銅富氧底吹生產(chǎn)實(shí)踐及設(shè)計(jì)探討

1、銅富氧底吹生產(chǎn)實(shí)踐及設(shè)計(jì)探討銅富氧底吹生產(chǎn)實(shí)踐及設(shè)計(jì)探討曲勝利12，李天剛2，董準(zhǔn)勤2，欒會(huì)光2（1.東北大學(xué)，沈陽110004；2.山東恒邦冶煉股份有限公司，山東煙臺(tái)264109）摘要摘要：詳細(xì)介紹富氧底吹造锍捕金處理復(fù)雜銅精礦的生產(chǎn)實(shí)踐和該技術(shù)的主要工藝特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。著重比較了目前國(guó)內(nèi)兩個(gè)煉銅底吹爐設(shè)計(jì)異同之處，并對(duì)該工藝設(shè)計(jì)方面存在問題進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：銅；富氧底吹熔煉；造锍捕金；設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：中圖分類號(hào)：TF811文獻(xiàn)標(biāo)

2、識(shí)碼：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：文章編號(hào)：10077545（2012）03000000PlantPracticeofDesignDiscussiononOxygenEnrichedBottomBlowingSmeltingQUShengli12LITiangang2DONGZhunqin2LUANHuiguang2(1.NtheasternUniversityShenyang110004China2.ShongHumonSmeltingC

3、o.LtdYantai264109ShongChina)Abstract:Theplantpracticeofmattemakinggoldcollectingfromcomplexcopperconcentrateswithoxygenenrichedbottomblowingsmeltingprocessitstechnicalacteristicsadvantageswereintroducedindetail.Thesimila

4、ritiesdifferencesofthetwodomesticbottomblowingcopperfurnaceswerecomparedemphaticallytheexistingproblemsinthedesignofthisprocesswerediscussed.Keywds:copperoxygenenrichedbottomblowingsmeltingmattemakinggoldcollectingdesign

5、氧氣底吹熔煉工藝用于煉銅對(duì)原料適應(yīng)性很強(qiáng)，保證銅含量在適度范圍內(nèi)，可以處理復(fù)雜多金屬礦[14]。高濃度氧氣從爐底噴入熔池，銅锍溫度高，氧勢(shì)高，有利于精礦中的鉛、砷、銻、鉍等元素?fù)]發(fā)，降低冰銅中雜質(zhì)元素的含量。熔煉過程中由于氧濃高，煙氣量小，爐體只有煙氣出口、放銅口、放渣口有銅水套，完全實(shí)現(xiàn)自熱熔煉。山東恒邦冶煉股份有限公司（簡(jiǎn)稱恒邦公司）富氧底吹熔煉工藝經(jīng)過近一年多的生產(chǎn)實(shí)踐，已充分顯現(xiàn)該工藝在節(jié)能、環(huán)保、安全方面的優(yōu)勢(shì)。1銅富氧底吹熔

6、煉技術(shù)特性及生產(chǎn)情況銅富氧底吹熔煉技術(shù)特性及生產(chǎn)情況在低品位銅礦和復(fù)雜難處理的多金屬礦及含金、銀高的貴金屬伴生礦處理方面，銅富氧底吹熔煉技術(shù)的適應(yīng)能力很強(qiáng)，能夠處理塊礦、高硫銅精礦、低硫銅精礦、高砷礦、高硅礦、氧化礦、金精礦和銀精礦等[1]。目前恒邦公司處理的混合爐料成分為：Cu＜15%、S22%~25%、Fe27%、SiO212%、Au＞12gt、Ag600gt。當(dāng)投料量達(dá)到35th時(shí)，氧氣底吹熔煉爐就能夠維持自熱熔煉的熱平衡。由于排

7、出煙氣量小，爐子散熱面積小，因此帶走的熱量也少，很容易實(shí)現(xiàn)自熱熔煉。在現(xiàn)有的熔煉工藝中，無論是閃速熔煉還是其它熔池熔煉，都需要配入一定的燃料來補(bǔ)熱[2]，氧氣底吹熔煉工藝在造锍熔煉過程中，卻可以做到不配煤[4]，目前恒邦公司只需配0.5%的煤用來改善渣性。高氧濃是冶煉工藝刻意追求的，但礙于工藝限制不可隨意提高，大多在70%以下，個(gè)別達(dá)到95%以上，山東恒邦公司則保持在73%~75%，但底吹熔煉氧的利用率幾乎可達(dá)100%，單位時(shí)間、單位容

8、積處理爐料量最大[13]。熔煉強(qiáng)度以反應(yīng)區(qū)容積計(jì)算，日處理量已達(dá)到14tm3。氧氣底吹熔煉工藝的氧壓、氧濃高，氧槍壽命較長(zhǎng)。當(dāng)氧槍壓力為0.2MPa時(shí)，只要氧槍有一定的空氧流量，仍不會(huì)發(fā)生灌槍。只不過此時(shí)冶金反應(yīng)過程不理想，熔池難于攪動(dòng)。在正常生產(chǎn)時(shí)，氧壓可以達(dá)到0.55MPa，在氧槍出口處就會(huì)形成保護(hù)氧槍作用的Fe3O4“蘑菇頭”，故氧槍壽命較長(zhǎng)[4]。但當(dāng)空氧壓力過高時(shí)，蘑菇頭形成較長(zhǎng)、通風(fēng)孔徑小，需要停車清理或提高爐溫將其熔化?？?/p>

9、慮到處理的精礦金銀含量高，恒邦公司將熔煉渣進(jìn)行緩冷后采用選礦法回收其中的金、銀、銅。底吹爐渣銅物相分析結(jié)果（%）：總Cu4.58、CuSO40.18、Cu2O0.10、CuO0.040、CuS3.87、金屬Cu0.28、其它銅0.11；鐵物相分析結(jié)果（%）：總Fe39.73、Fe2O30.02、FeO19.68、Fe3O419.02、金屬Fe1.62。選礦回收金銀銅的指標(biāo)見表1。作者簡(jiǎn)介作者簡(jiǎn)介：曲勝利（1966），男，山東煙臺(tái)人，高級(jí)

10、工程師，博士研究生.doi：10.3969j.issn.10077545.2012.03.0043.1氧槍氧槍A公司底吹爐設(shè)計(jì)為9支氧槍，氧槍直徑分別為48mm和60mm，9支氧槍同時(shí)工作，氧槍安裝在反應(yīng)區(qū)的下部，分兩排成15夾角布置，下排呈7，5支氧槍；上排呈22，4支氧槍[14]。恒邦公司底吹爐設(shè)計(jì)為6支氧槍，氧槍直徑75mm，其中5用1備，氧槍也安裝在反應(yīng)區(qū)，呈0單排直線排列。1）A公司氧槍有3支氧槍斜對(duì)著下料，恒邦氧槍中心線與下

11、料口中心錯(cuò)開，位于兩只下料口水平位置的中間，這就在一定程度上避免了因熔體噴濺而堵塞下料口，從而減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。2）恒邦公司底吹爐氧槍數(shù)量減少了，相對(duì)來說就增加了沉淀區(qū)的長(zhǎng)度，從而有利于渣銅分離。在生產(chǎn)中5支氧槍渣含銅控制在4%以下，特別是在有段時(shí)間內(nèi)采用了4支氧槍進(jìn)行生產(chǎn)，渣含銅持續(xù)下降，一般在2.5%以下，最低時(shí)渣含銅曾達(dá)到1.5%。在采用4支氧槍時(shí)，并沒出現(xiàn)因沉淀區(qū)較長(zhǎng)而影響到熔體傳質(zhì)傳熱情況，這就說明適當(dāng)增加沉淀區(qū)的長(zhǎng)度，有利

12、于降低渣含銅。3）恒邦氧槍呈0單排直線排列，這就避免了A公司雙排氧槍熔體疊加翻騰沖刷爐墻的可能，從而增加了爐子的使用壽命。4）9支氧槍相對(duì)5支來說，增加了氧槍數(shù)量，減小單支氧槍的流通面積，使氧氣均勻地噴射和分布在銅液內(nèi)，反應(yīng)也更加均勻，由于5支氧槍流通面積太大，使得流量太大，在同樣的壓力下較9支氧槍形成蘑菇頭的外形差。通過這階段的生產(chǎn)運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)氧槍經(jīng)常形成分支的蘑菇頭，有時(shí)形成的蘑菇頭分支斜對(duì)著磚體，這會(huì)增加了爐體燒穿的幾率。綜合來看，

13、單排氧槍呈0排列，數(shù)量越多、單只氧槍供氧能力小，就越有利于形成外觀較好的蘑菇頭，對(duì)爐子的工藝控制、安全運(yùn)行也越有利。3.2下料口下料口兩公司底吹爐下料口設(shè)計(jì)均為3個(gè)，都為水冷式結(jié)構(gòu)，A公司下料口直徑為300mm，恒邦公司下料口直徑為350mm，加大下料口即能夠滿足加大下料量，也便于清打加料口，在一定程度上也降低了下料口因結(jié)焦而堵塞的現(xiàn)象。在實(shí)際生產(chǎn)中，遠(yuǎn)離出煙口的下料口受負(fù)壓影響，以及因熔池反應(yīng)劇烈，撞擊端墻的影響，噴濺特別嚴(yán)重，目前已

14、停用此下料口，采用兩個(gè)下料口下料。雖然能滿足生產(chǎn)需要，但局限性大，一旦兩個(gè)下料口都堵塞，將導(dǎo)致停爐。同時(shí)1#氧槍因下料口不用，此處氧料比偏高，生成的Fe3O4也相對(duì)較多，從而使得1#氧槍蘑菇頭形成速度較快。若只單純將此下料口左移，將離爐口和沉淀區(qū)較近，既增加了爐體的結(jié)焦程度，又增加了放渣帶料現(xiàn)象。建議盡量增加反應(yīng)區(qū)長(zhǎng)度，同時(shí)增加氧槍數(shù)量，將下料口向左移，仍采用3個(gè)下料口為宜。3.3測(cè)量口測(cè)量口A公司測(cè)量孔離反應(yīng)區(qū)較近，因反應(yīng)區(qū)反應(yīng)比較劇

15、烈使得測(cè)量桿難于掛渣，且冰銅與渣不能分層無法準(zhǔn)確判斷液面高度。而恒邦公司測(cè)量孔位于渣口一端，距離反應(yīng)區(qū)較遠(yuǎn)，這就使得在測(cè)量時(shí)很容易掛上渣，通過實(shí)踐運(yùn)行發(fā)現(xiàn)效果較好，測(cè)量桿上渣和銅分解線也很清楚，在最大程度上加強(qiáng)了對(duì)熔池液面的掌控，從而更有利于指導(dǎo)生產(chǎn)。3.4傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置A公司底吹爐傳動(dòng)裝置位于爐體一端，離爐體較遠(yuǎn)，而恒邦底吹爐傳動(dòng)裝置因受放銅口位置所限將傳動(dòng)裝置安裝在爐體下部離爐壁較近，且離1#氧槍較近。這就增加了傳動(dòng)裝置的不安全因

16、素，雖然采取了隔熱措施，但減速機(jī)外殼仍有70℃左右，存在氧槍、爐體燒穿熔體露出燒毀傳動(dòng)裝置的可能，若爐體處在生產(chǎn)位置，后果將不堪設(shè)想。3.5放銅口放銅口A公司放銅口位于爐體一側(cè)呈28，放銅口位置比較容易操作。恒邦公司底吹爐放銅口位于放渣口另一端呈0，因此需增加溜槽，但每次放完銅溜槽都需人工進(jìn)行清理這就增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，但在實(shí)際生產(chǎn)中并沒有出現(xiàn)渣和銅分離不佳的情況。3.6空氧支管閥門空氧支管閥門實(shí)踐發(fā)現(xiàn)通過控制支管閥門維持單支氧槍合適

17、的氧濃，對(duì)抑制蘑菇頭的生成以及延長(zhǎng)氧槍和氧槍磚的使用壽命特別重要。特別是在更換其中幾支氧槍后，由于是新槍流量相對(duì)偏大，將導(dǎo)致幾支氧槍流量失衡，這就要通過調(diào)節(jié)支管閥門進(jìn)行控制空氣和氧氣量，將支管調(diào)整到合適的氧濃。兩公司設(shè)計(jì)的空氧支管閥門都為手動(dòng)閥門，人工操作不易控制好流量，且萬一閥門關(guān)小將導(dǎo)致灌槍，建議將支管閥門改成氣動(dòng)閥門在電腦上操作，這樣便可能更好地控制單支氧槍的氧濃。3.7放渣口高度放渣口高度兩公司底吹爐放渣口高度設(shè)計(jì)均為1100m