有色金属种类繁多,冶炼方法多种多样。有色金属工业虽然对耐火材料有些特殊要求,但由于用量不大,约为耐火材料总产量的5%,通常多是选用为钢铁或其他工业研究开发的产品,因之对耐火材料重视、研究不够,报道也不多。在有色金属工业中消耗耐火材料的大户是有色重金属(铜、镍、铅、锌)冶炼与炼铝。此文耐火砖厂家科瑞耐材为大家介绍、分析铜、镍各冶炼炉所用耐火材料。
炼镍与炼铜过程基本相似,仅在以下方面有差异:炼铜转炉的产品为粗铜,而炼镍为高冰镍(镍锍);铜电解精炼用的是铜阳极板,而镍电解精炼则是Ni3S2阳极板。为了对炼铜、炼镍过程中的熔炼、吹炼炉的作用、耐火材料使用条件有一较清楚的了解,图1示出了炼铜工业的主要流程。为了提高生产率、降低能耗、减少污染,近年来在铜、镍熔炼中,闪速炉、诺兰达炉得到了迅速发展;而传统的鼓风炉与反射炉减少。在电力便宜的地方采用矿热电炉。吹炼则仍用转炉。此外,连续炼铜与熔化电解铜的ASARCO竖炉也有一定发展。
1.闪速炉:
图2为芬兰奥托昆普型闪速炉及其使用耐火材料。贵溪冶炼厂、金川有色金属公司建有此种闪速炉。它主要由反应塔、沉淀池与上升烟道构成。
预热空气或富氧空气、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。
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。
2.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,发现损毁立即修补。