[发明专利]一种吹炼炉富氧吹炼铜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铜冶炼技术，具体的说是一种澳斯麦特吹炼炉富氧条件下的工艺操作和控制的方法。

背景技术

目前，粗铜生产工艺在吹炼阶段主要采用PS转炉吹炼技术，该技术的最大特点是在一个转动的炉体内完成整个吹炼过程，吹炼一周期造渣反应，造渣结束后把炉渣排净，进入二周期吹炼，二周期脱硫反应，最终生产含铜98.6％以上的合格粗铜，PS转炉为周期性作业，在铜锍与吹炼产物的转运过程中，造成大量的热能损失和低空污染，烟气量和烟气成分波动大，硫酸生产控制困难，硫的回收率不高。

澳斯麦特双炉操作系统生产粗铜，其熔炼和吹炼过程均采用澳斯麦特喷枪顶吹技术。澳斯麦特吹炼技术完全不同于PS转炉吹炼技术，澳斯麦特吹炼炉为一个内衬耐火材料的圆柱体，热冰铜通过溜槽从炉子下部的入口堰进入吹炼炉，冷冰铜、熔剂和还原剂通过皮带从炉顶加料口进入吹炼炉，澳斯麦特喷枪从炉顶喷枪口垂直插入炉内熔池的渣层，将吹炼反应需要的空气鼓入熔池，整个吹炼过程需要在厚厚的渣层条件下进行，在1200～1300℃高温熔池内，喷枪风先氧化渣层，同时在喷枪强烈搅拌条件下，过氧化的渣层与冰铜进行氧的交换，完成吹炼过程的氧化反应。澳斯麦特双炉操作系统生产粗铜具有：

1、澳斯麦特吹炼炉优点

澳斯麦特吹炼炉铜锍与吹炼产物通过溜槽转运，减少了低空污染，硫的捕集率达到98.5％以上，体现了比传统PS转炉更好的环保优势。

2、澳斯麦特吹炼炉缺点

(1)、吹炼炉操作具有较大的安全隐患，吹炼状态下的氧化反应通过炉渣的传递完成，喷枪风直接作用在渣层，泡沫渣风险大。

澳斯麦特吹炼炉所有氧的反应通过炉渣的传递完成，当炉渣Fe/SiO₂发生严重改变或炉渣Fe₃O₄含量超过20％时，炉渣的熔点会升高，粘度加大，当炉温低于目标值时炉渣的粘度也会加大，炉渣的粘度大导致鼓入渣层的气体会因为不能摆脱炉渣束缚而使炉渣泡沫化，泡沫化的炉渣会导致严重的安全生产事故，而富氧的使用会导致炉渣泡沫化更为严重。由于以上原因的存在，澳斯麦特吹炼炉在最初设计时为了工艺安全考虑只采用空气吹炼，同时对空气吹炼条件下的渣层厚度和风量控制有严格要求。

(2)、产能低，不适合大规模的工业化生产需要。

澳斯麦特工艺后其熔炼炉体现了很好的适应性和扩展性，很快在国内得以推广，而吹炼炉虽然有一定环保优势，但由于存在泡沫渣导致的工艺安全问题和产能制约问题，没有在同行得到认可。澳斯麦特吹炼炉前几年中，重大泡沫渣事故发生频率在3个月每次，而3.5万吨设计产能在2002年底才达产，并且再一步扩大产能难度很大。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有澳斯麦特吹炼技术所存在的不足，可以解决该技术所存在的问题，提供一种提高生产率，改善操作条件，安全可靠的吹炼炉富氧吹炼铜技术。

本发明为实现以上目的所采用的技术方案是：

一种吹炼炉富氧吹炼铜的方法，采用一个内衬耐火材料的圆柱体的吹炼炉，热冰铜通过溜槽从炉子下部的入口堰进入吹炼炉，冷冰铜、熔剂和还原剂通过皮带从炉顶加料口进入吹炼炉，喷枪从炉顶喷枪口垂直插入炉内熔池的渣层，将吹炼反应需要的空气鼓入熔池，整个吹炼过程需要在厚厚的渣层条件下进行，在1200～1300℃高温熔池内，喷枪风先氧化渣层，同时在喷枪强烈搅拌条件下，空气与炉内的冰铜发生氧化反应，冰铜里的硫与氧反应生成二氧化硫进入烟气处理系统，冰铜里的铁氧化后与熔剂造渣，从而铜被提纯；其特征在于：所述的吹炼反应需要的空气是将纯氧气混合到喷枪的空气输送管道，并使氧含量控制在21～35％，并制定有富氧吹炼工艺要求和操作步骤。所述的富氧吹炼工艺要求为：

(1)富氧吹炼的条件：当氧气压力大于内层风压力时，枪位在吹炼位置允许采用富氧，内层风压力大于氧气压力，停止富氧操作，进行空气吹炼；

(2)炉温控制：加入富氧吹炼后，由于熔池反应速度加快，为了控制炉温通过降低还原煤或二周期加少量冷冰铜料速控制炉温；

(3)控制粗铜的质量：待二氧化硫SO₂浓度逐步下降，粗铜吹炼快结束时停加冷冰铜；

(4)采用边加冷料边吹炼和一周期采用富氧，二周期后期停止富氧的操作方式，控制降低泡沫渣的风险。

所述的在富氧吹炼工艺要求条件下的工艺控制参数及操作步骤：