[发明专利]连续熔炼铜的设备

说明书

本发明涉及用熔炼硫化铜精矿砂来提取铜的设备。

如图1及2所示，目前公知的熔炼铜设备均由多个熔炼炉组成。此类设备包括：以向内供富氧空气、氧化熔化铜精矿砂、并在其内形成冰铜M与炉渣S的熔炼炉1;将冰铜M与炉渣S分开的分离炉2;把分离的冰铜氧化、形成粗铜C与熔渣S的转换装置即吹炼炉3，以及将粗铜C精炼成较高纯度铜的阳极炉。熔炉1与吹转炉在其顶部均有一个套管式吹管5，吹管从炉顶插入，其连结方式可使其相对炉顶作垂直移动。精铜矿砂，富氧空气、助熔剂等通过吹管5输入各炉中。分离炉2是配有电极6的电炉。

如图1所示，熔炉1、分离炉2及吹炼炉3以递降顺序布置在不同的高度上，并以铜液流槽7A及7B将之顺序相连。熔液在重力作用下顺这些流槽下流。

由吹转炉3连续生产出的粗铜C临时贮存于保温炉8中，然后装入铜水包9，通过吊车10将铜水包9送向阳极炉4，并通过阳极炉顶壁上的浇口注入炉内。

因此，到吹炼炉3为止的熔炼工艺是连续进行的，但阳极炉4却是间断作业的。这是由于铜的质量即其最终成份需在这里加以控制的缘故。保温炉8的作用就是对熔炼工艺中的这种差别加以协调。

在图2中，标号L所示的是铜水包9从保温炉送往阳极炉的移动轨迹的一个实例。在阳极炉中，杂质被氧化并从粗铜C中除去，而在氧化过程中产生的氧化铜则还原成较高质量的铜。最终将得到的成品铜铸成阳极板后经电解提纯到更高的纯度。

在上述的熔炼设备中，虽然直到吹炼炉3的操作均是连续进行的，但在阳极炉4中的精炼工艺是间断进行的。所以由吹炼炉生产的粗铜C必须暂时存贮在保温炉8中。这样，就需要有保温炉装置。并且，还需要将粗铜液C从保温炉送往阳极炉的铜水包9、吊车等设备。而且为了使粗铜C在熔炼过程中有足够高的温度，还需耗费大量的能。结果是使熔炼装置的成本提高，而且也使缩减熔炼装置安装面积的可能性减小。

此外，粗铜液流入或流出铜水包时，因均从较高位置上落下而产生较强的空气流。这会使空气流中含有二氧化硫的气态生成物以及由于机械撞击、空气突然膨胀等诸因素产生的金属雾，这会对环境造成有害的影响。所以还需要有在大面积范围内有效的烟雾、尘埃收集装置。

因此，本发明的基本目的和特征是提供一种新颖的铜连续熔炼设备，它在吹炼炉与阳极炉间无需设置保温炉;直至阳极炉进行的精炼工艺均可以非常有效的连续方式来实施。

本发明的另一个目的和特征是提供具有一种为无保温炉的熔炼系统特别设计的改进了的阳极炉的铜连续熔炼设备。

本发明的进一步的目的和特征是提供一种具有以最佳方式排列从而显著地减小设备总面积的一组阳极炉的铜连续熔炼设备。

根据本发明的精神提供的铜连续熔炼设备包括：一个对铜精矿砂熔化、氧化而产生冰铜M和熔渣混合物的熔炼炉;一个将冰铜与熔渣分开的分离炉3;一个将与熔渣分离的冰铜氧化而生产粗铜的吹炼炉;依次连结熔炉、分离炉及吹炼炉的熔液流槽装置;一组将吹炼炉生产的粗铜精炼成更高质量铜的阳极炉;以及连结吹炼炉与阳极炉组的铜液流槽装置。

粗铜流槽装置可以有一个主流槽，在其一端与吹炼炉相连，在其另一端有多个分支，每个分支的一端均与主流槽连结，另一端则分别与一个阳极炉连接。一个选择装置也可与粗铜流槽连接，以便有选择地将主流槽与一个分支构通。

根据本发明的另一方面，上述的铜连续设备的特征在于，每个阳极炉的壳体部份均具有一个沿壳体周向延伸的长形开口，粗铜流槽装置在此开口处有一个端部。

根据本发明的又一个方面，一组阳极炉彼此平行布置，每个阳极炉的一端朝向吹炼炉，相邻阳极炉的壳体部份相对设置。

下面介绍附图。

图1是传统的铜熔炼装置的图解剖面图。

图2是图1所示设备的图解平面图。

图3是本发明的铜连续熔炼设备平面图。

图4是图3所示设备的阳极炉放大平面图。

图5是图4所示阳极炉的放大的侧视图。

图6是图4所示阳极炉沿Ⅵ-Ⅵ线的截面图。

图7是图4所示阳极炉沿Ⅶ-Ⅶ线的截面图。

图8是图4所示阳极炉部份的局部剖视图。

图9是沿图8Ⅸ-Ⅸ线的阳极炉截面图。

图10-12是相应于在粗铜接收工步，氧化工步与还原工步转动后的阳极炉的截面图。

图13是可用于图3所示设备的选择机构立体图。

图14是图13所示机构的局部剖视图。

图15至17是图3所示设备的工艺流程示意图。

图18是粗铜流槽装置连结阳极炉、吹炼炉的布置实例平面图。

图19是对阳极炉及其液流通道优于图18的更佳的一个平面布置图。