[发明专利]铜精矿闪速-熔池复合熔炼工艺及实施该工艺的奥托昆普闪速炉

说明书

技术领域

本发明涉及铜精矿冶炼领域，具体涉及一种铜精矿闪速-熔池复合熔炼工艺及实施该工艺的奥托昆普闪速炉。

背景技术

硫化铜精矿冶炼工艺包括闪速熔炼和熔池熔炼，闪速熔炼主要有奥托昆普闪速熔炼和因柯闪速熔炼工艺，熔池熔炼包括富氧底吹工艺、富氧侧吹、富氧顶吹、浸没顶吹法。奥托昆普闪速炉由反应塔、沉淀池、上升上升烟道三部分组成，铜精矿由反应塔顶部的精矿喷嘴喷入，在反应塔中完成氧化反应过程和部分冰铜、炉渣的生成过程，在沉淀池中完成冰铜、炉渣的生成过程，并进行澄清分离。目前，闪速炉的年铜精矿处理量达到了160万吨，进一步提高产能已经受到精矿计量加料系统、精矿喷嘴、反应塔热负荷等能力的限制。

奥托昆普闪速炉内的沉淀池面积很大，冰铜和炉渣的生成过程在很短的时间内即可完成，冰铜和炉渣在沉淀池内的澄清分离也可在较短的时间内完成，达到较低的渣含铜，同时，还可通过向沉淀池内加入还原剂还原和搅拌进一步降低渣含铜。沉淀池虽然面积很大，但冶炼过程中沉淀池的使用强度很低，炉床面积没有得到充分的利用，如果能够利用沉淀池进行熔池熔炼，则在闪速炉生产能力、降低炉渣含铜等方面将有显著的提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种铜精矿闪速-熔池复合熔炼工艺，其可有效的提高奥托昆普闪速炉对铜精矿的处理量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铜精矿闪速-熔池复合熔炼工艺，该工艺在奥托昆普闪速炉中完成，具体包括以下步骤：

S1:将闪速熔炼原料在反应塔内进行闪速熔炼，闪速熔炼得到的冰铜、炉渣进入沉淀池内；

S2:向沉淀池内加入熔池熔炼原料进行熔池熔炼，熔池熔炼结束后分别将冰铜和炉渣从冰铜口和渣口排出；

闪速熔炼原料由干燥铜精矿、石英砂、返尘、富氧空气和天然气构成；熔池熔炼原料由干燥铜精矿、返尘、石英砂和煤构成。

本发明采用的上述方案中，主要是对奥托昆普闪速炉中的沉淀池进行利用，将沉淀池作为熔池熔炼的场所，向沉淀池内喷入熔池熔炼原料进行熔炼，提高奥托昆普闪速炉对铜精矿处理量，解决因受到精矿计量加料系统、精矿喷嘴、反应塔热负荷等能力限制而无法提高奥托昆普闪速炉处理量的难点。例如，以前单纯由反应塔进料进行闪速熔炼的奥托昆普闪速炉的年处理量为200t，该采用本发明工艺实施后，可在沉淀池另外年投加100t的精铜矿，也即是说，采用本发明改进后的工艺进行实施，奥托昆普闪速炉的年处理量可达300t，精铜矿的年处理量提高50%，因此，可显著提高铜精矿冶炼的经济效益。

在本发明中，奥托昆普闪速炉中闪速熔炼原料和熔池熔炼原料的组成和投加可分别参照传统闪速熔炼和熔池熔炼中的各原料投加进行给取。

另外，奥托昆普闪速炉反应塔中闪速熔炼的反应程度和熔化程度是不均匀的，落入沉淀池的反应产物中含有大量的Fe₃O₄和未反应完全的硫化物，以及少量的生料，在沉淀池中这些反应产物混合后发生交互反应，大部分Fe₃O₄被未反应完全的硫化物和生料还原，并与石英熔剂造渣，放热并释放SO₂气体；还有部分未被还原的Fe₃O₄和Cu₂O，需要后续加入铁块进行还原并造渣，从而实现降低渣含铜和Fe₃O₄含量。

而在本发明中，通过空气或富氧空气向沉淀池内喷入熔池熔炼原料，通过高速的空气或富氧空气将熔体激烈的搅动，使反应塔的产物更好地进行热传递，使得从反应塔落下的Fe₃O₄和未反应完全的硫化物充分地接触反应，加速氧化还原过程；同时，熔体的搅动将熔池熔炼原料卷入沉淀池内熔体中，为熔池熔炼提供熔炼环境和场所，使得熔池熔炼原料快速进行熔池熔炼。熔池熔炼原料中的煤既作为燃料，补充铜精矿反应的热量，又作为还原剂，还原Fe₃O₄和Cu₂O，改善渣的流动性，加速与冰铜的澄清分离，降低渣含铜。从而解决在反应塔反应状况不正常时，过量的Fe₃O₄和生料将造成反应塔下方生料堆的出现，或者炉渣含Fe₃O₄过高而流动性差、冰铜-炉渣无法澄清分离等难题。

本发明优选按照如下操作进行具体实施，以取得更佳的效果：