艾萨熔炼技术在云铜的实践

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图１ 云铜艾萨炉第一炉期平均小时料量统计
作业率是艾萨炉生产的重要考核指标之一．它 主要反映生产工艺控制水平和设备维护管理水平。
万方数据
通过不断摸索、改进，对工艺控制进行调整，艾萨炉 作业率较设计时的８５％大幅提高。图２为云铜艾萨
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图２云铜艾萨炉第一炉期作业率统计
炉第一炉期作业率统计情况。 ２．１．３艾萨炉耐火材料寿命
由于２。贫化电炉的原因，云铜艾萨炉于２００４ 年９月１５日主动停炉，耐火材料寿命２８个月，是
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节能、高效、环保是现代强化冶炼工艺的优势， 艾萨炉采用富氧的浓度为４８％一７５％，产出高ＳＯ：浓 度的冶炼烟气，有利于工艺烟气的制酸。云铜采用
２００６年４月第２期
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艾萨熔炼技术在云铜的实践——史谊峰杨小琴李 云等
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·采用富氧甚至于工业氧，强化熔炼过程，既可
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艾萨熔炼技术在云铜的实践——史谊峰杨小琴李云等
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进一步降低能耗，又大幅减少烟气量； ·由于烟气量的减少，烟气中ＳＯ：浓度提高，制
酸成本大幅下降，硫的捕集率提高，环境得到改善； ·采用高度机械化和自动化．提高生产效率和
改善生产技术经济指标。 １．２工艺选型
为此采用先进的熔炼技术替代传统的矿热电 炉熔炼是公司急需解决的问题。
ｌ 云铜艾萨熔炼技术改造工程概况
１．１改造原则 改造原则：第一。降低粗铜工艺能耗，降低铜冶
炼综合能耗，减少能源消耗成本，提高产品市场竞 争力；第二，三废达标排放，提高总硫利用率，改善 昆明市环境状况，保护生态环境；第三，改造落后的 冶炼工艺．提升矿产粗铜产量，以进一步提高公司 市场占有率和满足国内铜市场需求；第四，选用自 动化程度高、可靠性好的生产工艺，降低劳动强度， 提升公司科技水平。
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速熔炼５％～１０％的烟尘率。图３为云铜艾萨炉第一 炉期烟尘率指标统计情况。 ２．１．５喷枪使用寿命
喷枪的使用寿命是影响艾萨炉作业率的重要 因素之一，也是艾萨技术先进程度的标志之一。国 外艾萨铜冶炼厂燃油喷枪每支的平均使用寿命为 ６～８ｄ。云铜喷枪２００２年平均使用寿命为５．９ ｄ。２００３ 年提高到９．２ ｄ，２００４年为８．２ ｄ，最长的一支达到 １９ ｄ。图４为云铜第一炉期喷枪使用寿命统计。 ２．１．６公司总体主要经济指标变化情况 ２．１．６．１总硫捕集率
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公司与澳大利亚ｂｌｌＭ公司签定的合同。云铜艾 萨炉年处理铜精矿量为６０万ｔ．小时处理料量８９ ｔ。 开炉初期，由于受料量波动大、∥贫化电炉工艺不 稳定、操作不熟练以及原料供应紧张等因素的影 响，艾萨炉的小时料量较低。经过一系列的技术攻 关、改造后，艾萨炉的小时下料量达到１００ ｔ以上， 超过设计能力。图１为云铜艾萨炉第一炉期的平均 小时料量分布图。 ２．１．２艾萨炉作业率
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万方数据
经济指标之一。云铜通过对贫化电炉工艺攻取 粗铜，矿产粗铜电耗是贫化电炉运行最重要术
贫化电炉所用能源为电力产出中间产产
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贫化电炉矿产粗
得了骄人的电耗指图
为云铜艾萨炉工
年电 云铜艾萨炉第一炉期喷枪使用寿计
年艾萨炉流程生产硫 年电炉流程硫酸工艺每吨能 统计数据来看，艾萨炉流程硫酸的工艺能耗低 善了环境，同时也降低了制酸的烟气处理成从
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图３云铜艾萨炉第一炉期烟尘率统计
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艾萨工艺的核心是一根长１８．１ ｍ的艾萨喷枪． 喷枪插入熔体大约３００ ｍｍ左右位置．将富氧空气 和燃油喷人熔融渣层。富氧空气的通过让喷枪外壁
自然形成一层冷凝渣层，从而有效地保护了喷枪端 部。喷枪采用两层同－ｔｌ，套管，内管喷油，外管喷富氧 空气。喷枪前部设置一个旋流器将富氧空气和油均 匀混合。
艾萨喷枪的空气由专门的艾萨风机提供。风机 最大供风能力４０ ０００ ｍ３／ｈ。氧气来自两座制氧装置， 一座生产能力为１６ ０００ ｍ３／ｈ，另一座为６ ５００ ｍ３／ｈ， 根据艾萨炉加料量决定开启制氧装置的数量。
２艾萨熔炼技术在云铜的实践
２．１云铜艾萨炉第一炉期生产实践 云铜艾萨炉第一炉期于２００２年５月９日点
火，５月１５ Ｅｌ投料生产，２００４年９月１５日由于贫化 电炉中修而主动停炉，期间稳定运行了２８个月。第 一炉期共处理干精矿１３６万ｔ，冷冰铜５万ｔ，最高 月处理干精矿７．３万ｔ，最高小时料量１２０ ｔ干精矿＋ １０ ｔ冷冰铜。２００４年月度平均作业率９１．７２％，最高 作业率９６．２４％。第一炉期的小时料量、炉寿、烟尘率 和总硫利用率等各项经济技术指标全面达到和优 于设计指标。 ２．１．１艾萨炉处理能力’
铜冶炼艾萨炉第一个炉期炉寿最长的。从云铜艾萨 炉停炉后耐火砖剩余厚度的测量情况来看，预计艾 萨炉的炉寿应该在３年以上。表１为世界艾萨炉炉 寿统计情况。
表１世界艾萨炉炉寿统计数据
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第７ 炉期
第８ 炉期
第９ 炉期
第１０ 炉期
云铜 股份 公司 艾 萨炉
鼓风烧结一矿热电炉流程不但耗费大量的电
［作者简介］史谊峰（１９６３一），男，广东省开平市人。１９８７年毕业于 昆明理工大学，冶金研究生，高级工程师，现任云南铜业股份有限公 司副总经理。 ［收藕日期］２００５－０９－２５
万方数据
能，而且产出低浓度的ＳＯ：烟气，烟气量大。矿热电 炉不能充分利用精矿的自身化学热，脱硫率低，制 酸成本高。冰铜品位也低，转炉的负担较重。冶炼烟 气只能采用单转单吸的落后制酸工艺，制酸尾气不 能达到国家排放标准。硫的捕集率平均只有７９．３５％， 对旅游名城昆明市的环境造成污染。
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艾萨熔炼技术在云铜的实践
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史谊峰 杨小琴 李 云 张邦琪 杨家旺 杨 伟 杨 望
（云南铜业股份有限公司，云南昆明６５０１０２）
【摘 要］ 叙述了艾萨熔炼技术在云铜的应用实践及成功运行的经验。详细介绍了云铜艾萨炉在处理能 力、作业率、耐火材料寿命、烟尘率、喷枪使用寿命等方面取得的进步。
１９９７年公司开始组织人员，针对当前世界先进 的火法炼铜工艺，采集信息，进行考察并比较，结合 公司的实际情况选择最佳的技术改造工艺。
目前世晃先进的火法炼铜工艺主要分为两大 类：闪速熔炼和熔池熔炼。其共同的优点是：
·充分利用精矿在熔炼过程中产生的反应热， 在自热或接近自热的条件下进行熔炼，以降低能耗；
电力资源是宝贵的二次资源．我国是一个“缺 电少油”的国家。艾萨炉投入生产后，由于廉价的煤 部分代替了昂贵的电，艾萨炉一贫化电炉流程煤耗增 加，电耗降低，能源结构发生了转变。２００１年矿热电
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【关键词】 艾萨熔炼；技改工程；生产实践；作业率；喷枪寿命；烟尘率
［中图分类号】ＴＦ８１１．０３１．１
【文献标识码】 Ｂ
【文章编号】 １６７２—６１０３（２００６）０２—００１２—０７
Ｏ前言
云南铜业股份有限公司原采用鼓风烧结一矿热 电炉流程炼铜是基于建厂初期主要处理东川的高 钙镁铜精矿。对于这种特殊的难熔白云石类铜矿，采 用矿热电炉熔炼工艺是唯一的选择。随着公司规模 的扩大和国内铜矿资源的短缺，原料的来源和性质 发生了很大变化。特别是近２０年来，原料中的难熔 成分大幅下降，ＣａＯ和ＭｇＯ含量仅为工厂设计时的 五分之一。原料性质的变化为工厂采用先进的富氧 强化炼铜工艺取代传统的矿热电炉工艺创造了条 件。
云铜采用矿热电炉炼铜工艺，粗铜电单耗高达 ２ ３１４ ｋＷ·ｈ／ｔ，为全国平均值的１倍左右。电能是用 煤等燃料转化而来的二次能源，把电能作为燃料再 转化为热能经济上极不合理。按照我国的能源政策， 凡是能利用一次能源作为燃料的工业生产，均应避 免将宝贵的电能当作燃料，造成能源的反复浪费。而 且电价逐年上涨，１９９６年为０．２９１ ６元／（ｋＷ·ｈ）， １９９７年为０．３１２ ６元／伥Ｗ·ｈ），目前为０．４１元肚Ｗ·ｈ）， 预计电价仍将不断上涨，采用先进工艺取代矿热电 炉流程迫在眉睫。
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艾萨炉停炉后。对耐火砖的腐蚀情况进行了测 量，腐蚀最严重的地方耐火砖厚度还剩余１５５ ｍｍ 左右．大部分区域耐火砖表面有一层冷凝渣，耐火 材料得到了很好的保护。 ２．１．４艾萨炉烟尘率
冶炼工艺烟尘率是很重要的冶金技术参数．烟 尘率的高低，直接关系到冶金工序直收率的高低。 烟尘率过高，则冶金工序直收率低，有价金属循环 量大。流程被占用，实际生产能力降低，生产成本增 加；反之，则工序直收率高，金属损失量减少，生产 能力得以充分发挥。云铜艾萨炉设计烟尘率（尘／料， 余热锅炉＋电收尘）为２％，第一炉期运行过程中，烟 尘率平均为ｌ：３３％，优于设计指标，为艾萨高杂质烟 尘的开路处理创造了良好的条件。该指标远优于闪
云铜艾萨熔炼炉为圆筒型内衬耐火材料的炉 子，内径４．４ ｒｎ，高１４．７ ｍ，耐火材料选用进口优质的 奥镁砖．炉体未安装水冷构件。艾萨炉的上部为敞 口设计．便于烟气在出炉前突然降低流速。以减少 烟尘率。艾萨炉炉顶为锅炉的受热面，直接成为锅 炉的～部分。
混合物料被直接投入炉内．炉内处于一种强烈 的搅动状态，人炉的物料被很快熔化。炉底设置两 个排放口，分别连接两条排放水冷溜槽，冰铜和炉 渣由溜槽进入贫化电炉。排放间断进行．大约３０～ ５０ ｍｉｎ排放一次，每次排放２０ ｍｉｎ。
云铜拟采用先进的炼铜工艺进行技术改造，其 宗旨是尽可能减少对现有生产的影响．在最少的投 资条件下尽可能地扩大生产能力。技术要先进，节 约能源。改善环境，改造风险小，易于与公司现有熔 炼设施“嫁接”。在选择先进炼铜工艺时。考虑云南 地区有煤缺油的特殊情况，通过对闪速炉熔炼、诺 兰达、三菱法、顶吹富氧熔炼等１１种熔炼工艺进行 调研、论证、对比，最终决定采用富氧顶吹熔池熔炼 法改造现有的熔炼工艺。 １．３云铜艾萨炉基本概况
图５云铜艾萨炉工艺投产后总硫捕集计
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中固有色冶金
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岜 糕 ：卧 硼
２００２年平均 ２００３年平均 ２００４年平均２００５年平均
图６云塑贫荔化慝电絮炉孟的慧电耗 专统黧计粤
期间贫化电炉的电耗统计。 ２．１．６．３粗铜工艺能耗及制酸工艺能耗
艾萨炉新工艺投产后．公司粗铜工艺能耗及制 酸工艺能耗大幅下降，按年产２０万ｔ矿铜计算。年 可减少生产成本３ ６２９万元。图７列出了近年公司 粗铜工艺及制酸工艺能耗变化情况．图８列出了云 铜近年产量增加及总能耗变化情况。 ２．１．６．４能源结构变化