銅熔煉渣電熱貧化爐的製作方法

2023-04-23 06:50:21

專利名稱：銅熔煉渣電熱貧化爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種銅熔煉渣電熱貧化爐。
背景技術：
目前，採用先進熔煉技術的大型銅冶煉廠，為降低吹煉負荷，均採用較高的銅鋶品 位，即產出的銅鋶品位較高，其中較高品位銅鋶中的含銅量在50 70 %範圍內，銅熔煉渣 含銅在2 % 8 %的範圍內波動。 為了回收銅熔煉渣中的銅，銅熔煉渣傳統上採用電爐貧化，將銅熔煉渣加入到電 爐內，通過電極加熱將銅熔煉渣提溫從而使銅熔煉渣中的銅以銅鋶形態沉降下來，與棄渣 分離。 傳統貧化電爐的爐體具有加料口，電極插？L放渣口、排煙口和銅鋶出口。熔融的 銅熔煉渣通過加料口加入到電爐爐膛內，通過電極加熱提高銅熔煉渣溫度，降低其粘度從 而分離銅鋶和棄渣。 但是，在使用傳統貧化電爐對銅熔煉渣進行貧化時，受渣含銅與銅鋶含銅分配系
數(大體為i : ioo)的限制，經電爐沉清分離貧化後的棄渣中的銅含量一般在0.6% 1%
的範圍內波動，因此棄渣中的銅含量仍然較高，造成資源浪費。 此外，當採用高鐵渣型時，由於銅熔煉渣中含有大量？6304，導致銅熔煉渣的粘度 大、熔點高，從而銅鋶與棄渣的分離困難，一般採用緩冷、渣選礦工藝。渣選礦需要大量緩冷 渣倉，爐渣需破碎、磨球、浮選，工藝流程長、佔地面積大。

實用新型內容本實用新型旨在至少解決現有技術中存在的上述技術問題之一。為此，本實用新 型的一個目的在於提出一種銅熔煉渣貧化爐，利用該銅熔煉渣電熱貧化爐對銅熔煉渣進行 貧化，能夠降低棄渣中的銅含量。 為了實現上述目的，本實用新型提出一種銅熔煉渣電熱貧化爐，包括爐體，所述 爐體包括限定爐膛的爐殼和設在爐殼內壁上的耐火材料層，所述爐體具有用於向爐膛內加 入銅熔煉渣和硫化劑的加料口 、排放銅鋶的虹吸口 、棄渣排放口 、電極插孔、排煙口 、和氧氣 噴槍插孔，其中所述氧氣噴槍插孔形成在爐殼的底部；支承爐體的支座；氧槍噴槍，所述氧 槍噴槍插入到氧氣噴槍插孔內；和電極，所述電極通過電極插孔插入到爐體內。 根據本實用新型的銅熔煉渣電熱貧化爐，由於在爐體的底部設置了氧氣噴槍插 孔，用於例如通過插入其中的氧氣噴槍向爐膛內噴入氧氣。同時，由於從加料口向爐膛內 加入了硫化劑，硫化劑中的一部分硫與氧氣反應生成S(^，一部分硫與渣中的Cu0反應生成 CuS，由此使得熔煉渣中以Cu0形式存在的銅以CuS型態進入銅鋶的形式得到回收，還有一 部分硫與渣中的Fe304反應生成FeS，進入銅鋶，降低了銅鋶的品位。 例如，所述硫化劑可以為黃鐵礦或含硫高的低品味銅精礦，也可以用元素S， FeS2 加熱分解分解得到FeS和S， S分別與氧氣、渣中的Cu0、和渣中的Fe304反應，在此情況下，
3反應生成的S02、 CuS、 Cu2S、 FeS進入銅鋶，由此降低了銅鋶的品位。 基於渣與銅鋶間l : IOO的含銅分配比，通過降低銅鋶的品位就能夠降低棄渣中 的銅含量，減少了隨棄渣丟棄的銅量，提高銅的回收率和資源利用率。 此夕卜，由於一部分硫與Fe304反應，降低了渣中的Fe304含量，從而降低渣的粘度和 熔點，有利於Cu和CuS從渣中沉降進入銅鋶與棄渣分離，提高沉降速度和效率。從而降低 電耗，降低成本。 由於在爐體底部噴入氧氣，因此根據本實用新型的銅熔煉渣電熱貧化爐也可以稱 為"銅熔煉渣電熱底吹貧化爐"。 另外，根據本實用新型的銅熔煉渣電熱貧化爐還具有如下附加技術特徵 所述爐體還包括形成在爐體底部的一氧化碳噴入口。 通過一氧化碳噴入口可以向爐膛內噴入一氧化碳， 一氧化碳與銅熔煉渣中的Fe304 反應生成二氧化碳和Fe0，進一步降低了爐膛內渣中的Fe304的含量，進一步降低渣的粘度 和熔點，有利於Cu和CuS從渣中沉降和分離進入銅鋶，提高貧化效率。降低電耗和成本。 此外，一氧化碳與CuO參與反應生成二氧化碳與Cu，增加其比重，可增加銅鋶的沉 降分離速度，提高效率。 而且，一氧化碳還具有攪動作用，可使微粒含銅料聚合長大，加速沉降與棄渣分 離，提高效率。 所述爐體還具有氮氣噴入口。可選地，所述氮氣噴入口與所述一氧化碳噴入口為 同一噴入口。即通過同一噴入口噴入一氧化碳和氮氣的混合氣體，減少了爐體上的開口數 量，降低了成本。 通過氮氣入口可以向爐膛內噴入氮氣，氮氣在爐膛內的熔渣內上升的過程中，具 有一定攪動作用，也可使微粒含銅料聚合長大，加速沉降與棄渣分離。同時，氮氣在上升過 程中，增加CuO與CuS接觸、碰撞，產生交互反應，生成Cu與S02，也有利於銅從渣中沉降分 離進入銅鋶，達到進一步降低棄渣含銅的目的，提高銅的回收率。 在爐膛內的耐火材料層上在一氧化碳噴入口和氮氣噴入口處分別設有耐火透氣 磚。 通過設置耐火透氣磚，可以將一氧化碳和氮氣均布於熔渣中，從而提高貧化效果。 所述加料口包括第一加料口和第二加料口，其中所述第一加料口用於向爐膛內加 入熔融的銅熔煉渣且設在爐殼第一端的端面上，第二加料口用於向爐膛內加入硫化劑且形 成在爐殼的頂部。 可以分別通過兩個加料口分別加入銅熔煉渣和硫化劑。通過將用於加入銅熔煉渣 的第一加料口設置在爐體的第一端的端面上，能夠降低爐體的整體高度，進而降低廠房的 高度。 所述爐體為臥式圓筒形容器。通過設置成臥式圓筒形容器，能夠方便地旋轉爐體 180度，從而便於更換氧氣噴槍、維修等操作。 根據本實用新型的銅熔煉渣電熱貧化爐進一步包括驅動裝置，其中在爐殼的外表 面上沿周向設有齒條和支撐圈，所述支撐圈可轉動地支撐在所述支座上且所述驅動裝置與 齒條相連以驅動爐體轉動。通過設置支撐圈支撐爐體，然後通過驅動裝置驅動爐殼表面上 的齒條能夠轉動爐體，從而便於更換部件例如氧氣噴槍以及維修操作。[0027] 爐殼的第一端具有徑向尺寸擴大部，且所述加料口、氧氣噴槍插孔和虹吸口設在
爐殼的第一端的徑向尺寸擴大部，所述排煙口和棄渣排放口設在爐殼的第二端。 通過將加料口和氧氣噴槍插孔設置在同一端，能夠使得氧氣快速與加入的物料中
的S接觸而發生反應，提高貧化效率。 所述支座包括基板；支撐座，所述支撐座分別朝向爐體傾斜地安裝在基板的兩 側；中心支撐輥，所述中心支撐輥安裝在所述支撐座上；和兩個側部支撐輥，所述兩個側部 支撐輥分別安裝在支撐座上並且分別位於中心支撐輥的上方兩側，兩個側部支撐輥分別與 中心支撐輥和支撐圈接觸。 通過上述結構的支座，能夠方便地可旋轉地支撐爐體。 所述爐體在軸向方向上傾斜地支撐在所述支座上，其中所述虹吸口所在的爐體第 一端低於爐體的第二端。 通過傾斜地設置爐體，並且使形成虹吸口的爐體一端低於爐體的另一端，使得排 放的銅鋶中棄渣含量少，銅鋶與棄渣的分離更好。 本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述 中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中 將變得明顯和容易理解，其中 圖1是根據本實用新型一個實施例的銅熔煉渣電熱貧化爐的示意圖； 圖2是圖1所示銅熔煉渣電熱貧化爐的爐體的剖視示意圖； 圖3是圖1所示銅熔煉渣電熱貧化爐的爐體外觀示意圖； 圖4是根據本實用新型另一實施例的銅熔煉渣電熱貧化爐的爐體的剖視示意圖； 圖5是圖1所示銅熔煉渣電熱貧化爐的右視示意圖； 圖6是圖1所示銅熔煉渣電熱貧化爐的左視示意圖； 圖7是圖1所示銅熔煉渣電熱貧化爐的驅動裝置和一個支座的俯視示意圖。
具體實施方式
下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本實用新型，而不能理 解為對本實用新型的限制。 下面參考圖1-3和5-7描述根據本實用新型一個實施例的銅熔煉渣電熱貧化。 如圖1所示，根據本實用新型一個實施例的銅熔煉渣電熱貧化爐包括爐體1、支座 4、氧槍噴槍6和電極7。 在圖l所示的示例中，銅熔煉渣電熱貧化爐爐體l為臥式圓筒形容器，但本實用新 型並不限於此。爐體1包括限定一爐膛的爐殼la，和設在爐殼la內壁上的耐火材料層lb。 爐體1形成有加料口 11、虹吸口 12、棄渣排放口 13、電極插孔17、排煙口 14、和氧氣噴槍插 孔16，其中氧氣噴槍插孔16形成在爐殼la的底部。 爐體1由支座4支撐，更具體而言，爐體1由沿爐體1的軸向方向間隔開的兩個支 座4傾斜地支撐，即形成有虹吸口 12的第一端(圖1中的左端)低於爐體的第二端(圖1
5中的右端)。例如，爐體l的軸線與水平方向的夾角a在0.5-5度的範圍內。由此，沉在下 面的銅鋶聚集在爐體l的左端，更容易從虹吸口 12排出，減少了銅鋶中的棄渣含量。 加料口 11設在爐殼la的第一端(圖1中的左端)，用於向爐膛內加入熔融的銅熔 煉渣和硫化劑，硫化劑例如為黃鐵礦或含硫高的低品味銅精礦，通過加入熔融的(即液態 的)銅熔煉渣，因此從銅熔煉爐內排出的銅熔煉渣無需冷卻，即提高了效率，又降低了貧化 過程中的能力消耗。 如圖2所示，在本實用新型的一個示例中，加料口 ll包括第一加料口 111和第二 加料口 112。第一加料口 lll設在爐殼la的第一端的端面上，用於向爐膛內加入銅熔煉渣。 第二加料口 112形成在爐殼la的頂部，用於向爐膛內加入硫化劑。 通過將加料口 11形成為分別用於加入銅熔煉渣和硫化劑的第一加料口 111和第 二加料口 112，可以減少銅熔煉渣和硫化劑通過一個加料口加入到爐膛內時產生的冒煙現 象。此外，通過將用於加入銅熔煉渣的第一加料口 lll設置在爐殼la的第一端的端面上， 可以降低爐殼la的高度，從而可以降低廠房的高度，由此降低成本。 虹吸口 12設在爐殼la第一端的下部並且鄰近爐膛的內底部，用於排放與棄渣分 離的銅鋶。棄渣排放口 13設在爐殼la的第二端(圖2中的右端)的端面上，用於排放與 銅鋶分離的棄渣。當然，由於棄渣位於銅鋶的上面，因此棄渣排放口 13應高於虹吸口 12。 電極插孔17設在爐殼la的頂部並位於爐殼la縱向的大體中間部位，電極7通過 電極插孔17插入爐體1內，以熔化加入爐膛內的硫化劑以及提高銅熔煉渣的溫度。排煙口 14設在爐殼la的第二端並位於爐殼la的頂部，用於排出爐膛內的煙氣。氧氣噴槍插孔16 位於爐殼la的第一端並形成在爐殼la的底部，氧氣噴槍6插入氧氣噴槍插孔16內，以向 爐膛內噴入氧氣。 如圖2所示，在本實用新型的一個示例中，爐體1還進一步包括形成在爐殼la底 部的一氧化碳噴入口 15a，一氧化碳噴入口 15a位於氧氣噴槍插孔16的右側，用於向爐膛內 噴入一氧化碳。此外，爐體l還包括形成在爐殼la底部的氮氣噴入口 15b，用於向爐膛內噴 入氮氣。 在本實用新型的一個示例中，氮氣噴入口 15b與一氧化碳噴入口 15a可以為同一 噴入口 ，換言之，氮氣和一氧化碳的混合氣體從同一噴入口一起噴入到爐膛內。也就是說， 一氧化碳噴入口 15a也用作向爐膛內噴入氮氣的氮氣噴入口，氮氣噴入口 15b也用作向爐 膛內噴入一氧化碳的一氧化碳噴入口。通過將噴入口 15同時用作氮氣噴入口和一氧化碳 噴入口，可以減少爐體1上的開口的數量。 在本實用新型的一個示例中，如圖2所示，在爐膛內的耐火材料層lb上在一氧化 碳噴入口 15a和氮氣噴入口 15b處分別設有耐火透氣磚8，通過設置耐火透氣磚8，可以使 氮氣和一氧化碳氣體更加均勻地噴入到爐膛內的熔融的渣內。在一氧化碳噴入口 15a和氮 氣噴入口 15b處可以設置噴入管或噴嘴。 如圖1和3所示，為了使爐體1繞其軸線旋轉從而便於更換氧氣噴槍以及維修等 操作，在爐殼la的外周表面上沿周向設有齒條3和支撐圈2且所述銅熔煉渣電熱貧化爐進 一步包括驅動裝置5。在爐殼la的兩端分別設置有一個支撐圈2，支撐圈2可旋轉地支撐 在支座4上，齒條3與驅動裝置5相連以便由驅動裝置5驅動從而旋轉爐體1。 如圖1和5-7所示，每個支座4包括基板41、支撐座42、中心支撐輥45和兩個側部支撐輥43，44。兩個支撐42座分別朝向爐體1傾斜地安裝在基板41的兩側。中心支撐 輥45安裝在支撐座42。兩個側部支撐輥43， 44分別安裝在支撐座42上並且分別位於中心 支撐輥45的上方兩側，兩個側部支撐輥43， 44分別與中心支撐輥45和支撐圈2接觸。 驅動裝置5可以為任何合適的形式，例如，如圖7所示，驅動裝置5包括電機52、減 速器52和齒輪53，齒輪與齒條3嚙合，從而通過驅動齒條3驅動爐體1轉動。 下面參考圖4描述根據本實用新型另一實施例的銅熔煉渣電熱貧化爐的爐體1。 圖4所示的銅熔煉渣電熱貧化爐爐體1的爐殼la的第一端具有徑向尺寸擴大部，徑向尺寸 擴大部沿爐殼la軸向的長度可以根據需要設定。由此，第一端的爐膛的徑向尺寸也擴大。 第一加料口 lll和第二加料口 112設在爐殼la的第一端的徑向尺寸擴大部處，且 第一加料口 lll位於爐殼la的頂部，第二加料口 112位於爐殼la的第一端的端面上。氧 氣噴槍插孔16也設在爐殼la的第一端的徑向尺寸擴大部處並且位於爐殼la的底部。虹 吸口 12也設置在第一端的徑向尺寸擴大部且靠近徑向尺寸擴大部的爐膛的內底部。排煙 口 14和棄渣排放口 13設在爐殼la的第二端。更具體而言，排煙口 14位於爐殼第二端的 頂部，，棄渣排放口 13位於第二端的端面上。 由於在爐殼la的第一端設置了徑向尺寸擴大部，因此與棄渣分離的銅鋶容易集 中在擴大部處的爐膛的內底部，通過虹吸口 12排出，而棄渣通過棄渣排放口 13排出，由於 虹吸口 12位於徑向尺寸擴大端，增加了沉清時間，因此銅鋶的排放不容易受到噴入的氣體 的影響，銅鋶中的含渣量減少。 圖4所示的銅熔煉渣電熱貧化爐爐體1與圖2所示的銅熔煉渣電熱貧化爐爐體1 的其他構造相同，這裡不再詳細描述。 下面描述根據本實用新型實施例的銅熔煉渣電熱貧化爐的操作。 分別通過第一加料口 111和第二加料口 112向爐膛內加入適量的硫化劑和熔融的
銅熔煉渣，所述硫化劑例如為黃鐵礦。 電極7通電，以提高爐膛內的熔體溫度。同時，通過氧氣噴槍6從爐體1的底部向 爐膛內噴入氧氣，並且通過一氧化碳噴入口 15a和氮氣噴入口 15b從爐體1的底部向爐膛 內噴入一氧化碳和氮氣的混合氣體。當然，也可以通過一氧化碳噴入口 15a從爐體l的底 部向爐膛內噴入一氧化碳，而通過氮氣噴入口 15b從爐體1的底部向爐膛內噴入氮氣。 硫化劑中的一部分硫與氧氣反應生成S02， 一部分硫與渣中的Cu0反應生成S02和 CuS，由此使得熔煉渣中以CuO形式存在的銅以銅鋶的形式得到回收，還有一部分硫與渣中 的Fe304反應生成S02和FeS， S與Fe304反應生成的FeS進入銅鋶，降低了銅鋶的品位。 基於渣與銅鋶間l : 100的含銅分配比，利用本實用新型爐體進行貧化得到的銅 鋶品位降低，例如銅鋶的含銅<35%，從而降低棄渣中的銅含量，例如棄渣中的含銅量小於 0. 4%，由此減少了隨棄渣丟棄的銅量。 此夕卜，由於一部分硫與Fe304反應，降低了渣中的Fe304含量，從而降低渣的粘度和
熔點，有利於Cu和CuS從渣中沉降和分離進入銅鋶，提高了銅的回收率。 而且，一氧化碳與銅熔煉渣中的Fe304反應生成二氧化碳和FeO，進一步降低了爐
膛內的渣中的Fe304的含量，進一步降低渣的粘度和熔點，有利於Cu和CuS從渣中沉降和分
離進入銅鋶，提高銅回收率。 此外，一氧化碳與Cu0參與反應生成二氧化碳與Cu，增加其的比重，可增加銅鋶的
7沉降分離速度，提高了效率。 在氮氣在爐膛內的熔渣內上升的過程中，具有一定攪動作用，可使微粒含銅料的 聚合長大，加速沉降與棄渣分離。同時，氮氣在上升過程中，增加Cu0與CuS接觸、碰撞，產 生交互反應，生成Cu與S02，也有利於銅從渣中沉降分離進入銅鋶，達到進一步降低棄渣含 銅的目的，提高銅的回收率。而且，噴入的一氧化碳也具有一定的攪動作用，從而可以起到 與噴入的氮氣相同的作用。 由此，銅熔煉渣中的銅以銅鋶的形式沉降到爐膛底部而與棄渣分離，並且由於銅 鋶的品位低，從而能夠降低棄渣的銅含量，銅鋶通過爐體1上的虹吸口 12排出爐膛，銅鋶上 面的棄渣通過棄渣排放口 13排出爐膛。 當經過一段時間使用後需要更換氧氣噴槍或維修時，可以停爐，並且通過驅動裝
置5在90度的範圍內旋轉爐體l，從而便於更換氧氣噴槍和或維修操作。 儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解
在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換
和變型，本實用新型的範圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求一種銅熔煉渣電熱貧化爐，其特徵在於，包括爐體，所述爐體包括限定爐膛的爐殼和設在爐殼內壁上的耐火材料層，所述爐體具有用於向爐膛內加入銅熔煉渣和硫化劑的加料口、排放銅鋶的虹吸口、棄渣排放口、電極插孔、排煙口、和氧氣噴槍插孔，其中所述氧氣噴槍插孔形成在爐殼的底部；支承爐體的支座；氧槍噴槍，所述氧槍噴槍插入到氧氣噴槍插孔內；和電極，所述電極通過電極插孔插入到爐體內。
2. 根據權利要求1所述的銅熔煉渣電熱貧化爐，其特徵在於，所述爐體還包括形成在 爐殼底部的一氧化碳噴入口。
3. 根據權利要求2所述的銅熔煉渣電熱貧化爐，其特徵在於，所述爐體還具有形成在 爐殼底部的氮氣噴入口。
4. 根據權利要求2所述的銅熔煉渣電熱貧化爐，其特徵在於，在爐膛內在一氧化碳噴 入口和氮氣噴入口處分別設有耐火透氣磚。
5. 根據權利要求1所述的銅熔煉渣電熱貧化爐，其特徵在於，所述加料口包括第一加 料口和第二加料口，其中所述第一加料口用於向爐膛內加入銅熔煉渣且設在爐殼第一端的 端面上，第二加料口用於向爐膛內加入硫化劑且形成在爐殼的頂部。
6. 根據權利要求1-5中任一項所述的銅熔煉渣電熱貧化爐，其特徵在於，所述爐體為 臥式圓筒形容器。
7. 根據權利要求6所述的銅熔煉渣電熱貧化爐，其特徵在於，進一步包括驅動裝置，其 中在爐殼的外表面上沿周向設有齒條和支撐圈，所述支撐圈可轉動地支撐在所述支座上且 所述驅動裝置與齒條相連以驅動爐體轉動。
8. 根據權利要求6所述的銅熔煉渣電熱貧化爐，其特徵在於，爐殼的第一端具有徑向 尺寸擴大部，且所述加料口、氧氣噴槍插孔和虹吸口設在爐殼的第一端的徑向尺寸擴大部， 所述排煙口和棄渣排放口設在爐殼的第二端。
9. 根據權利要求7所述的銅熔煉渣電熱貧化爐，其特徵在於，所述支座包括 基板；支撐座，所述支撐座分別朝向爐體傾斜地安裝在基板的兩側； 中心支撐輥，所述中心支撐輥安裝在所述支撐座上；禾口兩個側部支撐輥，所述兩個側部支撐輥分別安裝在支撐座上並且分別位於中心支撐輥 的上方兩側，其中兩個側部支撐輥分別與中心支撐輥和支撐圈接觸。
10. 根據權利要求6所述的銅熔煉渣電熱貧化爐，其特徵在於，所述爐體在軸向方向上 傾斜地支撐在所述支座上，其中所述虹吸口所在的爐體第一端低於爐體的第二端。
專利摘要本實用新型公開一種銅熔煉渣電熱貧化爐，包括爐體，所述爐體包括限定爐膛的爐殼和設在爐殼內壁上的耐火材料層，所述爐體具有用於向爐膛內加入銅熔煉渣和硫化劑的加料口、排放銅鋶的虹吸口、棄渣排放口、電極插孔、排煙口、和氧氣噴槍插孔，其中所述氧氣噴槍插孔形成在爐殼的底部；支承爐體的支座；氧槍噴槍，所述氧槍噴槍插入到氧氣噴槍插孔內；和電極，所述電極通過電極插孔插入到爐體內。利用本實用新型的銅熔煉渣電熱貧化爐進行銅熔煉渣底吹電熱貧化，能夠降低棄渣中的銅含量，減少電量消耗。
文檔編號C22B7/04GK201497340SQ20092010987
公開日2010年6月2日 申請日期2009年7月21日 優先權日2009年7月21日
發明者尉克儉, 張振民, 李棟, 林曉芳, 胡立瓊, 蔣繼穆 申請人:中國恩菲工程技術有限公司