[发明专利]富邦富氧侧吹熔池炼铜炉及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色冶金技术领域的工艺设备与方法，特别涉及一种用于从铜精矿中提取金属铜的熔炼装置与方法。

背景技术

在当今的金属铜火法冶炼工艺中，熔池熔炼以其原料适应性强、生产效率高、烟尘排放量少、渣中铜残留量低等优势，得到了广泛应用。特别是随着铜矿入炉品位的逐渐降低、伴生矿多、杂质含量高、铜矿原料不断贫化现状的加剧，今后熔池熔炼的优势还将进一步得到显现。

上世纪70年代，熔池熔炼开始大规模应用于铜冶炼工业生产，其中1976年瓦纽科夫熔炼炉在诺里尔斯克投入生产，1978年艾萨熔炼炉投入工业试运行，并将氧气底吹熔炼法于1981年首先应用于炼铜行业。最近，在瓦纽科夫炉的基础上国内也相继开发出几种新型熔池熔炼炉，但与原有瓦纽科夫炉相比并没有多少变化。

瓦纽科夫炉由炉基础、炉缸以及铜水套组合而成的炉身等构成，铜精矿、熔剂等由设在炉顶的加料口加入炉内，与鼓入炉内的氧气发生一系列化学反应，反应生成的冰铜和炉渣在炉内完成沉降分离，再分别由处于炉体下部两端的渣溢出口和冰铜虹吸口放入各自的保温存储装置内。

瓦纽科夫炉存在的问题是炉渣和液体冰铜分开存储的方式势必造成设备占地面积大、热量损失大，且该冶炼工艺逸散到空气中的SO₂比较多，不仅使得操作环境变得不好，污染企业周边的大气环境，给人和生物的生存带来不利影响，同时烟气中的单体硫数量大，对后续的设备危害也非常严重；另外，火法冶金炼铜所使用的艾萨熔炼炉及氧气底吹炼铜炉等设备由于没有合理的沉降分离空间，其生产产生的炉渣中含铜量偏高，为了回收炉渣中的残留铜，还需要建造和使用比较庞大的渣选矿厂及设备来处理熔炼渣，经济方面不合理。国内新开发的熔池熔炼炉型，虽然均不同程度的对上述不足之处有所改进，但对存在的问题仍然未能得到很好的解决。

发明内容

本发明的目的是针对上述已有设备存在的不足，提供一种操作简单、能耗低、能有效降低渣中含铜、提高烟气中SO₂的浓度且烟气中单体硫含量合格的铜熔池熔炼装置。

为实现上述目的，富邦铜业有限公司的发明人员设计出了一种富邦富氧侧吹熔池炼铜炉，该炼铜炉共分为两个单独炉体，即熔炼炉和保温电炉，二者之间通过冰铜溜槽和渣溜槽连接在一起，形成了一个整体，加料皮带运送炉料至熔炼炉加料口，变压器的输入端同外界电网相连，其输出端通过铜母线和电极相连，电极插入到保温电炉的炉内。

所设计的熔炼炉为竖式熔池熔炼炉，底部为炉基础，其上为耐火砖砌筑而成的炉缸，炉缸底部呈高低形设计，数十块水套组合围成的炉身座于炉缸之上，炉身的前、后端炉墙和左、右侧炉墙均设有冷却水套，水套内为冷却循环水，左、右侧炉墙水套由立铜水套、两层斜铜水套和一层内衬耐火砖的铁水套共四层水套组成，而前、后端炉墙除第四层为内衬耐火砖的铁水套外其余则均由立铜水套构成；第一层左、右侧炉墙的立铜水套上开有一次风口，单独制作的水冷铜水套一次风咀安装在一次风口内，风咀外部和弹子阀连接；第三层斜铜水套上设有二次风口；在炉身前端炉墙的第四层铁水套上设有熔体加入口，用于开炉时将在保温电炉中事先熔化的炉料由此加入口加到熔炼炉内；内衬耐火捣打料的铁水套覆盖在炉身之上构成炉顶，炉顶设有加料口、水冷上升烟道以及三次风口；炉身下部的熔炼室前端设有盛装炉内连续放渣及冰铜的渣室，渣室通过熔炼炉炉底涵道与熔炼室相连通，在渣室高度中上部设有出渣口，出渣口同熔炼渣溜槽相通，反应生成的熔炼渣自出渣口溢流后排放到熔炼渣溜槽内；在渣室正对炉缸的炉底处还砌有冰铜虹吸口，冰铜虹吸口穿过炉墙同冰铜溜槽相通，此种结构使得出冰铜口和出渣口均处于熔炼炉炉体的同一端面；为保证熔体温度，渣室的顶端安有燃烧器，为避免炉内液面突然长高而造成大量渣涌出渣室，在渣室右侧墙设有安全口。炉身由钢立柱支撑，钢立柱与炉身之间由带螺杆组件的调节杆连接，能对熔炼炉起到很好的固定和调整作用。

本发明所设计的保温电炉，底部为电炉基础，其上为电炉炉体，电炉炉体的炉墙内部由耐火砖砌筑而成，外部由钢结构包覆，其间铺设铜冷却水管；电炉炉体设有放冰铜口和放渣口，其中放冰铜口位置在贴近电炉炉体的底部，放渣口位置在电炉炉体中间合适高度，上部覆盖为捣打料砸制的电炉炉顶，电炉炉顶设有电极插入口、上升烟道、冰铜加入口、熔炼渣加入口，其中熔炼渣加入口和熔炼渣溜槽相通，冰铜加入口和冰铜溜槽相通；通过铜母线与变压器直接相连的电极直接插入到电极插入口内，以高温电弧的形式向保温电炉供给热能。

使用上述设备，在操作方法方面和普通熔炼炉相比进行了相应改进，其中主要包括：