[发明专利]一种粗铜火法连续精炼工艺

说明书

本发明提供一种粗铜火法连续精炼工艺，包括：将粗铜加入到加料氧化区内，熔融得到铜液；向铜液中通入氧化气体，使铜液中杂质元素氧化生成氧化精炼渣，氧化精炼渣定期排出；氧化后的铜液流入还原区内；在所述还原区内加入还原剂，使氧化后的铜液进行还原反应；以及使还原后的铜液流入浇铸区内，其中，所述加料氧化区、所述还原区和所述浇铸区由隔墙隔开但底部相互连通并在同一炉体内。本发明的粗铜火法连续精炼工艺具有能耗低、环境友好、自动化水平高、生产效率高等优点，可实现粗铜连续进料、阳极铜连续浇铸，运行时氧化、还原过程同时进行，可缩短作业时间，提高设备利用率，同时烟气量和烟气成分稳定，可集中处理并回收余热。

技术领域

本发明涉及有色金属冶金技术领域，特别涉及一种粗铜火法连续精炼工艺。

背景技术

铜的火法冶金工艺一般包括铜精矿熔炼、铜锍吹炼和粗铜精炼三个步骤。铜锍吹炼产出的粗铜一般含铜98.5～99.5％，其余杂质元素有硫、氧、铁、砷、锑、锌、锡、铅、铋、镍、钴等，通常还含有硒、碲、金和银等稀散金属和贵金属。杂质元素会对铜的导电性和机械性能产生不良影响，而稀散金属和贵金属等有价元素则需要综合回收，提高资源利用率。粗铜火法精炼的目的一方面是尽可能地去除杂质元素，以减少杂质元素对电解精炼的影响；另一方面要浇铸出板面平整光滑、厚薄均匀，无飞边毛刺，悬吊垂直度好的阳极板，以满足电解精炼的工艺要求。

粗铜火法精炼主要包括氧化和还原两个过程。氧化阶段是在高温下，将氧化剂送入熔融粗铜中，熔体中的Cu首先氧化成Cu₂O，Cu₂O再与其它金属杂质元素作用使其氧化，生成的金属氧化物在铜水中溶解度很小，且比重较轻，可以迅速浮出液面形成炉渣并排出。氧化完成后，铜液中含有0.5～1.5％的氧，在凝固时会以Cu₂O形态析出，分布于Cu的晶界上，给电解精炼造成危害，需进行还原脱氧。还原阶段是在高温下，将还原剂送入铜液中，还原剂与熔体中的Cu₂O反应脱氧，当铜液中含氧降至0.1～0.2％后，即可进行浇铸。

目前在国内外普遍采用反射炉、回转式精炼炉和倾动炉进行粗铜火法精炼。其中，反射炉自动化程度低、人工插管氧化还原劳动强度大、烟气泄漏多导致作业环境差、能耗高、生产效率低下；回转式精炼炉有较高的自动化水平，处理能力大，生产效率较高，但由于其熔池深，受热面积小，化料慢，而不适于处理冷料，且转炉控制系统复杂；倾动炉结合了反射炉和回转式精炼炉的特点，但是炉体形状特殊、结构复杂、投资高，而且操作时炉体倾转，对炉顶、炉墙的稳定性都有较大影响。更为重要的是，这三种广泛应用的粗铜火法精炼工艺具有共同的缺点，就是周期性作业，精炼过程分为加料熔化期、氧化扒渣期、还原期和浇铸期四个周期。采用周期性作业时，氧化期烟气含SO₂浓度高需要单独处理，还原期烟气含CO浓度高需要二次燃烧，四个周期的烟气量波动大，无法集中处理，后续烟气处理系统复杂，且烟气带走的热量无法回收。同时，周期性作业导致每炉作业时间长，燃料消耗量大，浇铸装置设备利用率低，影响生产效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种可实现粗铜连续进料、阳极铜连续浇铸并可将烟气集中处理的粗铜火法连续精炼工艺。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种粗铜火法连续精炼工艺，包括以下步骤：

将粗铜加入到加料氧化区内，熔融得到铜液；

向铜液中通入氧化气体，使铜液中杂质元素氧化生成氧化精炼渣；

排出所述氧化精炼渣，并使氧化后的铜液流入还原区内；

在所述还原区内加入还原剂，使氧化后的铜液进行还原反应；以及

使还原后的铜液流入浇铸区内，

其中，所述加料氧化区、所述还原区和所述浇铸区隔墙隔开，但底部相互连通并在同一炉体内。