火法炼铜是当今生产铜的主要方法,占铜产量的80%~90%。火法炼铜的优点是原料适应性强,能耗低,效率高,金属回收率高。火法炼铜工艺分为两类:一是传统工艺:如鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼;二是现代强化工艺:如闪速炉熔炼、熔池熔炼。火法工艺过程主要包括四个主要步骤:造锍熔炼、铜锍(冰铜)吹炼、粗铜火法精炼和阳极铜电解精炼。

火法冶炼工艺分类

(1)闪速熔炼

闪速熔炼(flash smelting)包括因科(Inco)闪速炉、奥托昆普(Outokumpu)闪速炉和旋涡顶吹熔炼(ConTop)3种。闪速熔炼是充分利用细磨物料巨大的活性表面,强化冶炼反应过程的熔炼方法。将精矿经过深度干燥后,与熔剂经干燥一起用富氧空气喷入反应塔内,精矿粒子在空间悬浮1-3s时间,与高温氧化性气流迅速发生硫化矿物的氧化反应,并放出大量的热,完成熔炼反应即造锍的过程。反应的产物落入闪速炉的沉淀池中进行沉降,使铜锍和渣得到进一步的分离。这种方法主要用于铜、镍等硫化矿的造锍熔炼。

(2)熔池熔炼

熔池熔炼包括特尼恩特炼铜法、三菱法、奥斯麦特法、瓦纽柯夫炼铜法、艾萨熔炼法、诺兰达法、顶吹旋转转炉法(TBRC)、白银炼铜法、水口山炼铜法和东营底吹富氧熔炼法等。熔池熔炼是在细小的硫化精矿加入熔体的同时,向熔体鼓入空气或工业氧气,在剧烈搅拌的熔池内进行强化熔炼。由于鼓风向溶池中压人了气泡,当气泡通过熔池上升时,造成“熔体柱”运动,这样便给熔体输入了很大的功能。它的炉型有卧、立式、回转式或固定式,鼓风方式有侧吹、顶吹、底吹三种。

闪速炉

芬兰奥托昆普型闪速炉主要由反应塔、沉淀池与上升烟道构成。热空气或富氧空气、干燥后的精矿与熔剂从反应塔顶喷入炽热的反应塔内,精矿中的硫和铁立即发生氧化反应,速度极快,生成冰铜或冰镍(铜锍或镍锍)并初步造渣,落入沉淀池后,进一步造渣并完成冰铜与炉渣的分离,冰铜定时放出送转炉吹炼,炉渣连续流入渣贫化电炉,烟气回收制硫酸。

【有色冶金】火法铜冶炼工艺及其热工设备介绍

塔的上部由于氧分压较高、温度较低,塔壁形成了Fe3O4保护层。塔的下部温度高并受熔体沿表面迅速流动与冲刷,炉衬易磨损、熔蚀;沉淀池池墙渣线区由于大量高温熔渣流动,墙衬也易熔损;因此在这些部位都砌熔铸镁铬砖并有水冷铜套加以保护。塔顶与沉淀池顶用烧成镁铬砖吊挂砌筑。为避免Fe3O4在炉底析出,炉底隔热要好,隔热层上砌粘土砖,上为镁铬捣打层,再砌镁铬砖。

诺兰达炉(ReactorNoranda)

诺兰达熔炼炉为卧式圆筒形熔池熔炼炉。大冶冶炼厂和沈阳冶炼厂建有此种炉,精矿与熔剂由抛料机经炉体一端的端墙抛入炉内。在这一端还设有燃烧器提供辅助热量。在靠加料端圆筒体下部一侧设有一排风口,以鼓入富氧空气。炉体的另一端,端墙下有放渣孔。靠放渣端沉淀区底部圆筒体一侧有冰铜放出口,定时放出冰铜。烟气从放渣端圆筒体顶部的炉口排出。

诺兰达炉易损部位是:风口、风口区和渣线区,此处耐火材料使用情况应定期检查,发现损毁应立即修补。

【有色冶金】火法铜冶炼工艺及其热工设备介绍

白银炉

白银炉是我国研制开发的。基本原理与加拿大诺兰达炉相近。采用富氧鼓风使精矿中的硫、铁氧化,放出的热达到自热熔炼。也是熔池熔炼。

白银炉为一固定式长方形炉,炉内熔池有一隔墙,将其分成为熔炼区和沉淀区两部分;实现了在一个炉内动态熔炼和静态的熔渣和冰铜分离。在熔炼区拱顶设有加料口,铜精矿与熔剂经加料口投入熔炼区。落入熔池的炉料立即散布于由风口鼓入富氧空气所激烈搅动的熔体之中,迅速完成氧化反应和造渣反应:

3Fe3O4+FeS+5SiO2→5(2FeO·SiO2)+SO2↑

并由于下面反应避免了Fe304的生成。熔炼区生成的高温熔体,通过隔墙下通道进入较平静的沉淀区,进行熔渣和冰铜的分离。熔渣和冰铜分别经渣口与虹吸口放出。

白银炉的炉衬易损部位是:熔炼区风口部位、熔炼区炉拱及中部隔墙附近的炉墙,以及沉淀区的渣线部位。

其他铜冶炼炉

熔炼炉:精矿从炉顶喷入,炉顶边侧设有燃烧器补充热量。产生的冰铜和熔渣通过溢流口,经流槽流进贫化电炉。流槽设有煤气喷嘴以保温。

炉渣贫化电炉:炉渣与冰铜在电炉内分层,冰铜由虹吸口经流槽流入吹炼炉,上层炉渣在加入的焦炭粉作用下还原贫化,成为弃渣。

吹炼炉:炉顶部设有喷枪,以喷入石英石与氧气,连续地吹炼成粗铜。由于吹炼炉为连续式生产,耐火材料无结构剥落问题,因此该吹炼炉炉衬寿命较长。 

科瑞动态

  • 【耐材百科】钢包底吹氩透气砖的工作环境及其常见材质

    【耐材百科】钢包底吹氩透气砖的工作环境及其常见材质

    钢包底吹氩工艺是 LF 炉精炼过程中十分重要的环节,它的作用是对钢水进行搅拌。钢水加热、成分调整、去除夹杂物等工序均在不断地吹氩搅拌使钢水循环流动中完成。钢包底吹透气性对炉外精炼的影响是非常大的,如果钢包底吹透气砖不透气或透气量小,钢水精炼工作根本无法完成。 何为透气砖?透气砖的作用实际上就是氩气吹人钢水的通道。其工作的基本原理是: 氩气通过透气砖芯的狭缝进人钢水中,以气泡形式分散于钢水并上浮,周围的钢水受浮力的驱动,在透气砖上方形成向上流股,到达钢液顶部,向水平方向转向,然后沿钢包壁…

    耐材百科 2023 年 4 月 18 日
  • 【耐材百科】浇注料容易发生爆裂情况,这些方法你试了吗?

    【耐材百科】浇注料容易发生爆裂情况,这些方法你试了吗?

    以微粉引入为特征高技术浇注料因具有致密度高、耐火性能好、抗渣性能优良等优点而广泛用于钢铁工业中。但同时也带来了一些缺点,如瞬时凝结、延迟硬化和瞬时流动性丧失等,特别是在烘烤过程中比一般浇注料更易发生爆裂,严重时使施工体整体破坏,给用户带来损失,造成较坏的影响。添加防爆纤维是浇注料有效防爆措施之一。纤维防爆原理是浇注料受热后纤维迅速收缩或分解,并同时在浇注料中形成气孔通道,从而让浇注料因受热而产生的水蒸气迅速扩散挥发出去。 浇注料内的水蒸气及时扩散出去而不在浇注体内集聚形成较大压力,则浇注体不会发…

    耐材百科 2023 年 5 月 10 日
  • 耐火材料施工过程的六个注意事项,谨记!

    耐火材料施工过程的六个注意事项,谨记!

    再谈耐火材料施工 这六个注意事项 也许我们都知道 但小瑞还是要在这里发一次 不为别的 只希望您能够再重视一点 “三份材料 七分施工” 耐火材料的施工真的很重要 如果您千辛万苦采购到的耐火材料 因为施工中某些“点”的失误 导致窑炉运转不及预期 那就得不偿失了 当然,如果您嫌麻烦 交给我们吧 完备的技术支持和施工服务 统统给到您 在施工之前,首先要仔细选择合适的耐火材料。不同的应用场景需要使用具有不同性能特点的材料。例如,高温环境下可能需要使用耐火砖,而耐腐蚀性能较好的耐火浇注料适用于化工行业。确保…

    耐材百科 2023 年 7 月 14 日
  • 揭秘干式耐火振捣料的多彩世界

    揭秘干式耐火振捣料的多彩世界

    耐火材料作为高温工业中不可或缺的基础材料,其性能的优劣直接关系到工业生产的安全与效率。在众多耐火材料中,干式耐火振捣料因其独特的施工方式和优异的使用性能,被广泛应用于各种工业炉窑的内衬建设中。 干式耐火振捣料是一种预先混合好的耐火材料,它包含了耐火骨料、粉料以及适量的结合剂。这种材料的最大特点是可以通过振捣的方式进行施工,从而实现紧密填充和高强度的结合。 干式耐火振捣料的分类 1. 根据结合剂的不同a. 水合结合振捣料 这类振捣料以水泥或其他无机物作为结合剂,通过水分的蒸发和化学反应固化成型。它…

    耐材百科 2024 年 4 月 10 日

联系我们

158-3805-3888

在线询价:1717402540-bf431eac096e8a7318e246912d8e93c

耐火材料指标、价格、货期、使用等任何问题,欢迎咨询

微信询价