一种冶炼杂铜的精炼摇炉及其冶炼方法技术

一种冶炼杂铜的精炼摇炉及其冶炼方法，由炉体、驱动装置及富氧烧嘴、透气砖系统和烟气处理系统组成，所述炉体为一置于驱动装置上的异形水平筒体，驱动装置由含液压油缸，液压站及其控制系统的支撑部分,液压驱动部分组成；富氧烧嘴从精炼摇炉端墙插入精炼摇炉，透气砖系统由安装在精炼摇炉底板的透气砖本体及控制系统组成；烟气处理系统由余热锅炉、板式烟气冷却器、布袋收尘器、排烟风机、烟囱及环集排烟系统组成。采用该精炼摇炉能够减少能量消耗，节约更多的操作费用，有利于降低阳极铜的氧含量、减少炉结、扩大渣和熔体的交界面、有效去除有害非金属元素和缩短作业时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有色冶金设备
，特别是一种冶炼杂铜的精炼摇炉。
技术介绍
采用倾转式冶金炉冶炼杂铜的方式在国内外同行业已经很普遍，其技术装备水平参差不齐，普遍存在能耗高、尾气排放超标、水资源单耗大等诸多缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种冶炼杂铜的精炼摇炉，采用该精炼摇炉能够减少能量消耗， 节约更多的操作费用，有利于降低阳极铜的氧含量、减少炉结、扩大渣和熔体的交界面、有效去除有害非金属元素和缩短作业时间。本专利技术采取以下技术方案达到上述目的一种冶炼杂铜的精炼摇炉，由炉体、驱动装置及富氧烧嘴、透气砖系统和烟气处理系统组成。所述炉体为一异形水平筒体，精炼摇炉本体落置于驱动装置上；驱动装置由炉体支撑部件和含有液压油缸，液压站及其控制系统组成的液压驱动部件组成，通过液压驱动液压油缸伸缩，以达到倾转精炼摇炉的目的；富氧烧嘴从精炼摇炉端墙插入精炼摇炉，透气砖系统由安装在精炼摇炉底板的透气砖本体及控制系统组成；烟气处理系统由余热锅炉、板式烟气冷却器、布袋收尘器、排烟风机、烟 及环集排烟系统组成。烟气从精炼摇炉端墙另一侧排出进入烟气处理系统。精炼摇炉炉体为一异形水平筒体,底板和上盖板为弧形，四壁为垂直立墙，内衬耐火砖，炉体规格内径X内长=12000X5000mm，产阳极铜公称能力360t/炉。富氧烧嘴为长I. 3米，外径130毫米的外套管和外径98毫米的内套管组合成的， 内管通氧气，外管通天然气。透气砖系统由8块安装于精炼摇炉底板的透气砖本体及控制系统组成，从每块透气砖底部鼓入氮气，氮气流量30 120升/分钟，氮气鼓入铜熔体用于增加精炼摇炉内的传质传热，加快铜物料熔化及氧化、还原速度。烟气处理系统由余热锅炉、板式烟气冷却器、布袋收尘器、排烟风机、烟 及环集排烟系统组成，从精炼摇炉排出的烟气，流量为28500 Nm3/h，温度1200°C，最大含尘量50g/ Nm3，经过烟气处理系统净化处理后，烟气温度降到130°C，含尘量O. 05g/Nm3，通过烟囱排空。本专利技术所述的冶炼杂铜的精炼摇炉工作原理及过程杂铜冶炼工作过程分为加料熔化、氧化、还原、浇铸4个作业阶段。杂铜原料及造渣熔剂石英石和石灰石，通过精炼摇炉的两个加料门一并加入炉体内后，在高效富氧烧嘴供热下，炉内物料快速熔化并升温，精炼摇炉倾转至精炼操作角度后通过位于加料门另一侧6 根直径为22mm的不锈钢空心管中吹入压力6. 5kg/cm2、流量3000 Nm3/h的压缩空气作为氧化剂进行氧化作业，使杂铜内的杂质形成炉渣，精炼摇炉倾转至排渣角度后从出渣门排出炉渣氧化作业结束，开始进入还原期；精炼摇炉再次倾转至精炼角度，同样是这6根直径为 22mm的不锈钢空心管中吹入压力3. 5kg/cm2、流量1500 Nm3/h的CH4 ^ 92%天然气作为还原剂进行还原作业，还原作业结束后产生出合格的阳极铜。阳极铜经浇铸成合格的阳极板送电解湿法精炼，炉渣进一步处理回收其中的铜，烟气进入余热锅炉回收余热，最后经过收尘处理排空。在加料、熔化、氧化、还原、浇铸5个作业阶段状态下，透气砖系统根据不同的作业状态，分别控制8块氮气流量在30 120升/分钟变化，加快每个作业阶段的速度，节约作业时间。氧化阶段基本化学反应式 + = 2 + 还原阶段基本化学反应式=Cu2O+ CO = 2Cu+ CO2一种适合于所述的冶炼杂铜的精炼摇炉的冶炼方法，包括如下步骤加料熔化阶段炉料分批加入，加料及熔化时间总共12小时，加料熔化阶段精炼摇炉通过驱动装置驱动将炉体倾转至0°状态，即水平中间位置。杂铜原料均为外购，精炼摇炉处理平均含铜90%以上的杂铜原料，杂铜物料平均成分见表一；表一杂铜物料平均成分Cu (%)Fe (%)Sn (%)Pb (%)Zn (%)Ni (%)90O. 6O. IO. 64I. 3O. 5As (%)Sb (%)Bi (%)Au (%)Ag (%)O. 05O. 055O. 017O. 00027O.0268原料物理特性全部为固体。其中，线状直径从不到Imm到20mm不等；铜件各种形状，大小不等。加料阶段伴随着物料熔化过程，加入的固态铜物料在炉内不断的熔化，通过2个加料门，加料机不断的加入铜物料和造渣剂石英石和石灰石，采用O2浓度> 90%的富氧天然气烧嘴燃烧,天然气从烧嘴中心引入,助燃氧气与空气预先混合后从烧嘴喷口处旋转射出与天然气高速射流形成强烈的剪切、拉伸、搅拌作用，形成一个稳定燃烧回流区域，，在此区域内，燃料燃烧产生裂解，生成高辐射的碳粒及烃类混合物。烧嘴主体火焰随着混合气体的动量往外扩张，进一步混合，进行二级燃烧，完成了整个燃烧过程。各主要辅助材料的成分详见表二。表二 石灰石等熔剂化学成分及粒度名称SiO2CaO其它Fe粒度石英砂> 908<2.0<2 Omm石灰石I. 354. O44. 5O. 2<2 Omm加料熔化阶段单支富氧烧嘴天然气流量控制在400 800(Max)Nm3/h，氧气流量400 800Nm3/h,助燃空气流量2000 8000 (Max) Nm3/h,入炉物料加入重量320吨即停止加料，待物料全部熔化温度达到1130°C时，则进入氧化阶段。I、氧化阶段氧化时间6小时，氧化阶段精炼摇炉通过驱动装置驱动将炉体倾转至17°状态，即精炼侧位置。压缩空气通过分布于炉体侧的6根直径为22_的不锈钢空心管浸入铜熔体下方300mm，吹入压力6. 5kg/cm2、流量3000 Nm3/h的压缩空气作为氧化剂进行氧化作业，随着杂质的不断被氧化，与造渣剂反应产出炉渣浮于铜液表面。氧化结束后将炉体倾转至倒渣位置，将浮于铜液表面的炉渣排干净。氧化阶段结束后铜液温度达到 1180。。。2、还原阶段还原时间2小时，还原阶段精炼摇炉通过驱动装置驱动将炉体倾转至17°状态，即精炼侧位置。天然气通过分布于炉体侧的6根直径为22_的不锈钢空心管浸入铜熔体下方300mm，吹入压力3. 5kg/cm2、流量1500 Nm3/h的天然气作为还原剂进行还原作业，随着铜液中的Cu2O不断被还原，最终生成单质铜。还原结束后将炉体倾转至浇铸位置，开始进行浇铸作业。还原阶段结束后铜液温度达到1220°C。3、排烟系统精炼摇炉产出的含尘约8 50g/ Nm3，温度1200°C左右的烟气，经余热锅炉回收余热生产蒸汽，与此同时，烟气中所带烟尘也大量沉降下来；余热锅炉排出的烟气进入板式烟气冷却器，经板式烟气冷却器冷却降温后，与环境集烟系统约80°C的环境烟气混合，使烟气温度进一步降低，混合后的烟气进入布袋收尘器进行净化，从布袋收尘器出来的烟气含尘浓度降至50mg/ Nm3以下，然后烟气汇合进入烟囱进行排放。本专利技术的突出优点在于I、采用O2浓度> 90%的富氧天然气烧嘴燃烧，烧嘴的压力损失比常规烧嘴低，可以最大限度的减少能量消耗，节约更多的操作费用。烧嘴控制过程中，随着负荷变化及工艺要求，氧气、燃料和空气流量可进行比例调节，最终达到燃料与过量氧的理想混合与燃烧。使得燃烧更加充分，有利于节约能源提高燃烧效率，减少烟气有害成分的排放，加快原料熔化速度。2、在精炼摇炉底部添加透气砖系统，其作用是在摇炉作业期间持续提供的氮气对炉内铜液进行类似于喷泉状的搅拌，有利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李赋屏，黄雁，范翔，陈波，邓敏隶，周瑞生，张兴勇，
申请(专利权)人：广西有色再生金属有限公司，
类型：发明
国别省市：