一种消减沉降电炉黏渣层的方法技术

本发明专利技术公开了一种消减沉降电炉黏渣层的方法，包括：(1)分别制备消减剂A以及B和C；(2)在正常生产中的电炉，用炉顶取样杆测量黏渣层厚度h，并将取样杆上悬挂的上部炉渣、中部黏渣送化验室化验分析，根据黏渣层厚度h和炉渣、黏渣化学成分选择相应的消减剂，将消减剂从电炉顶部观察孔、进料口投放进熔池，消减剂直接落入渣层与冰铜中间的黏渣层对黏渣进行还原贫化，将黏渣层消减控制在0～200mm。本发明专利技术可有效降低沉降电炉熔体磁性铁含量，将Cu、Ni、Co的氧化物造锍，抑制磁性铁和Cu、Ni、Co的氧化物在炉底粘附形成炉结。炉底粘附形成炉结。炉底粘附形成炉结。

【技术实现步骤摘要】
一种消减沉降电炉黏渣层的方法


[0001]本专利技术涉及有色金属冶炼
，更具体的说是涉及一种消减沉降电炉黏渣层的方法。

技术介绍

[0002]铜精矿进顶吹炉造锍熔炼，强氧势下冶炼产出的渣、锍(冰铜)混合物送到沉降电炉进行渣、锍沉降分离，渣层和冰铜层中间会形成一层黏渣。此层黏渣通常Fe3O4、MgO、Cu含量都很高，此层黏渣如得不到有效控制易导致炉渣磁性升高，粘度变大，渣含铜高，渣锍沉降分离效果差；黏渣粘附在炉底形成炉结，减少了电炉有效容积空间；渣、锍排放不畅等恶性后果；黏渣层得不到有效控制让铜冶炼企业苦不堪言，处置不当或处置不及时会导致冶炼炉死炉，甚至引发泡沫渣事故。同行有喷吹还原剂、熔剂+搅拌的方法对电炉渣进行还原贫化，但电炉没有足够宽阔的容积空间满足熔体膨胀要求，炉顶还易形成结焦；同行也有向炉内投放生铁和固体还原剂进行还原贫化的，但还原剂要么沉到炉子底部，要么漂浮在熔池表面，无法对高磁性黏渣做高效还原贫化，碰到MgO含量高的炉渣更是不如人意。
[0003]因此，如何安全、高效排除电炉黏渣带来的危害是现代铜冶金关注的焦点和技术难题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种消减沉降电炉黏渣层的方法，以解决现有技术中的不足。该方法可快速有效降低黏渣层，抑制炉底冻结层生长，改善渣、锍沉降分离效果和排放流动性，从而优化铜火法冶炼工艺。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种消减沉降电炉黏渣层的方法，包括以下步骤：
[0007](1)将碳粉、石英粉、硫铁矿粉、铜锍粉按质量比4:1:1：mA加10％的水混匀，送对辊式压粒机压成Φ＝4～8mm的颗粒状消减剂A，风干装袋备用；将碳粉、硫铁矿粉、铜锍粉按质量比4:1：mB加10％的水混匀，送对辊式压粒机压成Φ＝4～8mm的颗粒状消减剂B，风干装袋备用；将碳粉、石英粉、铜锍粉按质量比4:1：mC加10％的水混匀,送对辊式压粒机压成Φ＝4～8mm的颗粒状消减剂C，风干装袋备用；
[0008](2)正常生产中的电炉，用炉顶取样杆测量黏渣层厚度h，并将取样杆上悬挂的上部炉渣、中部黏渣送化验室化验分析(取样杆下进熔池需静置2min左右，炉渣、黏渣会分层粘附在取样杆上)。根据黏渣层厚度h和炉渣、黏渣化学成分选择合适的消减剂，将消减剂从电炉顶部观察孔、进料口投放进熔池，消减剂直接落入渣层与冰铜中间的黏渣层对黏渣进行还原贫化，将黏渣层消减控制在0～200mm之间。
[0009]配制消减剂的四种配料在常温常压下不发生化学变化，消减剂投入电炉后，消减剂中的铜锍在高温下熔化(炉内熔池温度1240～1320℃，铜锍熔点为950℃～1050℃)，随即离解释放出碳、石英、硫铁矿对电炉黏渣进行还原贫化。
[0010]熔化的冰铜接触高磁性黏渣后，大量冰铜熔化后沉入冰铜层，少量冰铜与Fe3O4发生交互反应：
[0011]Cu2S+3Fe3O4＝Cu2O+9FeO+SO2[0012]FeS+3Fe3O4＝10FeO+SO2[0013]离解释放出来的C对Fe3O4进行强还原：
[0014]C+Fe3O4＝3FeO+CO
[0015]Fe3O4+CO＝3FeO+CO2[0016]硫铁矿分解并还原Fe3O4，将Cu2O、NiO、CoO造锍沉进冰铜层：
[0017]2FeS2＝2FeS+S2[0018]S2+4Fe3O4＝12FeO+2SO2[0019]FeS+Cu2O＝Cu2S+FeO
[0020]6NiO+6FeS＝2Ni3S2+6FeO+S2[0021]CoO+FeS＝CoS+FeO
[0022]FeS+Cu2S+Ni3S2+CoS
→
锍
[0023]离解释放出的SiO2将还原反应产出的FeO，粘渣中的MgO造渣脱除：
[0024]2FeO+SiO2＝2FeO
·
SiO2(铁橄榄石)
[0025]MgO+SiO2＝MgO
·
SiO2(镁橄榄石)
[0026]MgO含量≤1.6的粘渣，控制炉渣1.2≤FeO/SiO2≤1.4；3.5＜CaO％≤6，对高MgO粘渣层进行消减时，需控制顶吹炉排放的炉渣CaO含量为3～3.5％，相当于降低CaO含量，用MgO替代CaO来调节炉渣的酸碱度(顶吹炉熔炼铜精矿采用FeO+SiO2+CaO三元系炉渣)。
[0027]所述的用于配制消减剂的碳粉为固定碳含量≥90％的无烟煤粉末；所述石英粉SiO2含量＞90％；所述铜锍55％＜Cu＜65％，7％＜Fe＜15％，14％＜S＜20％；所述硫铁矿粉含FeS＞85％。
[0028]本专利技术所述配制的消减剂分别为：消减剂A、消减剂B、消减剂C；三种消减剂的比重都大于炉渣，小于冰铜，且与黏渣比重相近。消减剂A在配置时碳粉、石英粉、硫铁矿粉的质量比为4:1:1，通过调节铜锍粉的配入量调节消减剂A的比重，m
A
的值由计算求得；消减剂B在配置时碳粉、硫铁矿粉的质量比为4:1，通过调节铜锍粉的配入量调节消减剂B的比重，m
B
的值由计算求得；消减剂C在配置时碳粉、石英粉的质量比为4:1，通过调节铜锍粉的配入量调节消减剂C的比重，m
C
的值由计算求得；消减剂A、B、C各组分的配比可根据生产需求小范围调整。
[0029]所述消减剂A、B、C铜锍粉配入量m
A
、m
B
、m
C
的计算方程式为：
[0030][0031][0032][0033]所述ρ
碳
、ρ
石英
、ρ
硫铁矿
、ρ
锍
为无烟煤、石英、硫铁矿、铜锍的标况比重，由未破碎前的物料用固体密度测量仪测量所得、ρ
黏渣
为电炉黏渣的比重，配料计算时ρ
黏渣
取值以4g/cm3为宜。
[0034]本专利技术所涉及的物质都不是纯净物，不同批次的同种物料比重都有偏差，为确保配制好的消减剂能够落入黏渣层，配制消减剂的碳粉、石英粉、硫铁矿粉、铜锍的比重都要现场测量。
[0035]无烟煤比重1.4～1.6g/cm3[0036]石英砂比重2.2～2.7g/cm3[0037]炉渣比重3.2～3.8g/cm3[0038]黏渣比重3.7～4.4g/cm3[0039]冰铜比重4.7～5.5g/cm3，熔点950～1050℃
[0040]硫铁矿比重4.4～4.8g/cm3，熔点1193℃
[0041]消减剂配制好后用固体密度测量仪检验其比重，务必满足：ρ
炉渣
＜ρ
消减剂
＝ρ
黏渣
＜ρ
锍
；
[0042]为高效、安全地改善电炉炉况，黏渣层厚度不同、黏渣成分不同，消减剂的使用种类、投加频次、投入量、控制参数也不尽相同，具体按下表所述控制：
[0043][0044][0045]如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消减沉降电炉黏渣层的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将碳粉、石英粉、硫铁矿粉、铜锍粉加水混匀，得消减剂A，备用；将碳粉、硫铁矿粉、铜锍粉加水混匀，得消减剂B，备用；将碳粉、石英粉、铜锍粉加水混匀,得消减剂C，备用；(2)在正常生产中的电炉，用炉顶取样杆测量黏渣层厚度h，并将取样杆上悬挂的上部炉渣、中部黏渣送化验室化验分析，根据黏渣层厚度h和炉渣、黏渣化学成分选择相应的消减剂，将消减剂从电炉顶部观察孔、进料口投放进熔池，消减剂直接落入渣层与冰铜中间的黏渣层对黏渣进行还原贫化，将黏渣层消减控制在0～200mm。2.根据权利要求1所述的一种消减沉降电炉黏渣层的方法，其特征在于，所述消减剂A具体为：将碳粉、石英粉、硫铁矿粉、铜锍粉按质量比4:1:1：m
A
加10％的水混匀，送对辊式压粒机压成Φ＝4～8mm的颗粒状消减剂A。3.根据权利要求1所述的一种消减沉降电炉黏渣层的方法，其特征在于，所述消减剂B具体为：将碳粉、硫铁矿粉、铜锍粉按质量比4:1：m
B
加10％的水混匀，送对辊式压粒机压成Φ＝4～8mm的颗粒状消减剂B。4.根据权利要求1所述的一种一种消减沉降电炉黏渣层的方法，其特征在于，所述消减剂C具体为：将碳粉、石英粉、铜锍粉按质量比4:1：m
C
加10％的水混匀,送对辊式压粒机压成Φ＝4～8mm的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，郭江，陈钢，罗永春，刘国辉，李正中，孙佳，李帆，张平，田锦祥，张永林，吴云坤，李波黑，李攀，白学文，
申请(专利权)人：云南锡业股份有限公司铜业分公司，
类型：发明
国别省市：