铜冶炼技术及设备.pptVIP

一、炼铜原料与炼铜工艺 炼 铜 原 料 硫化矿：铜或铜铁硫化物，由原生硫化矿如黄铜矿（CuFeS2)、斑铜矿（Cu5FeS4)等和次生硫化矿如辉铜矿（Cu2S）、铜蓝等 氧化矿：碳酸盐、氧化物、硅酸盐、硫酸盐 废铜、铜合金、含铜废料等二次物料 炼铜工艺技术 火法工艺（选矿-熔炼-精炼工艺）：传统炼铜工艺，适合处理硫化矿，占矿铜产量的75%~80% 湿法工艺（浸出-萃取-电积） ：上世纪70年代中期后兴起，适合处理氧化矿和次生硫化矿，还用于处理浮选尾矿、废矿、旧矿和断裂的矿体；硫化矿采用细菌浸出。占矿铜产量的25% 再生铜：1/3熔炼-精炼，2/3直接生产铜产品。不同的原料采用不同的熔炼工艺 炼铜工艺的比较 火法工艺：受到环境和成本的压力，传统工艺逐步为现代强化熔炼工艺所取代，生产规模不断扩大，成本优势明显，硫的捕集率超过99%，改变了高能耗、高污染的形象 湿法工艺：火法难以利用的铜原料，包括低品位废石的利用；尾矿处理；难选硫化矿；难熔矿；废弃的矿山；开采成本很高的深矿井；高杂质（As、Sb、Bi）原料，多金属（Ni、Co、Zn)原料。小规模生产的投资低，生产成本低成本低，不生产硫酸，无SO2污染。操作简单，在矿山附近就近生产。贵金属回收困难，回收率不确定。处理黄铜矿精矿的湿法工艺还没有工业应用，存在技术障碍。 再生铜：单位能耗为矿产铜的20%，每利用1吨废杂铜，可少开采矿石130吨，少产生2吨SO2 和100多吨工业废渣，节约用水535立方米 二、火法炼铜工艺的进展 硫化铜精矿火法冶炼的特点 精矿中的S和Fe与氧反应，大量放热，过程可以自热进行，无需燃料。 精矿的S氧化产生的SO2生产硫酸副产品；SO2必须有效捕集，否则将造成环境污染 铜精矿80%小于200目（-74μ），通过工业氧可以实现强化熔炼，产能大。 铜精矿中的金、银、铂、钯等稀贵金属在铜冶炼中随铜富集，回收率可以达到98% 传统炼铜工艺 传统熔炼工艺的问题 ●传统熔炼工艺：反射炉、电炉、鼓风炉，以反射炉为主； ●熔炼强度低：送风氧浓低，冰铜品位低，生产效率低，能耗高，成本高 ●生产能力低：单炉年产铜几千吨到几万吨 ● 环境污染严重：SO2回收率低 ●自动化程度低，劳动强度大 ● 60年代后期世界各地纷纷研究强化熔炼工艺 现代强化熔炼工艺 现代强化熔炼工艺的特点 产能大：单套系统最大铜产能超过40万吨/年 送风氧浓高：闪速熔炼氧浓达90%，ISA、三菱、诺兰达熔炼氧浓达到65%，55%和45% 自热或半自热熔炼：有效利用硫化矿物燃烧所产生的热量； 冰铜品位高：均超过60%，可以高达75% 现代强化熔炼工艺的特点 高熔炼强度：闪速熔炼单炉铜精矿处理量首先突破100万吨/年以上；Isa炉单炉铜精矿处理量达到130万吨/年；三菱炉精矿处理量将超过100万吨/年（温山）。 硫捕集率高，环保好：一般均超过95%。闪速熔炼和三菱熔炼超过了99%，吨铜S的排放量不到2kg，是最清洁的铜冶炼工艺 工艺控制自动化程度高：闪速炉实现了计算机在线控制。 主要强化熔炼工艺的应用情况 主要强化熔炼工艺的比较 业内认可的先进熔炼工艺 闪速熔炼和熔池熔炼： ※Outokumpu闪速熔炼 ※ 浸没喷枪式熔炼（ISA/Ausmelt） ※ 三菱熔炼 闪速熔炼技术的进展 闪速炼铜工艺 ●第一座炼铜闪速炉于1949年在芬兰哈里亚瓦尔塔冶炼厂投入工业生产；目前还用于镍精矿的熔炼；1978年开始进行铜精矿的一步炼铜；1995年开始进行冰铜的吹炼。 ●至今已有40台炼铜闪速炉建成投产，目前在运行的有37台（其中有3台一步炼铜闪速炉，2台冰铜吹炼闪速炉），6台炼镍闪速炉在生产。 ●炉体冷却结构的改进、冷却强度的提高，闪速炉的单炉产能提高，最大达到原设计的3.65倍；闪速炉的炉寿命延长，最长达到15年，一般10年左右 闪速熔炼的技术进展 生产能力连续提高：贵溪、金隆、玉野、东予、佐贺关等 单个精矿喷嘴取代原有的4个喷嘴，喷嘴结构连续改进 炉体结构连续改进和冷却的强化 关键设备的技术逐步成熟：大型蒸汽干燥机，干矿浓相输送，失重计量加料系统（LIW和Air-slide），废热锅炉 工艺控制数学模型的开发和应用；计算机仿真技术的应用 富氧代替预热鼓风，送风氧浓提高，烟气SO2浓度提高 冰铜品位提高 贫化电炉能耗降低，冰铜品位提高，渣含铜控制 闪速炉扩产实例 浸没喷枪顶吹技术（TSL）的进展 -----艾萨/奥斯麦特熔炼 Ausmelt工艺炼铜业绩 ISA工艺炼铜业绩 ISA/Ausmelt熔炼的特点 原料的适应性很强：铜、铅、镍、锡精矿，铜、铅废杂料等再生冶炼，精矿成分和性质要求不如闪速炉严格 备料简单：可以处理湿料、块料、垃圾等，不需要特别的备料，湿料、块料可以直