熔池熔炼精要.ppt

* * 密闭鼓风炉熔炼 鼓风炉熔炼法炼铜是一种历史悠久的冶炼方法。这种方法对炉料适应性强，床能率高，所以曾经长期成为世界上的一种重要炼铜方法。传统的鼓风炉炉顶是敞开式的，只能处理块状物料，所产烟气SO2浓度很低(约0.5％)，难以回收，造成烟害。上世纪50年代出现了密闭鼓风炉，近15年来又出现了富氧密闭鼓风炉。从而克服了上述缺点。密闭鼓风炉的炉料包括混捏铜精矿、熔剂和固体转炉渣。块料的容积比应在50％左右。 炉料和燃料从炉子上部加料斗分批加入，空气或富氧空气从炉子下部两侧风口鼓入。产出的熔体进入本床，通过咽喉口流入设于炉外的前床内进行冰铜与炉渣的澄清分离。炉气和炉料呈逆流运动，所以热交换好，热的直接利用率高达70％以上。焦点区的温度可达1573K以上，其值取决于炉渣的熔点。 图2-15 密闭鼓风炉中炉料和炉气分布示意图 图2-16 密闭鼓风炉的构造 1－水套梁；2－顶水套；3－加料斗；4－端水套；5－风口；6－侧水套； 7－山型；8－烟道；9－咽喉口；10－风管 表2-5 铜精矿密闭鼓风炉熔炼的技术经济指标 为什么密闭鼓风炉的床能率和冰铜品位低？ 炉料刚离开加料斗的下口时，块料自然向两侧滚动，而混捏精矿和少量块料在炉子中央形成料柱。这就形成了炉子两侧以块料和焦炭为主并夹有少量精矿，而炉子中央则以混捏精矿为主。这样一来，虽然利用了料柱压力和两侧透气性好带来的高温作用，为鼓风炉内直接熔炼铜精矿创造了有利条件，但由于炉料的偏析和炉气分布不均匀，从而破坏了炉气与炉料间、炉料相互间的良好接触，妨碍了多相反应的迅速进行，不利于硫化物的氧化和造渣反应。这是密闭鼓风炉的床能率和冰铜品位低的根本原因。 熔池熔炼 (1) 反射炉熔炼 图1 造锍熔炼反射炉 反射炉熔炼与鼓风炉熔炼相比有：可以连续生产和一个炉内澄清分离的优点。但有一些致命的缺点：1) 熔炼过程热效率低，大量的热量被烟气带走和被炉体散失；2) 反射炉内氧位较低，因此脱硫率仅为25％，FeS几乎全部进入冰铜中，故冰铜品位低；3) 烟气中SO2含量较低(0.5~2.0%)，难以利用。 近年来的改进措施： 1) 改生精矿熔炼为焙烧矿熔炼，降低燃料消耗，提高硫回收率；2) 采用预热空气或富氧空气，提高床能率，提高烟气中的SO2含量，降低能耗；3) 强化熔炼过程的气－固反应和气－液反应。比如向熔池内鼓风加强气－液反应。 氧气喷撒熔炼炉示意图 (2) 诺兰达法熔炼 诺兰达法是加拿大诺兰达矿业公司发明的一种熔池熔炼法，1973年在加拿大Noranda Horne炼铜厂投入工业生产。诺兰达炉是水平式圆筒反应器，类似转炉，可以转动480。熔炼过程中温度维持在1473K左右。诺兰达炉的特点是采用低SiO2炉渣。这是为了减少渣量，有利于下一步炉渣的处理。虽然渣中Fe3O4的质量分数高达25～30％，但由于熔体的强烈搅动，故仍能顺利操作。 诺兰达炉简图 Noranda Process Reactor Outline 图2-20 诺兰达炼铜法工艺流程 37 3 22 4.312 98 7.5 50 10 5 98 0.4 95 0.6 100 500 一级品 25 3 22 3.528 99.9 100000 8.5 50 10 8 98 0.34 97(不含转炉) 0.69 100 400 一级品 开风口量/个 燃料率/% 余热锅炉产蒸汽/(t·h-1) 蒸汽压力/MPa 电收尘收尘效率/% 进硫酸车间烟量/(m3·h-1) 进硫酸车间烟气中ψ(SO2)/% 烟罩漏风率/% 锅炉漏风率/% 电收尘漏风率/% 冶炼加收率/% 渣选矿尾矿中ω(Cu)/% 诺兰达炉硫实收率/% 每吨粗铜综合耗标煤/t 精矿消耗氧气/(万m3·t-1) 制酸尾气中ψ(SO2)/(×10-6) 硫酸质量 62.5 6.7 1.6 1.76 3.56 2.8578 6961 39.4 8000 300 8805 73 5.4 1.8 4987.3 16 3 72.73 5.98 1.734 1.438 0.707 3.0~3.12 7000~7150 40.27 3000 300 3000~3600 69.84 5.76 1.7 5000 17 3 混合干精矿/(t·h-1) 高硫干精矿/(t·h-1) 石英石/(t·h-1) 石油焦/(t·h-1) 返料/(t·h-1) 风口鼓空气量/(万m3·h-1) 风口鼓氧量/(m3·h-1) 风口ψ(O2)/% 加料口鼓空气量/(m3·h-1) 烧嘴烧油量/(Kg·h-1) 烧嘴鼓空气量/(m3·h-1) 冰铜中ω(Cu)/% 渣中ω(Cu)/% 渣铁硅比 计算出炉烟量/(m3·h-1) 计算出炉烟气