密闭性强、有害烟气泄露少,能够满足清洁工厂的要求。

2 两种冶炼工艺分析2.1 闪速熔炼2.1.1 工艺配置图1为直接炼粗铜工艺的典型流程图。

其与闪速吹炼流程相比有着差异较为明显,主要体现在把闪速吹炼渣返回至之前的闪速熔炼炉中,而不是在单独的炉渣贫化系统中处理。

备料主要是对物料进行干燥和混合。

物料的干燥能够使工艺的总热量实现平衡,此外,还能够更好的控制烟气管路的腐蚀。

然后闪速炉中输送干燥物料。

在反应塔中,物料和氧气进行混合,反应以悬浮物的形式进行,在沉降室中进行熔融相收集,分离出炉渣与粗铜。

在余热锅炉中进行炉子烟气的冷却。

部分烟尘也会被余热锅炉收集,在电收尘器中收集剩余的颗粒,通常所有烟尘都返回炉子中。

视所选择的渣型和氧势而定,在粗铜闪速熔炼炉渣中,铜的含量为15%-25%。

铜的直接闪速熔炼

铜的直接闪速熔炼

第12章铜的直接闪速熔炼前面几章已阐明从硫化物精矿中提取铜有两个主要的步骤:熔炼和吹炼。

同时也表明熔炼和吹炼具有同样的化学工艺,例如从Cu—Fe—S相中氧化Fe和S。

很久以来,冶金和化学工程师的目标就是想把这两个步骤结合起来,变成一个连续的直接炼铜熔炼工艺。

这个结合最主要的优点在于:①将排出的SO2气体隔离,形成一个单独的连续气流;②减少能量消耗;③减少投资和成本。

本章主要介绍:①2002年铜的直接熔炼情况;②对这种工艺潜在优点的认识程度。

该工艺最主要的问题在于:①进入铜的直接熔炼炉中的大约25%的Cu最终熔解在渣中;②回收这些渣的成本将可能限制未来铜的直接熔炼向处理含Fe量低的铜精矿发展[如辉铜矿(Cu2S)和斑铜矿(Cu5FeS4) ].而是向处理含Fe量高的黄铜精矿发展。

12.1直接炼铜的理想工艺图12·1是一个直接炼铜的理想工艺示意图,该工艺主要的加入料为精矿、氧气、空气、造渣剂和返回料。

主要产物为:铜水、低含铜量的渣、高SO2含量的烟气。

该工艺是自热式的,随着高富氧鼓风,有充足的反应热去熔化所有熔炼炉和邻近精炼厂提供的含铜返回料,包括碎电极。

该工艺也是连续的。

本章其余的部分讲述如何更快地实现这个理想。

理想的情况是:铜中杂质含量低;渣直接丢弃,不做铜的回收处理;烟气中有足量的SO2用于制硫酸。

12.2直接炼铜的工业单炉2002年,只有一个工艺——奥托昆普闪速熔炼,实现了单炉直接炼铜,如图1.4所示。

采用这个工艺的厂家有两个:波兰的Glogow和澳大利亚的奥林匹亚大坝。

这两座炉子都是处理辉铜矿和斑铜矿的。

前些年,诺兰达浸入式风口工艺(见图1.5)也能直接炼铜。

现在用于生产含铜72%~75%的高品位冰铜。

这个改变提高了熔炼速率,同时改善了杂质的脱除。

铜的直接闪速熔炼的产品(见表12.1)是:铜:99%Cu,0.44%~0.9%S,0.01%Fe,0.4%O,1280℃:渣:14%~24%Cu,约1300℃;烟气:15%~20%SO2,1350℃。

贵冶闪速炉铜精矿配料管理实践

贵冶闪速炉铜精矿配料管理实践

2018年 7月下 世界有色金属47机械加工与制造M achining and manufacturing1 前言铜精矿配料过程是闪速熔炼工艺中的一道重要工序,其实质是合理、科学地将多种精矿及辅助材料按一定的配比配制,以满足闪速炉生产指标、管理控制和经营目标的要求,其原料配比的合理性不仅有助于稳定闪速炉炉况,降低生产成本,而且对于后续工序产品质量的提高和能源消耗的降低具有重要意义。

近年来铜冶炼能力剧烈扩张后,铜精矿供应已成为突出的问题,铜精矿的铜品位降低和硫量品位的提高是今后几年的一个趋势,另外在原料组织上呈批次多,批量小,成份复杂、杂质含量高的态势。

根据贵冶生产实践,铜精矿配料是影响闪速炉炉况的主要原因之一,因此,在摸索出闪速炉处理这种精矿方法的同时,对闪速熔炼铜精矿的合理、准确的配料显得尤为重要。

2 贵冶原辅材料主要成份闪速熔炼原辅助材料主要有铜精矿、渣精矿、石英砂、含金(银)石英砂等,贵冶对原辅助材料技术要求见表1、表2和表3所示:3 铜精矿配料需考虑的因素3.1 混合矿中S/Cu 的控制混合矿中S/Cu 比控制是配料需考虑的重要参数之一,闪速熔炼能充分利用原料中S 和Fe 等元素氧化时所产生的化学反应热来实现自热熔炼。

在配料过程中,若S/Cu 比过低,在闪速熔炼时需补充额外热量,不利于节能;S/Cu 过高的反应热负荷大,炉体衬砖损耗加剧,且会造成反应塔侧壁温度长期偏高,无法正常控制炉体温度。

硫高铜低的配料,在装入量不变的情况下会影响冰铜的产量及冰铜品位,同时,硫高会给制酸系统产生压力。

在富氧熔炼的情况下选择适宜的S/Cu,即可实现闪速炉自热熔炼,又利于节能和稳定铜酸系统的生产。

贵冶根据产能情况,混合矿(干矿)S/Cu 一般控制在1.1-1.25。

混合精矿中Cu 品位增加,则所需氧量减少,精矿中Cu、S、Fe 品位每增加1%,所需氧量Cu 是反比关系,Fe、S 是成正比关系,增加1%的S 是相对于增加1%Fe 来说,氧量变化是Fe 是4倍左右。

铜冶炼

铜冶炼

铜是人类最早发现和使用的金属之一。

中国是世界上最早发现和使用铜的国家之一。

中国又是世界上最早用湿法(胆钢法)炼铜的国家。

1993年我国铜产量居世界第五位。

1985—1989年世界矿山、冶炼厂和精炼厂的铜产量如下(kt):年份1985·1986198719881989矿山84258419879087889190冶炼厂88718877924094219700精炼厂O97159904102131057110997铜和铜合金广泛用于电气工业、机械、建材和运输工具制造业等。

美国1988年铜消耗量为2214h,其中电气工业占70%,建筑业占17%,机械制造业占6%,运输工具占3%,军用品占1%,其它占3%。

.A铜的资源铜广泛赋存于各种火成岩矿床与再生矿床中,其中铜储量较大的矿床有斑岩铜矿床和沉积型铜矿床。

斑岩铜矿床特点是晶位低,储量大,矿石可选性好,多为大型矿床。

沉积型矿床铜品位高,这种类型矿床也常是大型的。

已发现的铜矿物约160多种。

原生硫化矿物中以黄铜矿(CuF~S2)最多,其次为斑铜矿(CusFeS4),辉铜矿(Cu2S)和钢蓝(CuS);次生氧化矿物主要有孔雀石(Cu03;·Cu(OH)2)、蓝铜矿(2CuC03·Cu(OH)2),硅孔雀石(CuSi03·2H20)和铜矾(Cu3S04(OH):)。

世界上原生铜约90%是从硫化矿炼出的。

湿法冶金主要用于从氧化矿石提铜。

世界上铜矿资源主要分布区域如下:(1)南、北美洲的西部山地,即美国、智利、秘鲁、墨西哥和加拿大等国。

(2)非洲的赞比亚和扎伊尔。

.(3)哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦和俄罗斯的乌拉尔。

;(4)菲律宾、巴布亚新几内亚和澳大利亚的芒特艾萨地区。

世界铜资源估计为1626Mt(以含铜量计),其中储量估计为402Mt.我国铜矿资源储量居世界第四位。

主要矿区分布在江西、湖北.安徽、云南、四川、山西和甘肃等省、及西藏东部。

铜精矿的闪速熔炼

铜精矿的闪速熔炼

配备专业的紧急救援队伍和设备,确 保在事故发生时能够迅速展开救援。
05
闪速熔炼的应用与发展
闪速熔炼的应用领域
铜冶炼
闪速熔炼技术广泛应用于铜精矿 的冶炼,能够高效地处理低品位、
高杂质的铜精矿,产出高质量的 阴极铜。
工业硅生产
在工业硅生产中,闪速熔炼技术通 过控制适宜的反应条件,实现高效 率、低能耗的生产。
低成本
闪速熔炼工艺流程简单,操作 稳定,能够降低生产成本和提 高经济效益。
环保友好
闪速熔炼产生的烟气经过处理 后能够达到环保标准,减少对 环境的污染。
灵活性
闪速熔炼可以根据原料成分和 产品质量要求进行灵活调整, 适应不同原料和产品的需求。
03
闪速熔炼的设备与操作
闪速熔炼的主要设备
反应塔
余热锅炉
反应塔是闪速熔炼的核心设备,用于完成 铜精矿的熔炼过程。塔内设有矿石分布器 、反应剂喷嘴等关键部件。
安全防护措施
配备齐全的安全防护设备, 如防护眼镜、手套、口罩 等,确保操作人员的安全。
定期检查维护
对设备进行定期检查和维 护,确保设备正常运行, 及时发现并排除安全隐患。
事故应急处理
应急预案制定
制定详细的事故应急预案,明确应急 处理流程和责任人。
紧急救援措施
安全疏散与警戒
在事故发生时,及时组织现场人员疏 散,设置警戒线,防止次生事故的发 生。
其他领域
除铜冶炼和工业硅生产外,闪速熔 炼技术在其他有色金属冶炼领域也 有所应用,如镍、钴、锌等。
闪速熔炼技术的发展趋势
技术创新
随着科技的不Leabharlann 进步,闪速熔炼 技术也在不断创新和完善,以提
高生产效率和产品质量。

有色金属冶炼技术基础知识单选题100道及答案解析

有色金属冶炼技术基础知识单选题100道及答案解析

有色金属冶炼技术基础知识单选题100道及答案解析1. 在有色金属冶炼中,常用的焙烧方法不包括()A. 氧化焙烧B. 还原焙烧C. 氯化焙烧D. 碳化焙烧答案:D解析:有色金属冶炼中常用的焙烧方法有氧化焙烧、还原焙烧和氯化焙烧,碳化焙烧不常用。

2. 铜的主要冶炼方法不包括()A. 火法冶炼B. 湿法冶炼C. 电解冶炼D. 生物冶金答案:D解析:铜的主要冶炼方法是火法冶炼、湿法冶炼和电解冶炼,生物冶金不是铜的主要冶炼方法。

3. 以下哪种金属通常采用电解法进行精炼()A. 铅B. 锌C. 铝D. 锡答案:C解析:铝通常采用电解法进行精炼,因为铝的化学性质活泼。

4. 锌冶炼中,“焙烧-浸出-电积”工艺属于()A. 火法冶炼B. 湿法冶炼C. 联合法冶炼D. 以上都不是答案:B解析:“焙烧-浸出-电积”工艺属于湿法冶炼。

5. 火法炼铜中,造锍熔炼的目的是()A. 除去杂质B. 产出冰铜C. 回收有价金属D. 提高铜的品位答案:B解析:造锍熔炼的目的是产出冰铜。

6. 以下哪种试剂在铝土矿的溶出过程中常用()A. 硫酸B. 盐酸C. 氢氧化钠D. 硝酸答案:C解析:铝土矿的溶出过程中常用氢氧化钠。

7. 镍的主要矿物不包括()A. 镍黄铁矿B. 红土镍矿C. 磁黄铁矿D. 硫化镍矿答案:C解析:磁黄铁矿不是镍的主要矿物。

8. 铅冶炼中,氧化铅还原为铅的还原剂主要是()A. 焦炭B. 一氧化碳C. 氢气D. 甲烷答案:A解析:铅冶炼中,氧化铅还原为铅的还原剂主要是焦炭。

9. 湿法炼锌中,浸出液净化的主要方法不包括()A. 置换法B. 沉淀法C. 萃取法D. 蒸馏法答案:D解析:蒸馏法不是湿法炼锌中浸出液净化的主要方法。

10. 以下哪种金属的冶炼过程中会产生二氧化硫气体()A. 钛B. 金C. 铜D. 银答案:C解析:铜的冶炼过程中,如在焙烧等环节会产生二氧化硫气体。

11. 铝电解槽的阳极材料通常是()A. 石墨B. 钛C. 铜D. 铁答案:A解析:铝电解槽的阳极材料通常是石墨。

火法炼铜技术综述

火法炼铜技术综述

火法炼铜技术综述陈淑萍;伍赠玲;蓝碧波;郭其章【摘要】目前火法熔炼技术发展迅速并得到广泛的应用,在铜工业生产中已明确提出"清洁生产"的目标.环境意识要求清洁的生产工艺,即工艺过程中极少排放废物,对火法炼铜技术的进一步完善提出了更高的要求.本文叙述了目前世界火法炼铜的主要工艺、工业生产实例及进展情况,对现代铜冶金新方法-闪速熔炼、熔池熔炼以及其它熔炼技术作了较为详细的介绍,并指出了铜火法冶炼存在的问题及今后的主要技术发展方向.【期刊名称】《铜业工程》【年(卷),期】2010(000)004【总页数】6页(P44-49)【关键词】火法炼铜;闪速熔炼;熔池熔炼【作者】陈淑萍;伍赠玲;蓝碧波;郭其章【作者单位】紫金矿冶设计研究院,福建,上杭,364200;紫金矿冶设计研究院,福建,上杭,364200;紫金矿冶设计研究院,福建,上杭,364200;紫金矿业集团股份有限公司,福建,上杭,364200【正文语种】中文【中图分类】TF111.1目前世界上从硫化矿中提取铜,85%~90%是采用火法冶炼,因为该法与湿法冶炼相比,无论是原料的适应性,还是在生产规模、贵、稀金属富集回收方面都有明显的优势。

因此为了降低能耗,减少火法炼铜的环境污染,闪速熔炼、熔池熔炼以及其它熔炼技术都在不断改进和发展。

火法炼铜主要包括[1]:(1)铜精矿的造锍熔炼; (2)铜锍吹炼成粗铜;(3)粗铜火法精炼;(4)阳极铜电解精炼。

经冶炼产出最终产品-电解铜(阴极铜)。

目前世界铜冶炼厂使用的主要熔炼工艺为闪速熔炼和熔池熔炼。

在熔池熔炼工艺中,精矿被抛到熔体的表面或者被喷入熔体内,通常向熔池中喷入氧气和氮气使熔池发生剧烈搅拌,精矿颗粒被液体包围迅速融化,因此,吹炼反应能够产生维持熔炼作业所需的大部分热量,使含有氧气的气泡和包裹硫化铜/铁的溶液发生质量传递。

而闪速熔炼中的干精矿是散布在氧气和氮气的气流中的,精矿中所含的硫和铁发生燃烧,在熔融颗粒进入反应空间时即产生熔炼和吹炼。

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18
对某些工厂反应塔操作数据的统计表明:在 不同的反应塔的高度下,平均气流速度为1.4~ 4.7m/s时,相应的气体停留时间如图5.5所示。
19
5 7.5
4
7.6
气流的平均停留时间,s
3
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7.5
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7.1
2
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1
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2
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4
5
反应塔内平均气流速度,m/s(数据点旁的数字是反应塔的高
度)
4铜精矿的闪速熔炼
闪速熔炼是将经过深度脱水(含水小于0.3%)的粉 状精矿,在喷嘴中与空气或氧气混合后,以高速度(60~ 70m/s)从反应塔顶部喷入高温(1450~1550℃)的反应 塔内。
精矿颗粒被气体包围,处于悬浮状态,在2~3s内就 基本上完成了硫化物的分解、氧化和熔化等过程。
熔融硫化物和氧化物的混合熔体落下到反应塔底部的 沉淀池中汇集起来,继续完成冰铜与炉渣最终形成过程, 并进行沉清分离。
2
1、 奥托昆普闪速熔炼
奥 托 昆 普 闪 速 熔 炼 是 采 用 富 氧 空 气 或 723~1273K 的热风作为氧化气体。在反应塔顶部设置了下喷型精 矿喷嘴。干燥的精矿和熔剂与富氧空气或热风高速喷 入反应塔内,在塔内呈悬浮状态。物料在向下运动过 程中,与气流中的氧发生氧化反应,放出大量的热, 使反应塔中的温度维持在1673K以上。在高温下物料 迅速反应(2~3s),产生的熔体沉降到沉淀池内,完成 造冰铜和造渣反应,并进行澄清分离。
入口初始速度对气体在塔内的停留时间起着决定性的作
用。
15
公式是在等温情况下得出的。 由于化学反应产生的热使塔内的气体瞬间被加热到高温 (1300℃以上),气体体积膨胀扩张了喷射锥空间,因而 真实速度将大大减少。 对高为9m,直径为6m的反应塔,当入口初速度为30m/s 时 ,气流在塔内的停留时间约为2s。
16
从反应塔顶落下的颗粒是与气体处在同样重力作用下的流
体中。因此,颗粒的速度等于气流速度加上颗粒的下落速度。
在实际条件下,混合流中的颗粒分散度是很大的,相邻两颗
粒间的平均距离大约等于20个颗粒的直径,甚至更多。
颗粒的终点速度就可以用斯托克斯公式来描述:
up=gc(ρp-ρg)d2p/18η
(5-2)
3

图5.1 奥托昆普闪速炉
4
图5.2 奥托昆普闪速炉
5
奥托昆普闪速熔炼炉的自动控制:主要用计 算机来控制闪速炉产出的铜品位,冰铜温度和炉 渣中Fe/SiO2 比的控制。它们分别由控制反应塔送 风量、重油量和炉料中石英溶剂的比率来实现。
6
2、印柯闪速炉熔炼
印柯闪速炉熔炼法也称之为氧焰熔炼法,该 法是用工业氧(95~98%O2)将干精矿和熔剂从 炉子两端水平喷入炉子的反应区,炉料在熔池上 面的炉膛空间强烈氧化,熔炼产出冰铜和炉渣。
图5.5 不同高度的反应塔中的平均气流 速度与其停留时间
(按N.J.Themelis数据绘出)
20
与细颗粒相比,粗颗粒不但具有比表面积小和 停留时间短的缺点,而且热传递和质传递系数也 小。
在干精矿中,粒度级别的分布是不均匀的, 全部颗粒达到同样的反应程度是不可能的。 对粗 颗粒会有反应不足,细颗粒则会反应过度。
炉渣在单独贫化炉或闪速炉内贫化区处理后再弃去。
闪速熔炼有以下的特点: 1.焙烧与熔炼结合成一个过程; 2.炉料与气体密切接触,在悬浮状态下与气相进行传热和 传质; 3.FeS与Fe3O4、FeS与Cu2O(NiO)、以及其它硫化物与氧 化物的交互反应主要在沉淀池中以液—液接触的方式进行。
闪速熔炼按不同的工作原理可分为两种基本形式: 1.精矿从反应塔顶垂直喷入炉内的奥托昆普闪速炉(图 5.1); 2.精矿从炉子端墙上的喷嘴水平喷入炉内的印柯闪速炉 (图5.2)。
研究反应塔内的传输现象,对获得高的生产率与金属回 收率、长的炉寿命和低的能源消耗的具有理论指导意义,也 为喷嘴和炉型设计的改进提供基础。
12
精矿颗粒和气体的运动规律
从反应塔顶部喷嘴喷出的气-固(精矿)混合流,离开喷 嘴后,在塔内形成了两个区域:
1.喷嘴口附近的喷射区(或称入口区); 2. 扩张气流区 (如图5.4中的截面A-A以下)。 扩张区延续到熔池面上时流体形状改变。此时的气流速 度称为终点气流速度。
10
闪速熔炼的主要缺点: 1) 反应区氧位高,渣含Fe3O4及渣含铜高,炉渣
必须贫化。 2) 烟尘量大。
表5-1 闪速炉各产物成分
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二、闪速熔炼的基本原理
1、反应塔内的传输现象
闪速炉的主要熔炼过程发生在反应塔内。气流中的精矿 颗粒在离开反应塔底部进入沉淀池之前完成氧化和熔化等过 程。
发生在反应塔内的是一个由热量传递、质量传递、流体 流动和多相多组分间的化学反应综合而成的复杂过程。
式中, up为颗粒的终点速度(m/s);gc为重力加速度(m/s2);
ρp和ρg分别为颗粒与气体的密度(kg/m3),dp为颗粒的直径
(m);η为气体的粘度[kg/(m·s)]。
17
按式(5-2)的计算,10μm颗粒的终点速度仅为0.04m/s, 而200μm颗粒的终点速度为1.6m/s。因此,细颗粒流经反 应塔的速度几乎与气流速度相等。而其停留时间也约为 2s。较大颗粒通过反应塔的速度约2倍于气流速度(2m/s + 1.6m/s) ,停留时间更短。
冰铜品位45~48%,渣含铜0.6%~0.7%。烟 气SO2含量70~80%。由于采用工业氧,烟气量 很小。
7
图5.3 INCO闪速炉
8
印柯闪速炉的优点是床能率比奥托昆普闪 速炉高约30%,总能耗较低,烟气量少,烟气 SO2含量高,便于回收(生产硫酸或液态SO2 ), 烟尘率低(2%左右)。
9
闪速熔炼的突出优点: 1) 能耗低。反应所需的热量,大部分或全部来 自硫化物本身的强烈氧化放出的热。 2) 烟气量小,有利于制酸。 3) 生产速度高。大型的50~60t/精矿流散布示意图(中央喷嘴)
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等温气体喷射时的速度衰减由下式表达:
Ux=12.4U0r0/x
(5-1)
式中,Ux为从入口点开始的x距离上的中心喷射速度 (m/s);U0为入口初始速度(m/s);r0为入口喷嘴半径(m) 。 式(5-1)说明,气流的终点速度乃由入口初始速度决定,
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