第四次课_铜精矿的闪速熔炼介绍.ppt

* 表5.3 精矿和燃料发热值的比较 名称 MJ/Kg 名称 MJ/Kg 烟煤 27.9 产出铜锍品位Cu80% 2.79 重油 43.0 产出粗铜 3.29 铜精矿（Cu29.5%,Fe26.0%, S31%)产出铜锍品位Cu51% 1.67 镍精矿（Ni7.5%,S27.8%） 产出镍锍品位Ni 34% 3.03 * 熔炼过程所需的总热量是由热平衡关系决定的： Qfu+Qai+Qrea=Qslg+Qmat+Qgas +Qlos 　 式中，热量Q的右下角标fu、ai与rea分别表示燃料燃烧热、鼓风带入的显热、和化学反应热；slg、mat、gas和los分别表示炉渣带走的热、锍带走的热、炉气带走的热和炉子的热损失。过程要实现自热，即Qfu=0，可以采取的方法有预热空气提高风温，或者减少炉气量，或者两者同时应用。近十多年来的闪速熔炼技术进步表明，提高富氧浓度，减少炉气量的途径更具有意义。 * 影响闪速熔炼的能量消耗的因素很多，主要的有能源方案的选择和组合，炉子规模，精矿品位，锍品位，富氧浓度，精矿喷嘴结构以及操作控制等。可供闪速熔炼使用的能源包括重油、煤、焦粉、天然气以及氧气等。能量消耗最终是以能量成本来体现的。见下表5.4 2、闪速熔炼能量消耗 * 表5.4 计算能耗成本的条件 项目 单位 数值 1 铜精矿成分 % Cu25,S32,Fe28,SiO24 2 燃料发热值 MJ/kg 重油41030，煤炭27215，天燃气35288（m3） 3 燃料价格 USD/t 重油120，煤炭42，天燃气0.08/（m3） 4.制氧工厂： 电耗 热电效率 kWh/m3 % USD/kWh 0.5 32 0.04 5 热风制备的热效率 % 70，假定采用与闪速炉相同种类的燃料作为热源 6 闪速炉台数 台 1 * 四、 闪速炉结构 闪速熔炼有两种基本的炉型：一种是因科闪速炉（如图5.6所示）。另一种是奥托昆普闪速炉。奥托昆普型闪速炉在50多年的发展历程中，随着生产实践中出现的各种问题，作了不断的改进。重大的变化是在炉型方面。针对熔炼过程中沉淀池内容易生成Fe3O4炉结，渣含Cu高，日本玉野冶炼厂在沉淀池内加了三根电极（如图5.7所示），以电能辅助加热，减轻了炉结，降低了渣含铜。 1、闪速炉炉型 * 图5.6 加拿大国际镍公司工业氧气闪速炉炉型 * 图5.7 日本玉野冶炼厂闪速炉炉型 * 以后该厂又通过添加焦粉，使用一氧化碳浓度控制生产的技术，取消沉淀池内电极的运行。而澳大利亚卡尔古利冶炼厂则作了另外的改进，避免了沉淀池内电极严重氧化烧损的困难，把每组呈三角形排列的两组六根电极插入沉淀池的延伸部分---贫化区。如图5.9所示。 * 图5.9 澳大利亚卡尔古利与金川冶炼厂闪速炉炉型 * 这种结构适应了含有MgO的铜镍精矿的熔炼，容易提高炉渣温度，贫化区与沉淀池中的炉渣－镍锍共同处于一个体系，既利于锍品位的调整又利于降低渣中镍、铜和钴的损失。 * 2、闪速炉的炉体结构 奥托昆普型的闪速炉由反应塔、沉淀池和上升烟道三部分组成。 反应塔呈圆筒。沉淀池是由铬镁砖砌成的矩形池子，用于暂存铜锍及熔炼渣，以使铜锍沉清分离。上升烟道是烟气导入废热锅炉的通道。 闪速炉本体主要由钢结构元件、耐火材料内衬和水冷元件构成。根据反应塔、沉淀池和上升烟道的功能不同，各部分的钢结构、耐火材料和水冷元件各有特点。 * 3、闪速炉喷嘴 在闪速炉熔炼中，干燥的浮选硫化铜精矿与熔剂、燃料以及预热空气（或富氧空气）是通过设置在反应塔上部的精矿喷嘴喷入炉内并进行混合的。 在反应塔中，精矿在距喷嘴一定距离处着火，被氧化形成炉渣和锍，精矿粉与反应用空气混合的均匀程度对精矿氧化反应起着决定作用。若混合不好，就会有局部未反应物料落入沉淀池，影响锍温度和品位，烟尘量也增大。 * 精矿喷嘴的型式会影响精矿粉的着火点、反应塔内的回流量、死区的位置、结瘤、灰渣生成以及Fe3O4生成等，即精矿喷嘴的好坏实际上会影响整个熔炼炉的运行。故闪速熔炼从1949年发展至今，喷嘴也在不断地发展完善。 二十世纪七十年代以前，精矿喷嘴都是文丘里型喷嘴，结构如图5.9所示。 * 图5.9 文丘里型精矿喷嘴 1.重油喷嘴；2.精矿溜管；3.送风管；4.精矿喷嘴本体；5.文丘里状收缩部； 6.精矿分散锥；7.精矿喷嘴圆锥 * 中央扩散型精