澳斯麦特铜连续吹炼试验.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年3 期 1 7 澳斯麦特铜连续吹炼试验 林荣跃 侯马冶炼厂，山西侯马0 4 3 0 0 0 摘要使用连续吹炼模式，成功生产了合格粗铜。连续吹炼模式比澳斯麦特周期吹炼模式操作简单．炉 温控制、烟气量和烟气浓度更为稳定，环保条件更好。但还有渣含铜高，直收率低等同题需要解决。 关键词澳斯麦特；粗铜；连续吹炼 中图分类号T F 8 1 1文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 9 0 3 一O O l 7 ～0 3 C o n t i n u o u sC o p p e rC o n v e r t i n gb yA u s m e l tP r o c e s s L I N GR o n g y u e H o u m aS m e l t e r 。H O U E n _ a ，S h a h x i0 4 3 0 0 0 。C h i n a A b s t r a c t C o n t i n u o u sC o p p e rC o n v e r t i n gP r o c e s s C 3 ，w h i c hi sc o o p e r a t i v ed e v e l o p e db yH o u m aS m e l t e r a n dA u s m e l tC o m p a n y ，h a sb e e n s u c c e s s f u l l yu s e dt op r o d u c eq u a l i f i e db l i s t e rc o p p e r ．T h eo p e r a t i o no fC 3 i ss i m p l e rt h a nt h a to fA u s m e hb a t hc o n v e r t i n g ．I m p l e m e n t a t i o no ft h eA u s m e hC 3p r o c e s sw i l la l l o wt h e f u r n a c et e m p e r a t u r ec o n t r o l ；t h eo f f - g a sq u a n t i t ya n dd e n s i t yarem o r es t a b l e ．B u tt h e r ea r es t i l ls o m e p r o b l e m sn e e d e dt ob es o l v e d t h ec o p p e ri ns l a gi sh i g h e ra n dt h ed i r e c tr e c o v e r yr a t ei sl o w e r ． K e y w o r d s A u s m e l t ；B l i s t e rc o p p e r ；C o n t i n u o u sc o p p e rc o n v e r t i n g C 3 当今铜锍吹炼主要采用P S 转炉工艺，该工艺 由于熔体需要用冶金包转运，炉口密闭性差，存在严 重的S O 烟气低空污染和安全生产问题。为了解 决以上问题，国际上对铜锍吹炼工艺的更新换代有 多项新的研究，澳斯麦特吹炼技术是三菱法和闪速 吹炼技术之后的一项新的吹炼工艺，以上新技术都 是采用固定的冶金炉替代转炉，熔体采用溜槽转运， 溜槽上有密闭烟罩，炉口密闭性好，操作过程中无组 织排放的烟气量少，并且可以集中回收，环保问题可 以有效解决，同时自动化控制水平高。 中条山有色金属公司侯马冶炼厂在1 9 9 5 年引 进澳斯麦特技术生产粗铜，该项目采用澳斯麦特双 炉操作系统，熔炼炉处理铜精矿生产品位6 0 ％左右 的铜锍，吹炼炉处理铜锍生产含铜9 9 ％粗铜，设计 产能规模3 ．5 万t 。该项目1 9 9 9 年投产，2 0 0 4 年达 到5 万t 产能规模。澳斯麦特吹炼炉体现了比传统 P S 转炉更好的环保优势，但由于是单炉周期操作， 产能规模受到限制，烟气处理系统运行不平稳。在 作者简介林荣跃 1 9 7 0 一 ，男，工程师． 此情况下，2 0 0 7 年3 月份，澳斯麦特公司和中条山 集团公司达成合作开发澳斯麦特连续吹炼技术的协 议，于2 0 0 7 年9 月在侯马冶炼厂澳斯麦特吹炼炉进 行连续吹炼试验。 1连续吹炼试验方法 周期操作模式下，在沉降炉沉降分离的冰铜部 分通过溜槽进入澳斯麦特吹炼炉，部分水淬后通过 皮带系统进入吹炼炉。连续吹炼模式下，所有铜锍 水淬后通过皮带进入吹炼炉系统。 ’ 连续吹炼试验完全在侯马冶炼厂现有澳斯麦特 吹炼炉进行，没有对炉体结构进行任何改造，进料方 式全部改为从皮带系统进冷铜锍，根据铜锍和燃煤 成分，通过冶金计算得出吹炼风因数和燃烧风因数， 控制系统根据铜锍和燃煤的料速自动给喷枪分配风 量。 吹炼过程中定期对入炉物料和炉内炉渣成分、 金属相成分采样进行快速分析，结合烟气S O 。浓度 万方数据 1 8 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年3 期 等参数随时调整吹炼风系数，铜锍品位变化比较大 时要及时修正吹炼风因数，保证铜锍人炉后不出现 过吹或欠吹现象。根据炉温监控结果调整燃煤系 数，必要时修订燃煤因数，保持炉内正常的热平衡。 根据炉内铜渣界面控制喷枪枪位。 炉内渣面和粗铜液面达到一定高度时，打开炉 子下部的排渣口或排铜口进行排放作业，排放时，喷 枪继续进行鼓风作业。 新的渣型设计是为了保证连续吹炼条件下炉渣 的正常流动性。连续吹炼模式采用了C a O - F e O - S i 0 。渣系，C a O 含量控制在7 ％～l O ％，该渣型提高 了炉渣对F e 。0 。的溶解度，防止固态F e 。0 。在渣相 产生，新渣型熔点要高于原铁橄榄石炉渣。 2 铜锍连续吹炼原理 目前铜锍之所以采用周期吹炼，是因硫化物氧 化的热力学决定的。按热力学分析，只有当锍中 F e S 的含量降到很低时，C u 。S 才能氧化，并生成金 属铜。在连续吹炼模式下，炉内强氧化状态会使刚 进入熔体的铜锍快速氧化，锍中F e S 浓度下降， C u 。S 浓度上升，当F e S 浓度很低的时候，C u 。S 会氧 化 C u 2 S 4 - 3 ／2 0 2 C u 2 0 S 0 2 3试验过程 侯马冶炼厂同澳斯麦特在2 0 0 7 年9 月进行了 1 0 天连续吹炼试验。试验分三个阶段进行 1 在 喷枪只鼓入空气的条件下进行连续吹炼试验； 2 在 目前侯马冶炼厂吹炼炉所具备的供风和供氧能力条 件下进行连续吹炼试验； 3 把熔炼炉供氧能力一部 分提供给吹炼炉，提高吹炼炉富氧度，进行较大富氧 度的连续吹炼试验。 试验期间共进行了1 5 个炉次的连续吹炼试验， 处理铜锍14 7 6t ，生产合格粗铜4 5 1t ，最好单位鼓 风时间粗铜产量7 ．4 1t 。 4试验结果 4 ．1 吹炼炉入炉物料典型化学成分 表1 ～2 表1 冷铜锍化学成分 T a b l e1C h e m i c a lc o m p o s i t i o no fm a t t e s ／％ 表2 熔剂化学成分 T a b l e2C h e m i c a lc o m p o s i t i o no fs o l v e n t s ／％ 4 ．2 吹炼产物 表3 - - 4 表3 粗铜化学成分 “ l h b l e3o H 胁Ic o n v 墒t i o no fb l i s t e rc t q 】p a “ ／％ 表4 炉渣化学成分 T a b l e4C h e m i c a lc o m p o s i t i o no fs l a g s ／％ 4 ．3 典型操作参数 表5 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年3 期 1 9 4 ．4 技术经济指标 表6 表6 经济技术指标 T a b l e6T h et e c h n i c a la n de c o n o m i c a li n d e x 项目周期作业连续吹炼 每班喷枪烧损／m m 进入制酸系统的S O z 浓度／％ 炉温波动范围／ C 鼓风时率／％ 渣含铜／％ 直收率／％ 粗铜品位／％ 单班铜锍处理量／t 单班粗铜产量／t 3 0 0 ～5 0 0O ～2 0 0 4 ～1 06 ～9 9 0 0 ～12 5 0I1 0 0 ～l3 0 0 ～7 5 ．5～9 5 1 0 ～1 51 8 ～2 5 8 7 ．67 7 ．3 9 9 ．0 ～9 9 ．39 8 ．8 ～9 9 ．3 ～1 0 0～1 2 0 4 5 ～5 53 7 ～4 2 烟气S O 浓度曲线见图1 。 l4 38 51 2 71 6 92 l I2 5 32 9 53 3 73 7 94 2 l 时间／m i n 图l 烟气S 0 2 浓度曲线 F i g ．1 T h ec h iv eo fS O , c o n c e n t r a t i o n 5试验中存在的问题 1 连续吹炼模式对人炉物料组成要求比较严 格，而实际试验过程中，冷铜锍在转运过程中受到一 定程度污染，导致铜锍成分波动较大，工艺控制困 难； 2 连续吹炼通过对吹炼产物的快速分析随时 调整喷枪风系数，试验过程中因为快速分析设备故 障，致使吹炼产物的成分确定不及时，对工艺控制有 一定影响； 3 连续吹炼渣含铜高，炉渣排放时炉内熔体处 于搅拌状态，部分粗铜夹杂在炉渣中从渣口排出，导 致试验过程中虽然处理量和鼓风时率增加了，但粗 铜产量没有上升。 6结论 1 采用澳斯麦特连续吹炼模式能够生产合格 粗铜，该操作模式流程简洁。工艺控制简单，炉温和 烟气S 0 浓度相对稳定，环保效果好，烟气处理系 统生产稳定； 2 连续吹炼模式由于没有液态铜锍相的存在， 减少了喷枪烧损。喷枪烧损问题的解决降低了不锈 钢材料的消耗、减轻了操作人员更换喷枪的劳动强 度，提高了吹炼炉作业率； 3 连续吹炼提高了吹炼炉鼓风时率，为提高产 能创造了条件； 4 澳斯麦特铜连续吹炼技术目前还存在渣含 铜高，直收率低等问题。该问题的存在影响了连续 吹炼技术的推广应用价值，目前澳斯麦特同中条山 正在致力解决这一问题，解决思路之一是在炉子装 备上做一些小的改动； 5 连续吹炼模式由于采用钙铁橄榄石渣系，炉 温控制比周期吹炼模式高，加上全部处理没有经过 干燥处理的冷铜锍，为了维持正常热平衡，吹炼过程 需要补入部分燃料，燃料率随着生产规模增大和吹 炼风富氧度升高而大幅降低； 6 连续吹炼模式虽然炉温控制高，但由于炉温 控制相对稳定，炉渣磁铁含量高，没有发现耐火材料 蚀损更为严重的现象。 2 O 8 6 4 2 0 冰、；o ∞ 万方数据