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适用范围
行业现状
依据国家标准GB21248-2014《铜冶炼企业单位产品能耗消耗限额》中对粗铜工艺综合能耗(铜精矿-粗铜)限定值的规定,现有铜冶炼企业≤300kgce/t,新建铜冶炼企业≤180kgce/t;并规定粗铜工艺综合能耗的先进值为≤150kgce/t。目前我国铜冶炼(铜精矿冶炼工艺)生产企业因原料、工艺及装备存在差异,能耗水平不尽相同,粗铜产品综合能耗在150-300kgce/tCu范围,节能潜力较大。
成果简介
1、技术原理
该技术将铜精矿冶炼工艺中吹炼环节的造渣期和造铜期由传统间歇式P-S转炉吹炼工艺(在 一个吹炼空间分先后间断进行),改为分置到两个独立固定的吹炼空间(造渣炉和造铜炉)前后连续进行,造渣炉与造铜炉之间用溜槽连接。该工艺连续进料,充分利用熔炼炉所产生的冰铜显热,可避免转炉吹炼需等料而导致鼓风机空吹带来的电力消耗;该工艺运行下烟气温度高、烟气量小、烟气连续稳定,同时设置中压余热锅炉,通过回收余热生产中压饱和蒸汽发电,实现节能。 2、关键技术
该工艺技术是一种主要由造渣炉、造铜炉以及连接前、后端装备的溜槽优化组合而成高效的铜精矿冶炼工艺的吹炼设备,其主要关键技术如下:
无心磨床自动上料机(1)吹炼造渣和造铜期分置空间反应技术
将粗铜吹炼所必须经过的造渣和造铜两个阶段,依次分置在两个吹炼空间,即冰铜在造渣炉内完成造渣吹炼,脱出冰铜中的Fe,产出含Fe很低的白冰铜;白冰铜在造铜炉内完成造铜吹炼,脱出白冰铜中的S及其它杂质,产出优质粗铜。
(2)液态冰铜、白冰铜及粗铜溜槽转送技术
熔炼炉与造渣炉、造渣炉与造铜炉、造铜炉与阳极炉之间的液态铜均通过炉窑之间的溜槽进行转送,而不用冶金包进行熔体的转移,也无需在冶炼厂房内设置大吨位冶金吊车。
(3)连续生产技术
熔炼炉产出冰铜连续流入造渣炉,在造渣炉发生氧化反应产出白冰铜并连续流入造铜炉,白冰铜在造铜炉发生氧化反应连续产出粗铜。
玉米棒烘干机(4)铜水套冷却挂渣保护技术
造渣炉和造铜炉的关键部位均设置采用了铜水套冷却挂渣保护技术,从而有效延长炉窑的使用寿命。
(5)残阳极加料技术
采用自主研发的残阳极加料技术,将电解工序返回的残阳极直接通过链式残阳极加料装置送入造铜炉。
(6)环集烟气收集技术
储值卡系统在熔炼炉、造渣炉和造铜炉的排铜、排渣口均设置自主研发的环境烟气集烟罩,对环集烟气统一收集并汇入制酸系统回收有价元素,同时确保了连续生产过程中无烟气逸散和低空污染。
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3、工艺装备及流程
双炉粗铜连续吹炼工艺的技术装备及工艺流程见图1和图2。
图1 双炉粗铜连续吹炼炉装备图
工艺流程描述如下:
颗粒级配(1)造渣吹炼:熔炼炉产出含铜品位为55%的冰铜,通过溜槽连续流入造渣炉,按优化设定的氧料比和熔剂加入量,通过DCS集散控制系统控制供风设备和熔剂加入设备,向熔池中鼓入富氧空气,并通过炉顶加料口向熔池内加入熔剂;同时根据炉温,调节富氧浓度及适量向炉内加入造铜炉渣和火法精炼渣等低品位含铜冷料;吹炼形成的渣浮在熔池上面,经沉淀分离后连续从溢流口排出进入渣包后运到渣缓冷场,进行浮选贫化处理;吹炼形成的白冰铜沉入熔池下部,从虹吸口连续排出并通过溜槽进入造铜炉;造渣吹炼产生的烟气经出口烟道进入余热锅炉,降温后进入冶炼烟气除尘、脱硫处理系统。
(2)造铜吹炼:白冰铜进入造铜炉后,按优化设定的氧料比和熔剂加入量,通过DCS集散控制系统控制供风设备和熔剂加入设备,向熔池中鼓入富氧空气,并通过炉顶加料口向熔池内加入熔剂;同时根据炉温的高低,适量向炉内加入残阳极等高品位含铜冷料和调节富氧浓度来控制炉温;通过炉顶的熔剂加入口加入少量熔剂;由于造铜期的渣量很小,因此采用间断放出的操作模式(约12小时放一次渣);间断放出的造铜期渣通过渣包倒入渣冷却场,自然冷却破碎后均匀返回造渣炉;造铜炉产出的合格粗铜间断或连续通过溜槽排
入阳极炉;造铜吹炼烟气经烟道出口进入余热锅炉,降温后进入冶炼烟气除尘、脱硫系统。