奥斯麦特炉熔炼过程中渣含铜的探讨.pdf

奥斯麦特炉熔炼过程中渣含铜的探讨 张秋先 中条山有色金属公司，山西垣曲0 4 3 7 0 0 摘要通过对奥斯麦特炉渣古铜物相及形态分析．认为影响渣古铜的主要因素有炉禧成 分、还原能力、操作拄翩及沉淀时间，提出了应严格控制操忤温度【1 1 8 0 2 0 ℃；硅铁比11 ～1 ．3 ； 渣层厚度0 ．2 5 - - 05 m ；保证铜与渣的沉降分离时问；控制炉渣中“，0 ‘的古量在1 0 ％以下。 关键词渣含铜；损失途径；控制因素；奥斯麦特 中囝分类号T F S l l文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 1 D 5 0 1 1 6 一0 2 、 侯马冶炼厂在试生产实践中渣含铜波动 范围较大 0 ．6 ％～2 ．0 ％ ，由于影响渣含铜 的因素较多，在试生产过程中一直难以控制 在一个稳定的允许范围内。本文对奥斯麦特 熔炼炉渣的含铜形态和损失途径进行了分 析，并提出了降低炉渣含铜应采取的措施。 1 奥斯麦特炉工艺概述 奥斯麦特熔炼工艺采用顶吹浸没式喷 枪、富氧鼓风熔池熔炼。入炉铜精矿成分见 表1 ，工艺过程为干燥后的铜精矿经混捏后 与返渣及熔剂等加入熔炼炉；冰铜和炉渣的 混合熔体通过溢流堰连续地流入沉降炉，冰 铜从沉降炉底溢流堰中流入吹炼炉进行吹 炼；炉渣经水淬后排出；烟气经余热锅炉收尘 后送制酸车间。熔炼炉操作温度为1 1 8 0 ℃， 粉煤与空气和氧气通过喷枪射入炉内，富氧 浓度为4 0 ％、冰铜品位为6 0 ％，炉渣中主要 成分为F e O 、S i 0 2 、c a o 、A 1 2 0 3 。冰铜成分为 ％ C u6 0 ．3 ，F e1 5 ．0 ，S2 4 ，P b0 ．6 ，Z n 0 ．2 。 表1 精矿组成 ／％ 一标值_ 等{ e - 未{ 争{ 卜学』} 孚一 波动范围1 7 ．7 ～2 3 ．72 09 - 2 582 35 ～2 5 ．81 0 ．9 1 70 ．5 ～252 ．0 ～508 ．0 ～i 0 2炉渣含铜的主要形态和损失 途径 渣含铜中金属铜占2 0 ％～6 5 ％．硫化铜 5 ％～6 0 ％，氧化铜1 0 ％～3 0 ％。渣含铜的 损失途径，基本可分为机械损失、物理损失和 化学损失。 1 机械损失炉渣组成F e O 、S i 0 2 、C a O 作者简介张秋先 1 9 5 3 。女．工程师 比例不适当，F e 3 0 4 含量增多，造成炉渣性质 恶化，黏度较大，分离不良；停风时间过长、粉 煤过高或过低；沉降时间不够；氧化物和硫化 物交互反应，产生气体s c h 泡沫把铜带入炉 渣。 2 物理损失主要以硫化铜及少量金属 铜和氧化物熔解于炉渣中。 3 化学损失主要以氧化铜形态存在于 万方数据 炉渣中而损失。其损失原因炉温不够或熔 化过快，氧化铜来不及还原；配料不准确造成 炉渣组成波动较大，超过要求范围；炉内熔炼 反应分布不均匀，与熔剂接触不充分。 3 影响渣含铜的因素 生产实践证明影响渣含铜的因素主要 是炉渣成分、还原能力、操作控制及沉淀时 间。 3 ．1 炉渣成分 铜熔炼炉渣的合理组成对保证熔炼过程 的顺利进行和获得良好的熔炼指标有着相当 重要的作用。试生产中炉渣成分见表2 。 表2 炉渣成分 ／％ 3 ．2 对熔炼炉渣的要求 1 渣型选择首先要满足熔炼过程的技 术要求。温度设定值为 1 1 8 0 2 0 ℃，不能 过低或过高。过低不能保证熔炼的化学反应 顺利完成；过高会造成能源和耐火材料的高 消耗，并使喷枪寿命缩短。 2 黏度小于0 ．S P a - s 1 2 0 0 “ ； ，流动性 要适当。 3 尽力降低炉渣密度。 4 尽力减少熔剂消耗量，降低炉渣产出 量。 3 ．3 各种成分对炉渣性质的影响 3 ．3 ．1 二氧化硅的影响 s i 0 2 的密度为2 ．2 ～2 ．6 9 ／c m 3 ．提高它 的含量能使炉渣和冰铜的密度差增大，创造 良好的分离条件。但会增加炉渣的酸度和黏 度，生产中S i 口含量在2 8 ．9 ％～3 6 ％，波动 范围较大。一般硅铁比控制在1 ．1 ～1 ．3 利 于铜渣分离。 3 ．3 ．2 氧化铁的影响 F e O 的密度为5 9 ／c m 3 ，其含量增加，将 使渣的密度显著增加。在酸性炉渣中增加 F e O 能降低炉渣粘度，增加流动性，调整炉渣 熔点。但在炉内还原气氛较弱的情况下会生 成F e ，0 4 当配料中加入粉煤不足时 。增加 炉渣黏度，使铜与渣分离不好，F e 3 0 4 含量应 控制在1 0 ％以下。当F e 3 0 4 含量超过1 0 ％， 渣含铜明显提高。最高可达2 ％～4 ％；另外 还会生成炉瘤和隔层．使炉缸容积减少从而 导致炉子发生故障；同时F e 3 0 4 还能与F e S 与s i 0 2 相互作用生成s t h 气体，搅动熔渣影 响冰铜和炉渣分离，造成铜损失。 3 ．3 ．3 氧化钙的影响 c a O 和s i 0 2 适当增加，可降低炉渣比 重、增加金属与炉渣界面的张力和降低炉渣 的黏度，使金属和炉渣得到很好的分离，生产 中C a O 含量应控制在5 ％～1 1 ％。 4 降低渣含铜的改进措施 1 在操作中要科学地调整喷枪流量，严 格控制硅铁比在1 ．1 ～1 ．3 ，控制粉煤量．保 证正常的风量、风压。 2 严格控制好熔炼炉操作温度，使沉降 炉温度不低于1 1 8 0 “ C ；保持渣层厚度在0 ．2 5 - - 0 ．5 m ，保证铜与渣的沉降分离时闻。 3 做好供料设备的检查和维护，要均匀 进料尽量减少停风时间，避免料面有大的波 动。 4 稳定氧枪位置和流量，保证燃煤供风 情况良好。 5 做好沉降炉的保温。温度不得低于 1 1 8 0 ℃。 6 严格控制冰铜层厚度，搞好3 台炉子 的协调配合。 7 严格控制沉降炉磁铁的生成量，应小 于目标值1 0 0 m m 。熔炼炉渣中C a O 控制在 5 ％左右。 万方数据 1 8 8 吹炼炉渣中的铁有2 5 ％左右以 鹏0 4 形式存在，返回熔炼会使F e 3 0 4 在炉 内富集。给熔炼指标带来不利影响。建议今后 将吹炼炉渣进行缓冷后选矿处理。 根据侯马冶炼厂1 9 9 9 年1 0 月生产中熔 炼炉渣化验结果分析认为炉渣中F e 含量在 上接第1 3 页 与铜板钻孔式。两者相比各 有优缺点，钻孔式铜板水套是将铜锭预先锻 压为板材再用机床按水路走向进行钻孔。除 进水、出水接管孔外，其余钻孔封堵起来。这 种水套铜质密实，缺陷少，热导率高。其封头 需仔细处理．否则，封头在高温应力下存在产 生渗水、精水的可能性。由于钻孔式水套上 堵头多．有的一块水套有8 ～1 0 个多余孔眼 要封堵。而且在常温状态下检查漏水的合格 品，随着炉体的升温，在高温热伸张作用下， 又会发生漏水。预埋铜管式水套镶砌在墙体 内和炉顶耐火混凝土内。但接头在外，而且 常温检验合格后，在高温下不存在再发生渗 褥问题。 预埋铜管浇铸式水套，是将铜管预先煨 好再放入砂箱中与铜水一起浇铸成型，要求 铜管不被熔穿，并与浇铸铜紧密结合度8 0 ％ 3 5 ％- - 5 3 ％时，随着铁含量的升高，C u 含量 有升高趋势；S i 0 2 的含量在2 8 ．9 ％～3 6 ％， 随着s i q 含量的升高，C u 的含量有降低的 趋势；C a O 的含量在5 ％～1 1 ％．C a O 含量增 高，渣含铜量呈降低趋势。因此熔炼炉渣成 分应控制在F e3 6 ．5 ％，S i O ，2 7 ．6 ％～3 0 ％， C a O5 ％～1 】％。 以上。有专门的加工技术．这种水套的优点 是进水、出水管伸在炉外，在炉内没有水管接 头。可靠性大。当然。如果制造加工质量不 高，预埋铜管在浇铸铜板时被熔穿，在浇铸铜 板有裂纹的条件下，铜管式也会发生漏水事 故。有的国家采用管式铜水套也曾发生因铜 管与浇铸铜之间结合不紧密．冷却效果差而 使铜水套损坏的情况。我国经过不断的努 力，成功地试制出了该种水套，实现了国产 化。该种水套由特定的工厂生产。对加工制 造．制定了严格的加工制造标准。其质量、性 能达到世界一流水平。 预埋铜管浇铸式铜板水套。耐压强度 高、抗冲刷、抗腐蚀、传热效果好，使用寿命 长，国内几家铜厂都采用该种水套，没有一块 铜水套出现故障，能经受住实践考验，并出口 到伊朗。 t ，、0 q p Ⅵ≯、_ 、o p q 口、 p Ⅵp 、p 、 p b ≯、d - q ≯、，、_ p Ⅵp 、 p Ⅵ≯、≯ d p 、，h o p Ⅵ“、 p q p 、，h ‘p 、一口P Ⅵ，、∞q ■、_ “‘p 、妒p p 自p 、_ 、一t ≯、o p 欢迎订阅2 0 0 2 年有色金属 季刊 有色金属 季刊 2 0 0 2 年征订工作已经开始， 有色金属 季刊 自办发行，订阅者可向 编辑部索要订单，也可以直接通过邮局汇款至 有色金属 季刊 编辑部张振健或张蓓，在附 言栏内注明“订阅季刊”。 刊号I S S N1 0 0 1 ．0 2 1 1 。C N1 1 ．1 8 3 8 ／T F 。 定价每期1 0 ．0 0 元，全年4 期，共4 0 ．0 0 元。 ‘有色金属 季刊 编辑部 地址北京市西城区西直f J l - 文兴街一号 邮政编码1 0 0 0 4 4电话0 1 0 ．6 8 3 3 3 3 6 6 ．6 4 1 2 万方数据