[发明专利]一种低品位铜冶炼优质阳极板的节能方法

说明书

技术领域

本发明涉及铜加工技术领域，是一种低品位铜冶炼优质阳极板的节能方法。

背景技术

近二十多年以来，铜加工在我国每年以两位数的速度增长，铜加工产品在我国国民经济及高技术领域发挥越来越重要的作用。但我国铜加工行业发展存在高纯度铜原材料短缺的瓶颈制约，从大量的废杂铜中冶炼出合格的高纯度的阳极板成为攻克发展瓶颈的关键。现有的冶炼阳极板的主要设备为反射炉，但反射炉出口的烟尘温度在1200℃左右，反射炉熔炼阳极板的能源40％以上浪费在高温烟尘中。理论上，竖炉和反射炉结合，竖炉负责铜原料的熔化、反射炉负责铜熔液的氧化过程、还原过程，为此在这一方面提出了不少专利申请，现有的专利申请基本上为设备的组成构想，这样一种冶炼低品位铜原料的装备似乎是可行的。然而几年过去了，到目前为止在铜加工材行业竖炉和反射炉结合还只能够冶炼纯度极高达99.90％及以上的电解残极，将其冶炼成阳极板，如发明专利“电解残极火法再生新工艺”，公开号CN101654792A，公开日2010年2月24日；在铜加工材行业还没能采用竖炉和反射炉结合的装备冶炼废杂铜，现有的废杂铜仍然只能采用能源浪费非常严重的反射炉在冶炼。

之所以研发适用于废杂铜原料的节能冶炼方法非常困难，是因为该项研发需要投入大量的资金，建设一套竖炉加反射炉的试验装备系统要花几百万元，竖炉加反射炉装备系统试验一次光原材料要花200万元左右。

从2011年起，我国铜加工材行业集中了产学研的力量开展了研发攻关，在科技部的资助下，发明人开展了研发低品位废杂铜短流程连续冶炼生产工艺、关键装备，项目的研发指标低品位铜明确为低于94％的废杂铜。

因此，相对于现有反射炉冶炼废杂铜的铜加工材技术背景，攻克我国铜加工材发展的高纯度铜原材料短缺的瓶颈，具有重要的意义，其一研发竖炉结合反射炉装备将铜含量降低至60％的低品位铜原料冶炼成高纯度阳极板的节能技术，是非常必要的，也是具有挑战性难度的，低品位铜原料如紫杂铜、废杂铜、废杂铜冶炼的次粗铜、铜锍冶炼的粗铜等；其二，冶炼纯度更高的阳极板，降低电解阳极板的成本和提高效率，也是非常必要的；其三竖炉具有非常高的熔炼效率，应该研发技术充分发挥其特长和优势。

发明内容

本发明的目的是针对现有的含竖炉的装备无法正常冶炼低品位铜原料的实际情况，发明一种方法使铜含量在60wt％及以上的低品位铜原料能够采用含竖炉的装备正常冶炼，而且冶炼出高纯度的阳极板，提高冶炼高纯度阳极板的生产能力，缓解我国铜加工发展的瓶颈。

本发明一种低品位铜冶炼优质阳极板的节能方法，冶炼装备包括一台竖炉、至少两台中间包、中间包保温套、至少两台氧化炉、至少两台还原炉、一套烟尘综合处理系统，其特征是：

低品位铜原料中总的铜含量60wt％及以上，低品位铜为下列原料的至少一种：紫杂铜、废杂铜、由废杂铜冶炼的次粗铜、由铜锍冶炼的粗铜；竖炉连续熔化低品位铜，中间包收集低品位铜熔液至额定容量，然后暂停竖炉的熔化，打开中间包保温套，分离中间包与竖炉底部，移动中间包到氧化炉旁，扒渣，并将中间包中的铜熔液倒入氧化炉，清理中间包底部的渣；铜熔液在氧化炉中完成氧化过程，然后通过氧化炉预留的排铜口、加盖保温溜槽将铜熔液转运至还原炉，在还原炉中完成还原过程，之后保温并浇铸出优质阳极板；同时，在该中间包与竖炉分离后，将另一中间包与竖炉底部接合，在中间包外合上中间包保温套，重新竖炉的熔化；低品位铜原料连续冶炼成铜含量大于99.10wt％优质阳极板；

控制竖炉的燃气为还原性、还原炉燃气为还原性、氧化炉的燃气为氧化性，竖炉烟尘通过其保温管道、高温鼓风机分别进入还原炉；还原炉烟尘分别通过其保温管道、高温鼓风机部分进入竖炉底部、部分进入与之配套的氧化炉；氧化炉烟尘通过其保温管道、进入烟尘主管道、烟尘综合处理系统后达标排放；该烟尘主管道外焊气管，气管外装有良好的保温材料，至少两种气管利用该烟尘主管道内流过的高温烟尘分别对空气、空分的氮气进行加热，预热空气通过控制分配给竖炉燃烧器助燃、氧化炉燃烧器助燃、还原炉燃烧器助燃，预热氮气通过安全电磁阀通入正在还原过程的还原炉内的气体匀喷器，均匀进入铜熔液池，加快铜熔液的还原；含空分氧气的富氧气体通过安全电磁阀通入正在氧化过程的氧化炉内的气体匀喷器，均匀进入铜熔液池，加快低品位铜熔液的氧化过程；