巴基斯坦山达克铜金工程冶炼厂转炉吹炼原矿的试验.pdf

第5 9 卷第1 期 2 007 年2 月 有色金 属 N o n f e r r o u sM e t a l s V 0 1 ．5 9 ．N O ．1 F e b r u a r y 2007 巴基斯坦山达克铜金工程冶炼厂 转炉吹炼原矿的试验 王成国 大冶有色金属有限责任公司冶炼厂，湖北黄石4 3 5 0 0 5 摘 要介绍巴基斯坦山达克铜金工程冶炼厂反射炉熔炼及P ．S 转炉吹炼工艺过程，重点介绍了转炉吹炼原矿的试验过程 及实际效果。结果表明在转炉吹炼原矿是可行的，但在进转炉前必须对原矿进行分选，进转炉的块矿粒度必须大于2 5 m m ，要求 原矿含铜品位必须大于1 0 ％，含硫品位必须小于3 5 ％。在主要工艺指标上，每吹炼1 包原矿 8 ～1 0 t 增加吹炼时间3 0 ～4 5 m i n ，多 产粗铜0 ．8 ～1 ．0 t ，此外其他工艺指标基本无变化。2 0 0 4 年和2 0 0 5 年分别处理原矿1 0 6 5 t 和2 1 0 0 t 。 关键词冶金技术；原矿；转炉；铜 一 中图分类号T F S I I ；T F 8 0 6 ．2 6 文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 7 0 1 0 0 8 8 0 3 巴基斯坦山达克铜金工程冶炼厂于1 9 9 5 年建 成投产，当年只生产3 个月，后由于种种原因停产至 2 0 0 3 年，自2 0 0 3 年才逐渐正常运行。当时，由于巴 国仅有山达克铜金工程这一家铜采、选、冶企业，在 铜资源的开发及利用上较滞后。该国铜资源较丰 富，虽然不能科学地勘探与计算出铜的储量，但在当 地发现了很多含铜1 0 ％以上，甚至达6 5 ％的原生铜 矿。基于此，当时租赁山达克铜金工程的中国冶金 建设集团总公司下属的M R D L 公司决定回收利用 当地农民挖掘的含铜1 0 ％以上的原矿。为了节约 成本，由冶炼系统直接回收利用。冶炼厂根据原矿 的成分，研究决定将原矿直接加入转炉进行吹炼回 收，并在2 0 0 4 年4 ～5 月组织了3 次转炉吹炼原矿 的试验。 1山达克冶炼厂工艺概况 巴基斯坦山达克铜金工程冶炼厂的主工艺流程 为自产铜精矿及熔剂一配料一反射炉熔炼一转炉吹 炼一粗铜园盘浇铸[ 1 ] 1 。主要设备规格为1 台 1 4 0 m 2 反射炉[ 2 I 、2 台3 0 t 卧式转炉、1 台2 0 t 余热 锅炉[ 3 | 、2 台3 0m 2 电收尘器⋯4 、2 台3 2 t 吊车、2 台 1 6 0 0 K w 高压风机、1 台圆盘浇铸机 液压传动 b 1 等。主要工艺技术指标为设计年产含铜9 8 ．5 ％的 粗铜2 0 0 0 0 t ，日产粗铜6 2 ．0 9 t ，吨铜耗石英石1 ．3 t 、 石灰石0 ．3 6 t 、重油7 8 0 k g 、水1 4 ．7 t 、电1 2 7 0 k W h 、 收稿日期2 0 0 6 1 1 一0 3 作者简介王成国 1 9 6 8 一 ，男，湖北蕲春县人，高级工程师 主要从事铜冶炼工艺技术等方面的研究。 耐火材料4 7 k g 。实际生产情况为2 0 0 3 ～2 0 0 5 年产 量分别为5 9 0 0 ，1 3 1 0 0 ，1 8 6 0 0 t ，至2 0 0 5 年各项工艺 技术指标均超过设计指标1 0 ％以上，其中2 0 0 5 年 平均日产粗铜达7 5 ．4 7 t ，超设计2 1 ．5 5 ％。 山达克冶炼厂反射炉主要工艺指标[ 6 ] 为日处 理炉料 含C u ，F e ，S ，H E O 分别为2 1 ．5 ％，2 7 ％ ，2 8 ％，7 ．5 ％ 3 3 0 ～3 6 0 t ，日烧重油4 2 ～4 4 t ， 日产炉渣 含C u ，F e ，S i 0 2 分别为0 ．4 5 ％，3 5 ％， 3 3 ．5 ％ 2 2 0 ～2 4 0 t ，日产冰铜 含C u 3 0 ％，F e ，S 2 4 0 ～2 5 2 t 。 山达克冶炼厂转炉主要工艺指标为处理冰铜 品位3 0 ％，炉处理冰铜量9 包约1 0 8 t ，炉开风时 间1 0 ～1 0 ．5 h ，鼓风量1 8 0 0 02 0 0 0 0 N m 3 ／h ，炉耗冷 料2 ．5 ～3 包约2 0 ～2 4 t ，炉耗石英石2 6 ～3 0 t ，炉产 粗铜量3 0 t ，直收率8 8 ％～9 3 ％。在通常情况下， 冷料为反射炉炉结、渣包壳、铜包壳、浇铸包壳等。 2原矿转炉吹炼的意义及可行性 当时，M R D L 公司决定安排冶炼厂处理原矿的 原因主要基于山达克铜金工程项目设计采、选能力 小于冶炼能力，即采、选生产能力为年产1 5 0 0 0 t 金 属量的铜精矿，冶炼生产能力为年产粗铜2 0 0 0 0 t 。 安排冶炼厂处理原矿既可以缓解采选系统铜精矿供 应不足的压力，延长冶炼生产时间，又可以增加公司 铜产量。同时，在冶炼厂处理原矿的意义重大，不但 可以降低原矿的处理成本，为公司创造更高的经济 效益，还带动了当地经济发展，为当地农民增加就业 机会及经济收入，合理利用当地铜资源。 万方数据 第1 期王成国巴基斯坦山达克铜金工程冶炼厂转炉吹炼原矿的试验8 9 在接受公司下达处理原矿的任务后，冶炼厂组 织工程技术人员经过多次讨论，最后决定选择在转 炉吹炼原矿比较合理，主要理由是通过对原矿化学 成分分析，除硫含量较高外，其他成分与转炉冷料成 分相似，而且原矿也呈块状，转炉吹炼过程需要鼓人 大量的空气，并产生大量的热量，从理论分析每炉处 理适量的原矿应该是可行的。 3试验情况 实验用原矿的成分为 7 ．0 ／％ C u1 0 ～1 3 ．5 ， F e2 5 ～2 8 ，S3 0 ～3 6 ，H 2 0 2 5 m m 约7 0 ％， 2 5 m m 约3 0 ％。 3 ．1 第一次试验 刚开始，由于无论从理论还是从实践上，对吹炼 原矿的认识都是很浅薄的，至于选择什么样的工艺 比较合理都不清楚，所以经过讨论初步将第一次试 验方案定为将原矿铲入冷料包子以加冷料的方式 加入；加入时间定在转炉进3 包冰铜开风造完渣后， 在加入第4 包冰铜前加入；每炉吹炼～包原矿约8 ～1 0 t 。 试验过程中，当行车将原矿倒入转炉时及进第 4 包冰铜时，均有大量的火焰从炉口喷出，开风后炉 口外喷火焰较大，同时伴有大量的粉尘进入烟道系 统。在吹炼时间上比仅吹炼一包冰铜要延长3 0 ～ 4 5 m i n 。 根据试验情况的分析，在转炉吹炼原矿基本上 是可行的。然而，在吹炼过程中，由于风压较大，原 矿中的粉矿基本被吹人烟道，既影响了转炉的直收 率，又增加了收尘系统的负荷。由于原矿含硫较高， 在加入及吹炼过程中，炉口喷火严重，尤其在加入过 程中，虽然炉口已转出，但炉口处仍为正压，当加入 含粉状原矿时就会引起粉状原矿着火燃烧并外喷， 很容易将行车钢丝绳及行车滑线烧坏，甚至危及人 身安全。 3 ．2 第二次试验 参考文献 为了减少炉口外喷火焰，决定在第一次试验基 础上，改变原矿的加入时间，即在每次开炉前先加入 1 包原矿，再进3 包冰铜开风。这样虽然在加原矿 时没有火焰外喷，但由于冰铜加入后，原矿浮在熔体 面上，开风后仍有大量的粉尘进入烟道系统。同时 这样操作，每炉只能吹炼1 包原矿，影响原矿处理量。 3 ．3 第三次试验 经过前两次试验，可以认为转炉吹炼原矿是基 本可行的。存在的主要问题是如何减少炉口外喷火 焰及减少粉尘量。为此，决定对原矿进行分选，即将 原矿经过2 5 m m 的隔筛分选，大于2 5 m m 的块状物 进转炉吹炼，小于2 5 m m 的粉粒加入反射炉。加人 转炉的方式还是用包子倒人，加入时间定在3 包冰 铜开风后至进第8 包冰铜期间的每次进冰铜前加 入。通过这次试验，试验效果较好，虽然在每次加入 原矿时炉口仍有火焰外喷，但火焰较小，只要操作工 注意操作是不会危及设备及人身安全的。进人烟道 系统的粉尘量也少很多。每炉可以处理2 ～3 包原 矿，但根据生产及原矿采购量，一般每炉安排处理1 ～2 包原矿。 4实际应用效果 通过2 0 0 4 年4 ～5 月的3 次转炉吹炼原矿实验 达到了预期的目的，结果表明在转炉吹炼原矿是可 行的，但在进转炉前必须对原矿进行分选，进转炉的 块矿粒度必须大于2 5 m m 。要求原矿含铜品位必须 大于1 0 ％，含硫品位必须小于3 5 ％。在主要工艺指 标上，每吹炼1 包原矿 8 ～1 0 t 增加吹炼时间3 0 ～ 4 5 m i n ，多产粗铜0 ．8 ～1 ．0 t ，此外其他工艺指标基 本无变化。 由于转炉吹炼原矿试验取得成功，为公司大规 模处理外购原矿奠定了基础。在2 0 0 4 年和2 0 0 5 年 分别处理原矿1 0 6 5 t 和2 1 0 0 t ，不但为公司创造了较 好的经济效益，还为当地铜资源的利用及经济发展 作出了贡献。 [ 1 ] 赵天从，关宗仪，李星龄，等．重金属冶金学 上册 [ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 1 9 1 1 ． [ 2 ] 孟柏庭．有色冶金炉[ M ] ．湖南中南工业大学出版社，1 9 8 9 3 6 0 3 6 7 ． [ 3 ] 王文禧周维智．重有色金属冶炼设计手册．冶炼烟气收尘通用工程常用数据卷[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 6 5 0 6 5 0 7 ． [ 4 ] 曹克宁，程一聪．重有色金属冶炼设计手册冶炼烟气收尘通用工程常用数据卷[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 6 1 4 1 1 6 8 ． [ 5 ] 徐灏．机械设计手册[ M ] ．北京机械工业出版社，1 9 9 2 3 7 1 3 7 2 9 ． [ 6 ] 潘云从．重有色金属冶炼设计手册铜镍卷[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 6 8 5 9 0 ． 万方数据 有 色金属第5 9 卷 E x p e r i m e n to nR u n - o f - m i n eC o p p e rO r eS m e l t i n gb yC o n v e r t e ra t S m e l t e ro fS a i n d a kC o p p e ra n dG o l dM i n eP r o j e c ti nP a r k i s t a n W A N GG u o - c h e n g S m e l t e ro fD a y eN o n f e r r o u sM e t a l sC o m p a n y ，H u a n g s h i4 3 5 0 0 5 ，H u b e i ，C h i n a A b s t r a c t T h et e c h n o l o g yo fc o p p e rs m e l t i n gw i t hr e v e r b e r a t e r yf u r n a c ea n dP Sc o v e r t e ra ts m e l t e ro fS a i n d a kC o p p e r a n dG o l dM i n eP r o j e c ti nP a r k i s t a ni Sd e s c r i b e d ．a n dt h ee x p e r i m e n t a lp r o c e s sa n dt h ep r a c t i c a le f f e c t so fr u n ．o f m i n ec o p p e ro r es m e l t i n gi nc o n v e r t e ra r es p e c i a l l yi n t r o d u c e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h er u n o f m i n ec o p p e ro r e s m e l t i n gi nc o n v e r t e ri Sf e a s i b l e ．h o w e v e rt h eo r em u s tb ed i v i d e di no r d e rt om e e tt h er e q u i r e m e n to fs i z el e s s t h a n2 5 m mb e f o r es m e l t i n g ，a n dt h ec o p p e rg r a d es h o u l db em o r et h a n1 0 ％，a n ds u l f u rc o n t e n tl e s st h a n3 5 ％． F o rt h es m e l t i n gi n d e x e s ，t h ec o n v e r t i n gp e r i o di sp r o l o n g e db yaf a c t o ro f3 0 ～4 5 m i nf o r1p a c k a g e 8 ～1 0 t o r es m e l t i n g ，a n dt h ec o p p e ro u t p u ti si n c r e a s e db y0 ．8 ～1 ．0 t ，t h er e m a i n i n gi n d e x e sa r ea sb e f o r e ．1 0 6 5 ta n d 2 1 0 0 tr u n ．o f m i n ec o p p e ro r e a r et r e a t e db yc o n v e r t e ri n2 0 0 4a n d2 0 0 5 ，r e s p e c t i v e l y ． K e y w o r d s m e t a l l u r g i c a lt e c h n o l o g y ；r u n o f m i n eo r e ；c o n v e r t e r ；c o p p e r 上接第8 4 页，c o n t i n u e df r o mP ．8 4 L e a dE i e c t r o w i n n i n gf r o mC h l o r i d eA q u e o u sS o l u t i o n Y I NW e n x i n1 ．- ，H A NY u e x i n1 ，S H UF a n g - 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