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铅富氧闪速熔炼法节能减排效果与分析

铅富氧闪速熔炼法节能减排效果与分析
铅富氧闪速熔炼法节能减排效果与分析

闪速熔炼炉安装方案

1.工程概况 1.1 工程特点 中铝东南铜业铜冶炼基地项目工程铜冶炼采用了闪速熔炼炉和闪速吹炼炉的“双闪”工艺。两台闪速反应炉体是本工程的核心设备,基本结构类似,主要包括沉淀池底部钢结构、炉体主钢架、反应塔及上升烟道筒体、沉淀池框架及侧板结构、水冷元件、耐火砌体、喷嘴及各种烧嘴等。沉淀池位于混凝土基础上,反应塔与上升烟道悬挂于炉体主钢架上,水冷元件(铜水套)遍布于反应塔、上升烟道、沉淀池各部位的耐火砌体中,给入炉料、富氧空气的喷嘴和供氧烧嘴布置在反应塔顶部。 根据上述结构特点,两炉的安装所采用的工艺及方法相同,以下根据以往我公司安装、改造过的闪速熔炼炉、闪速吹炼炉的实际经验简述两台闪速炉的安装方法和技术特点。 1.2熔炼炉概况 (1)、熔炼炉概况 1)、闪速熔炼炉具有节能环保的优点,它利用铜精矿巨大表面面积的粉状物料,在炉充分与氧接触,在高温下,以极高的速度完成硫化物的可控氧化反应。反应放出大量热,供给熔炼过程,使用含硫高的物料,有可能实现自热熔炼。闪 )浓度高的特点。 速炉具有生产率高、能耗低、烟气中二氧化硫(SO 2 2)、闪速熔炼炉主要用于铜、镍等硫化物 精矿熔炼,闪速熔炼是充分利用细磨物料的巨 大活性表面,强化冶炼反应过程的熔炼方法。 这种方法主要用于铜、镍等硫化矿的造锍 熔炼(铜、镍、钴火法炼制过程中的一个重要 工序)。闪速熔炼脱硫率高,有利于二氧化硫 的回收,并可通过入炉的氧量,在较大围控制 熔炼过程的脱硫率。 (2)、熔炼炉组成及特点与发展 1)、中铝东南铜业铜冶炼基地项目工程闪速炉具备年产量40万吨阴极铜的处理能力,这是其他传统冶金炉不能比拟的,1996年在美国Kenncott冶炼厂,

冰铜(铜锍)PS转炉熔炼法的工艺过程以及其他吹炼工艺

3、简述冰铜(铜锍)PS转炉熔炼法的工艺过程,并举出两种现今工业上采用的其他吹炼工艺,进行简单介绍。(附参考文献) 3.1冰铜吹炼实质 冰铜是Cu-Fe-S体系,主要成分是Cu2S和FeS,此外,还有少量的PbS、ZnS、Ni3S2、Fe3O4等。 吹炼的目的:通过氧化除去冰铜中的Fe和S以及部分其他有害杂质,从而将冰铜转变成粗铜。 吹炼是周期性作业:造渣期——FeS强烈氧化生成FeO,并放出SO2气体,冰铜(Cu2S和FeS等)变成白冰铜(Cu2S);造铜期——Cu2S氧化成CuO,并与为氧化的Cu2S反应生成金属Cu和SO2。 1.造渣反应 这个阶段将冰铜(Cu2S和FeS等)变成白冰铜(Cu2S)。 首先将FeS氧化造渣并放出大量热 2FeS+3O2→2FeO+2SO2 2FeO+SiO2→2FeO·SiO2 FeO还会被氧化成Fe3O4进而造渣: 6FeO+O2→2Fe3O4 3Fe3O4+FeS+5SiO2→5(2FeO·SiO2)+SO2 2.造铜反应 造渣反应阶段除渣后,得到白冰铜,进一步吹炼得到粗铜: 2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2 Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2 经冰铜转炉吹炼得到的粗铜还含有其它的少量杂质元素,如Fe、Pb、Zn、Ni、As、Sb、S、Au、Ag等,因此,需进一步进行火法精炼,制成阳极铜以便电解。 3.2转炉吹炼 在转炉铜锍吹炼过程中,当熔体中FeS氧化造渣被除去后,炉内仅剩Cu2S(即白冰铜),Cu2S继续吹炼氧化生成Cu2O,Cu2O再与未被氧化的Cu2S发生交互反应获得金属铜。 转炉吹炼中造渣期是分批将铜锍注入转炉中,逐渐富集从而获得足够数量的白铜锍(Cu2S)。在吹炼操作时,把炉子转到停风位置,装入第一批铜锍,一般到风口浸入液面下200mm左右为宜。然后旋转炉体到吹风位置,边旋转边吹风,数分钟后加入石英溶剂。当温度升高至1200-1250℃时,把炉子转到停风位置,

闪速熔炼炉炉前岗位安全操作规程标准范本

操作规程编号:LX-FS-A91302 闪速熔炼炉炉前岗位安全操作规程 标准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写:_________________________ 审批:_________________________ 时间:________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑

闪速熔炼炉炉前岗位安全操作规程 标准范本 使用说明:本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束,并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则,使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整,套用时请仔细阅读。 1排渣和排铜的准备 a.排铜、排渣时,穿好隔热服、工作鞋,戴好防护面罩,厚布手套。 b.加强标准化点检,按要求检测两炉的液面和铜、渣温度,并作记录。 c.加强铜、渣流槽和水套的冷却水的确认工作,以避免冰铜与水接触发生爆炸。 d. .排铜、排渣前要仔细检查铜、渣流槽和水套的损伤程度,不符合规定的禁止使用并更换。 e.严禁用大锤、钢钎等工具重击铜槽和水套表

面。 f. .排铜、排渣前要仔细检查连接软管有无破损和接口不严密的状况,不符合规定的禁止使用并更换。 2闪速熔炼炉排铜操作 a.检查水淬水压、流量正常,粒化系统正常运行,事故水和仪表阀5处于应急状态。 b.检查流槽盖板密封完好,流槽保持干燥,流槽环集系统运行正常。 c.将选择的排冰铜口周围清理干净,稍开氧气阀(≤0.2MPa)。 d.一人开氧,一人烧口。开启氧气时,要缓慢平稳,并严禁戴有油污的手套;烧口时,吹氧管要缓慢水平推进;冰铜流出后,迅速关闭氧气阀,拔出吹氧管。

闪速熔炼炉工艺培训

闪速熔炼炉工艺培训 祥光铜业潘如春 1、铜精矿的成分 自然界的铜主要以硫化矿和氧化矿形式存在,特别是硫化矿分布最广。硫化矿采用火法冶炼进行处理,氧化矿用湿法进行处理。我们处理的铜精矿均为硫化矿, 铜精矿一般由黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、硫铁矿(FeS2)等其中两种或两种以上混合而成,并含有一定的脉石成分(SiO2、Al2O3、CaO、MgO等)及金属的氧化物如氧化镁,氧化铝等。熔炼炉入炉物料主要为硫化物和较少的氧化物。硫化物组成成分有:CuFeS2、CuS、Cu2S、FeS2、FeS、ZnS、PbS、NiS等。氧化物有:SiO2、Al2O3、CaO和MgO 等以及Fe2O3、Fe3O4、Cu2O、CuO、ZnO、NiO、MeO·Fe2O3。 闪速炉对原料要求较高,对物料的粒度、水份都有很高的要求。闪速炉实现的是自热反应,在冶炼过程中不需要外部供热(或需要很少的热量),所有对混合精矿的化学成分也有要求,对铜精矿的含铜和S/Cu有一定要求,过高的S/Cu造成反应热量多,过低的S/Cu造成反应热量低(烟灰和吹炼炉渣等冷料处理不掉)。 2、FSF配料计算 按车间配料单(《配料计划变更指令书》)在熔炼计算机数模中,设定铜精矿、FCF渣、渣精矿等配料比例,然后计算出所需要的石英沙配比,从而得到入炉混合精矿的成分。 根据石英沙比例,我们可以保证反应得出的渣型合理。 配料计算得到的混合精矿成分是FSF炉况控制的基础。 配料的准确性非常重要,将直接关系到炉况控制的精确性。 3、熔炼反应过程 1)高价硫化物的热分解

熔炼未经焙烧或烧结处理的生精矿或干精矿时,炉料中含有较多的高价硫化物,在熔炼炉内被加热后,离解成低价化合物,主要反应有: 2FeS2(s)→2FeS(s)+S2(g) (2-1) 300℃开始,560℃激烈进行: 2CuFeS2(s)→Cu2S(s)+2FeS(s)+1/2S2(2-2) 550 ℃开始: 2CuS(s)=Cu2S(s)+1/2S2(2-3) 400 ℃开始,600 ℃激烈反应。 2)硫化物氧化 在现代强化熔炼炉中,炉料往往很快地就进入高温强氧化气氛中,所以高价硫化物除发生离解反应同时,还被直接氧化。主要的氧化反应有: 高价硫化物的直接氧化 2CuFeS2+5/2O2=(Cu2S·FeS)+FeO+2SO2(2-7 ) 2FeS2+11/2O2= Fe2O3+4SO2(2-8 ) 3FeS2+8O2= Fe3O4+6SO2(2-9 ) 2CuS+O2=Cu2S+SO2(2-10) 低价的化合物的氧化反应 2FeS(l)+3O2(g) = 2FeO(g)+2SO2 (g) (2-11) 10Fe2O3(s)+FeS(l) = 7Fe3O4 (s)+SO2 (g) (2-12) 2Cu2S(l)+3O2 (g) = 2Cu2O(l)+2SO2 (g) (2-13) Cu2O(l)+FeS(l)= Cu2S+FeO 其它有色金属硫化物(NiS、PbS、ZnS等)也会被氧化成相应的氧化物。 在强氧化气氛下,还会发生下列反应时,Fe3O4生成量较多。Fe3O4容易在炉壁形成挂渣,在炉底析出形成炉底粘结,对炉体耐火材料起保护作用。 3FeO(l)+1/2O2 = Fe3O4 (S) (2-14) 3)沉淀池造渣反应 2FeO(l) + SiO2 =2Fe O·SiO2 (2-15) 炉渣是以2FeO·SiO2(铁橄榄石)为主的氧化物熔体。 铜锍与炉渣互不相溶,且密度各异从而分离。 在氧化气氛的造锍熔炼中,只能依靠与FeS的作用来还原,即: 3 Fe3O 4 (s)+[FeS] = 10(FeO)+SO2 (g) ΔGo=761329-455千焦(2-16) 式中()为渣相,[ ]为冰铜相。反应要在1400℃以上才能向右进行,而且Kp值很小。 铁硫化物生成Fe3O4的趋势是不可避免的,只是随炉型,程度不同。在强氧势及良好的气固接触经过氧化反应,炉料中铁的一部分形成Fe3O4,纯Fe3O4的

铜冶炼的现状及其发展状况

铜冶炼的现状及其发展状况 林程星 (江西理工大学冶金学院江西赣州 341000) 摘要:目前铜冶金工业仍然是以火法为主。而近年来铜的湿法冶金技术受到了人们的极大关注,越来越广泛的应用于低品位氧化矿的处理、废铜资源的回收等方面。本文主要介绍了铜冶金的火法以及湿法冶炼的工艺和发展状况。 关键字:铜冶金湿法冶金火法冶金 Present situation and development of copper metallurg y Chengxing Lin (School of Nonferrous Metallurgy,Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou Jiangxi,341000) Abstract: At present,the copper thermometallurgy is still the main method used in copper metallurgy industry. But in recent years, the copper hydrometallurgy technology , which is more and more widely applied in low grade oxidized ore processing, waste resources recovery etc, has attracted people’s great interest.This paper mainly introduces the process and development of thermometallurgy and hydrometallurgy of copper. Keywords: Copper metallurgy , thermometallurgy, hydrometallurgy 铜是国民经济发展的重要原材料,特别是在电气工业方面应用更是广泛。对于中国铜工业来说,大力发展中国铜工业是全球经济一体化下的迫切需求。目前,我国是全球铜消费量位居首位的国家,同时也是铜加工工业大国,受到了社会各界的高度关注,因此从科学发展观的高度,探索我国铜冶金技术行业发展的路子非常重要。目前国内外的铜冶炼技术的发展主要还是以火法冶炼为主,湿法为辅。铜的火法生产量占总产量的80%左右。目前,全世界约有110座大型火法炼铜厂。其中,传统工艺(包括反射炉、鼓风炉、电炉)约占1/3;闪速熔炼(以奥托昆普炉为主)约占1/3;熔池熔炼(包括特尼恩特炉、诺兰达炉、三菱炉、艾萨炉、中国的白银炉、水口山炉等)约占1/3。下面主要介绍火法和湿法炼铜的现状和发展状况。 1、火法冶炼铜的现状及发展 目前火法熔炼技术发展迅速并得到广泛的应用, 在铜工业生产中已明确提出清洁生产的目标。环境意识要求清洁的生产工艺, 即工艺过程中极少排放废物, 对火法炼铜技术的进一步完善提出了更高的要求。下面叙述了目前世界火法炼铜的主要工艺、工业生产实例及进展情况, 对现代铜冶金新方法:闪速熔炼、熔池熔炼以及其它熔炼技术作了较为详细的介绍, 并指出了铜火法冶炼存在的问题及今后的主要技术发展方向。 1.1火法炼铜主要工艺 火法炼铜主要包括: 铜精矿的造锍熔炼,铜锍吹炼成粗铜,粗铜火法精炼,阳极铜电解精炼。经冶炼产出最终产品-电解铜(阴极铜)。目前世界铜冶炼厂使用的主要熔炼工艺为闪速熔炼和熔池熔炼。在熔池熔炼工艺中,精矿被抛到熔体的表面或者被喷入熔体内,通常向熔池中喷入氧气和氮气使熔池发生剧烈搅拌,精矿颗粒被液体包围迅速融化,因此 ,使含有氧气的气泡和包裹硫化铜/铁的溶液发生质量传递。而闪速熔炼中的干精矿是散布在氧气和氮气的气流中的,精矿中所含的硫和铁发生燃烧,在熔融颗粒进入反应空间时即产生熔炼和吹炼。当这些颗粒与

闪速熔炼炉泡沫渣的成因和预防措施(1)(2)

闪速熔炼炉泡沫渣的成因和预防措施 刘富全 中铝东南铜业有限公司熔炼厂,福建宁德 352100 摘要:分析了闪速熔炼炉泡沫渣发生的成因 ,同时提介绍出了泡沫渣预防和处理措施 关键词:闪速熔炼;炉温;渣型;泡沫渣 前言 目前国内铜冶炼工艺比较先进的“双闪”技术,即“闪速熔炼”、“闪速吹炼”冶炼工艺,在中国已有四座双闪铜冶炼厂。某厂设计能力为年产阴极铜400kt/a,硫酸1460 kt/a。该厂从建成至投产生产过程中不断设备改进与技术革新,于建成当年产出第一块阳极铜板。在试生产过程中熔炼炉因停炉后复产发生泡沫渣工艺事故 ,现就其原因作一简要分析 ,并提出预防和处理措施。 1 工艺简介 闪速熔炼是铜冶炼“双闪”炼铜的熔炼工艺,主要功能是处理铜精矿、烟尘、吹炼渣、渣选精矿、石英砂的混合物料,炉料在反应塔内与富氧空气完成氧化脱硫反应及造渣、造冰铜反应,生成的冰铜经冰铜风淬系统风淬后及冰铜磨研磨干燥后送闪速吹炼系统吹炼,熔炼渣经缓冷后进入渣选系统。烟气经过余热锅炉、电收尘净化后和吹炼炉烟气混合后送制酸厂制酸。 2 产生泡沫渣的情况 泡沫渣发生在闪速熔炼炉停炉保温再次投料复产时段。在停炉保温期间,通过采取增加柴油辅助升温,在闪速熔炼炉靠近反应塔侧形成明显的停炉前的生料堆,逐渐熔化反应。停炉保温期间,多次尝试进行熔体排放,由于铜渣分离不清和炉内熔体粘度较大,熔体下部温度较低等原因,排放困难,熔体排出效果不明显。 闪速熔炼炉停炉保温反应塔侧检尺炉内熔体总液面高640mm。发生泡沫渣前两小时炉内液面异常增高,测得反应塔侧熔体液面高740mm。熔炼炉再次投料生产,炉内产生泡沫渣从燃烧器口、观察孔逸出。现场取样泡沫渣较轻,渣面凹凸不平,渣内部有许多的气孔。 3 泡沫渣的成因

铜闪速熔炼过程参数预测模型

1引言 生产实践表明,在铜闪速熔炼过程中,当闪速炉处理料量不变时,闪速炉产出的冰铜温度、冰铜品位及渣中铁硅比是闪速熔炼过程的综合判断指标,也是对闪速炉的操作参数(即热风、氧气量)进行调控的重要依据。目前,由于对这三大参数的检测只能放在出冰铜时进行人工测量,而冰铜每隔一段时间才从冰铜口放出,这样测得的数据将滞后熔炼过程1h以上,再加上人为因素的影响,使得测量得到的三大参数难以及时起到修正操作参数的作用。此外,由于对冰铜温度的检测是使用消耗式热电偶在炉前冰铜口处测得[1],这种一次性热电偶测温存在不可重复性,测量成本较高。因此,研究开发闪速熔炼过程模型,用三大参数的预测值代替其实测值来指导闪速炉的反 馈控制,将极大提高对熔炼过程操作参数调控的实时性,从而可以优化操作参数,进而提高生产过程的稳定性。 目前,闪速炉计算机在线控制多采用基于物料平衡和热平衡的机理模型来模拟熔炼过程[2]。与其它方法建立的模型相比,机理模型的可解释性强、外推性能好。但是机理模型的建立通常是基于一定假设条件的,而这些假设条件与实际情况存在一定差距,难以保证机理模型的精确性。 而对于机理模型不清楚的对象,可以采用基于数据驱动的建模方法建立过程模型。其中,模糊神经网络(FNN) 由于具有很强的容错能力,在处理和解决问题时不需要对象的精确数学模型,FNN通过其结构的可变性,逐步适应外部环境的各种因素的作用,因此在解决具有高度非线性和严重不确定性的复杂系统控制方面具有巨大潜力。 收稿日期:2007-09-28 ※本项目获2004年国家发改委高技术产业化专项资助, 资助文号:发改高技[2004]2080号。作者简介:顾毅(1962—) ,男,广西人,高级工程师,主要从事工业自动化设计与研究工作。铜闪速熔炼过程参数预测模型 顾毅1,颜青君2 (1.南昌有色冶金设计研究院,江西南昌330002;2.中南大学信息科学与工程学院, 湖南长沙410083)〔 摘要〕针对铜闪速炉的冰铜温度、冰铜品位与渣中铁硅比的预测问题,提出了一个基于模糊神经网络 的预测模型。仿真结果表明,该模型的预测精度较高,可以较准确地反映冰铜温度、冰铜品位与渣中铁硅比的变化趋势,为生产操作提供有益的指导。 〔 关键词〕闪速炉;预测模型;模糊神经网络中图分类号:TF801.3,TP15文献标识码:B 文章编号:1004-4345(2007)06-0013-03 ForecastingModeloftheParametersinCopperFlashSmeltingProcess GUYi1,YANQing-jun2 (1.NanchangEngineering&ResearchInstituteofNonferrousMetals,Nanchang,Jiangxi330002,China;2.SchoolofInformationScience&Engineering,CentralSouthUniversity,ChangshaHunan410083,China) AbstractInordertoforecastthemattetemperature,mattegrade,andratioofFetoSiO2inslagfromcopperflashsmelter,anforecastingmodelbasedonfuzzyneuralnetworkswasputforward. Theresultsofsimulationindicatedthat, theprecisionofthe forecastingmodelissatisfying.Sothismodelcouldexactlyreflectthechangetrendsofthemattetemperature,mattegrade,andratioofFetoSiO2inslag,andcouldbeusedasaguideinpracticaloperation. KeywordsCopperflashsmelter;forecastingmodel;fuzzyneuralnetworks 有色冶金设计与研究 第28卷2007年第6期 12月

富氧冶金

富氧在冶金中的应用和发展① 昆明冶金研究院徐凤琼2 摘要阐述了富氧用于冶金的节能依据, 富氧技术在冶金中的应用和发展, 并对其现状与未来作了综述。 关键词能源消耗燃料富氧冶炼技术钢铁冶炼有色冶金 Application and Development of Oxygen -Enriched Air in Metallurgy XU FengQiong (Kunming Metallurgy Research Institute , Kunming 650031) ABSTRACT The basis of energy -saving metallurgy with oxygen -enriched technique is described.Applica- tion and development history of this technique and its current situation and future in meta lurgy are reviewed . KEY WORDS energy-saving fuel consumption oxygen -enriched metallurgy iron and steel smelting nonferrous metallurgy 1 前言 在人类冶金发展史中,从炼金术到现代冶金,始终和能源消耗密不可分,冶金离不开燃料与空气。早期的冶金过程完全依赖于燃料在自然的空气中燃烧以维持所需的热量。由矿物中提取金属就在此状况下进行,从而为人类提供各种所需的金属材料,对人类文明作出了重要的贡献。 早期的冶金都是利用空气,火法冶金更是如此。一方面需要燃料供热,耗费大量能源(近代随着燃料资源的减少,矛盾更加突出);另一方面又产出大量的燃烧炉气,有时炉气中含有价成分,如SO2、As2O3等,若不回收利用,其又对环境造成严重污染。近代工业生产的环境污染遍及世界各地,充分说明了这一点。 面对能源资源的减少及环境污染,未来的冶金必须做出较大的技术改进,以同时满足社会发展对冶金材料的需求和人类对生存环境的质量要求。冶金上富氧的应用便是一个最好的解决办法之一,该项技术已被认为是近半个世纪以来冶金界的四大发明之一〔1〕。 ①1998—03—16收稿 ②昆明市650031 2 富氧在冶金中的节能依据 冶金过程中,特别是火法冶金,各高耗能单元过程如反射炉熔炼、鼓风炉熔炼、转炉吹炼等,其热平衡可表述如下: ∑Q损=∑Q化+∑Q料-∑Q固产-∑Q气产-∑Q料温(1) ∑Q料=∑Q料固+∑Q料气(2) ∑Q料温=∑Q料气温+∑Q料固温(3) 式中:∑Q损为熔炼或精炼的冶金单元过程热损失的总和,就一定环境及过程条件而言,可以认其为定数;∑Q化为燃料等可燃物质在燃烧时所释放的能量,在给定的单元过程中,其配料一定,因而也为定数;∑Q料为冶炼过程时各组分物料所带入的能量,∑Q固产、∑Q气产分别

铜镍矿富氧侧吹熔池熔炼工艺

铜镍矿富氧侧吹熔池熔炼工艺 刘军1,刘燕庭2,陈文1 (1.中国铝业公司,北京100082;2.长沙有色冶金设计研究院有限公司,湖南长沙410011) 摘要:介绍了铜镍矿富氧侧吹熔池熔炼工艺、主要技术经济指标以及富氧侧吹熔池熔炼炉的结构。实践表明,采用富氧侧吹熔炼铜镍矿具有流程短、能耗低、环境好等特点。 关键词:富氧侧吹炉;铜镍矿;熔池熔炼;低冰镍 1 引言 铜镍矿传统熔炼工艺主要有电炉熔炼、反射炉以及鼓风炉熔炼,由于这些熔炼工艺能耗高、自动化水平低、环境污染严重,属于国家明确淘汰工艺。目前铜镍主要熔炼工艺有瓦纽科夫熔池熔炼、奥托昆普闪速熔炼、奥斯麦特熔炼以及我国自主开发的富氧侧吹熔池熔炼工艺,这些熔炼工艺均可以满足目前环保要求,但同样各具有优缺点,闪速熔炼备料复杂,奥斯麦特熔炼喷枪易受损,闪速熔炼与奥斯麦特熔炼属于国外引进技术,投资较高。 新疆新鑫矿业股份有限公司喀拉通克铜镍矿地处新疆北部的富蕴县,当地拥有丰富的硫化铜镍矿资源,是一家集采、选、冶为一体的大型有色企业。 1988年建厂以来一直采用密闭鼓风炉熔炼,前床沉降分离,熔炼渣水淬,低冰镍转炉吹炼,吹炼渣返回密闭鼓风炉熔炼。由于此工艺能耗高、环境污染严重,属于国家淘汰工艺。2008年,公司对目前铜镍矿主要熔炼工艺及技术经济指标进行考察对比后决定采用具有我国自主知识产权的富氧侧吹熔池熔炼技术改造老系统的密闭鼓风炉工艺。 2 富氧侧吹熔炼铜镍矿技术概述 2.1 工艺流程 富氧侧吹炉熔炼铜镍矿工艺流程见图1。 铜镍特富矿、铜镍精矿、熔剂、块煤、烟尘经计量皮带连续从炉顶加料口加入炉内,富氧空气从炉身两侧下部喷嘴鼓入炉内熔体中,富氧空气强烈搅拌熔体,物料在炉内快速熔化、反应生成低冰镍、熔炼渣以及高温烟气。低冰镍和熔炼渣流入虹吸室进一步分离,渣从放渣口放出经溜槽流入贫化电炉,低冰镍从虹吸口虹吸连续放出送转炉吹炼。熔炼产生的高温烟气从炉顶排烟口进入余热锅炉,余热锅炉产饱和蒸汽送发电车间,余热锅炉出口烟气经电收尘后送制酸系统。贫化电炉渣连续放出水淬,电炉放出低冰镍经包子送转炉吹炼。转炉产出高冰镍水淬后送阜康冶炼厂湿法处理,液态转炉渣返回富氧侧吹炉熔炼。 2.2 工艺特点

匿名用户-厦门大学科技处

大型铜闪速冶炼系统节能关键技术的研发与应用 项目名称:大型铜闪速冶炼系统节能关键技术的研发与应用 完成单位:铜陵有色金属集团股份有限公司,合肥金星机电科技发展有限公司,中南大 学,厦门大学 完成人:周俊、姚俊峰、陈卓、徐勇、宋彦坡、王守全、臧轲轲、肖华兵、朱壮志、胡子豪 推荐奖种:安徽省科技进步奖 项目简介: 本项目属于有色金属冶金学科领域。铜陵有色金属集团股份有限公司“铜冶炼工艺 技术升级改造项目”是安徽省“861”重点工程。项目采用先进的闪速熔炼-闪速吹炼(“双 闪”)工艺处理铜精矿,是国内自行设计建设、世界上单套系统产能最大的铜冶炼工程。 自建设之初起,项目组克服诸多技术挑战,从工艺理论、设备研发、生产优化等多方面 开展研究工作,相继开发应用了高产能低能耗闪速熔炼技术、大型电解槽极板短路在线 监测及分析技术、闪速炼铜企业能效在线分析与优化控制技术等闪速冶炼系统节能关键 技术,成功实现了“双闪”系统年产40万吨阴极铜的高产、稳定、高效以及低能耗、 无污染运行。项目主要研究内容及创新点如下。 1. 研发了高产能低能耗闪速熔炼技术:提出了闪速熔炼过程的“多粒子多相熔合”、 “微熔池过程”以及烟尘形成过程等机理模型,奠定了闪速熔炼优化运行、节能降耗的 理论基础;开发应用了高性能倍通量扰动预混型精矿喷嘴、雾化动量熔体粒化及收集装 置等核心设备与工艺,实现了闪速炉在高投料量下的稳定高效、低能耗、无污染运行。 2. 开发应用了大型电解槽极板短路在线监测及分析技术:基于红外热成像、图像 处理等技术,开发应用了电解槽极板短路的自动识别与定位技术,实现了对电解槽故障 电极的自动快速检测与准确定位。 3. 研发了闪速炼铜企业能效在线分析与优化控制技术:开发了能效数据同步及云 分配存储优化方法,构建了闪速炼铜企业多层级多尺度能效评价指标及在线计算模型, 开发了以综合能耗最低为优化目标、关键工艺指标为约束的闪速熔炼、电解精炼等关键 过程的能效优化控制模型,开发了“闪速炼铜企业能效监测评估与优化控制系统”,首 次实现了炼铜企业全厂能耗的精细分析与优化控制。

铜矿生产工艺标准汇总

第一章铜业发展历程 1.1铜及铜精矿简介 铜精矿是低品位的含铜原矿石经过选矿工艺处理达到一定质量指标的精矿, 可直接供冶炼厂炼铜。 第二章铜矿石 2.1铜矿石分类 铜矿石种 类 主要成分图片产地 自然铜自 然 铜 Cu (Fe、Ag、 Au、) 世界:美国密执安州的苏必利尔湖南岸(1857年这 里发现重达420吨的自然铜块)、俄罗斯的图林斯克 和意大利的蒙特卡蒂尼等地。 中国:湖北、云南、甘肃、长江中下游等地铜矿床 氧化带中。 硫化矿黄 铜 矿 CuFeS2 (Ag、Au、Tl、 Se、Te) 中国:长江中下游地区、川滇地区、山西南部中条 山地区、甘肃的河西走廊以及西藏高原等。其中以 江西德兴、西藏玉龙等铜矿最著名。 世界:西班牙的里奥廷托,美国亚利桑那州的克拉 马祖、犹他州的宾厄姆、蒙大那州的比尤特,墨西 哥的卡纳内阿,智利的丘基卡马塔等。 斑 铜 矿 Cu5FeS4 (Pt 、Pd) 中国:云南东川等铜矿床。 世界:美国蒙大那州的比尤特,墨西哥卡纳内阿和 智利丘基卡马塔等。

提出在铜精矿中分别测定辉铜矿、斑铜矿、砷黝铜矿和黄铜矿的方法:称取三份试样,用含4%硫脲的0.15%硫酸浸取辉铜矿,用含15%硫脲的2N 盐酸浸取辉铜矿和斑铜矿。 第三章 铜矿的选矿、冶炼及成本 3.1铜矿的选矿工艺 铜矿的选矿工艺主要是破碎--球磨--分级--浮选--精选等,对含镍钴钼金等稀贵多金属矿,可将粗选铜精矿再分别浮选镍精矿、钴精矿、钼精矿、金精矿。 3.2浸染状铜矿石的浮选 一般采用比较简单的流程,经一段磨矿,细度-200网目约占50%~70%,1 次粗选,2~3次精选,1~2次扫选。如铜矿物浸染粒度比较细,可考虑采用阶段 辉铜矿 Cu 2S 中国:云南东川铜矿 世界:美国布里斯托、康涅狄格州、比尤特、蒙大拿、亚利桑那州、宾厄姆峡谷、犹他州、鸭城、田纳西州、英国康瓦耳、纳米比亚楚梅布、意大利托斯卡纳和西班牙的力拓矿区、美国的内华达州的Ely 矿区、Arizone 州的Morenci 、Miami 和Clifton 矿区以及蒙大拿州的比尤特矿区等地。 氧 化 矿 蓝铜矿 Cu 3(OH)2(CO3)2 中国:广东阳春、湖北大冶和赣西北。 世界:赞比亚、澳大利亚、纳米比亚、俄罗斯、扎伊尔、美国等地区。 赤铜矿 Cu 2O 世界:法国、智利、玻利维亚、南澳大利亚、美国等地有世界主要矿区。 中国:云南东川铜矿和江西、甘肃等地铜矿区。 孔雀石 Cu 2(OH)2CO 3 世界:赞比亚、澳大利亚、纳米比亚、俄罗斯、扎伊尔、美国等地区。 中国:广东阳春、湖北大冶和赣西北

铜闪速熔炼过程操作模式的多类分类策略研究

铜闪速熔炼过程操作模式的多类分类策略研究 针对铜闪速熔炼操作模式易获取而标记困难的特点,文章利用支持向量机在解决小样本、非线性及高维模式识别问题中特有的优势,构造了一种基于边缘交叉的支持向量机决策树模型,能有效的减小传统决策树方法出现的误差积累现象,提高铜闪速熔炼过程操作模式分类的准确度。 标签:操作模式;支持向量机;多类分类 引言 铜是重要的有色金属之一,在能源、航空、冶金、机械、石油、化工、电器、医疗卫生等工业部门中有着重要的应用。熔炼是提取铜、铅、锌、镍等有色金属的主要工艺方法,世界上85%的铜是通过熔炼工艺生产的,但我国铜熔炼工艺能耗比发达国家高出21.2%,有价金属随炉渣损失大。因此,研究研究铜闪速熔炼过程的操作参数优化,对于实现铜闪速熔炼过程的节能降耗、提高资源利用率以及充分发挥生产潜力、提高生产过程的技术经济指标,实现企业的可持续发展,都具有重大意义[1]。 铜闪速熔炼过程是一个复杂的物理化学变化过程,具有非线性、时变性、强耦合、大滞后等特点。Goto和Maruyama等[2-5]开发了符合热力学反应条件和物料平衡、热量平衡的操作参数优化模型。然而,由于数学模型是通过大量简化得到的,很难应用数学模型来实现操作参数的优化。无法完全依靠传统方法建立精确的物理模型进行管理监控。但在长期的运行过程中产生了大量反映其运行机理和运行状态的数据。由于实际需求和成本优化等因素考虑,如何利用这些海量数据来优化系统操作参数,提高产量已成为亟待解决的问题。文献[6]针对铜闪速熔炼过程的特点,充分利用在生产过程中长期积累的工业数据,提出了基于数据驱动的操作模式优化方法。文章在此基础上,针对铜闪速熔炼过程生产过程的特点,进行了铜闪速熔炼过程操作模式的分类策略研究,提出一种改进的多类支持向量机分类方法,并将其应用到铜闪速熔炼过程的操作模式分类。 1 铜闪速熔炼过程控制机理 铜闪速熔炼工艺机理为:将深度脱水的精矿粉末,在闪速炉喷嘴处与空气或氧气混合,然后从反应塔顶部喷入反应塔内并发生反应,形成熔融硫化物和氧化物的混合熔体,并下降到反应塔底部,在沉淀池中汇集并沉淀分离,最终形成冰铜与炉渣。闪速熔炼炉结构如图1所示。 图1 闪速熔炼结构图 铜闪速熔炼优化控制的基本思想是以铜闪速熔炼三大工艺指标的稳定优化运行为控制目标。精矿、造渣剂等混合物以规定的速率加入到闪速炉中,在这个速率上建立所有其他的控制。熔炼过程所需要的热消耗主要通过提高炉内富氧浓

铜镍硫化精矿熔炼流程

铜镍硫化精矿熔炼流程 我国金川公司和新疆阜康冶炼厂(处理喀拉通克铜镍矿鼓风炉熔炼产出的金属化高镍锍)镍生产的原则工艺流程如图2。 由于高镍锍除含镍和硫以外,还含有相当数量的铜,并富集了原料中的狂族金属和贵金属及钴,困此高镍锍的铜镍分离和精炼是镍冶炼工艺中的突出问题,也是多年处理硫化矿的生产关键。在镍冶金发展的早期阶段,通常采用四种方法处理高镍锍,即分层熔炼法、选矿磨浮分离法、选择性浸出法、低压基法。上世纪70年代以来,国内外高镍锍,即镍分离方法较多的优点,应用范围正在逐步扩大。? 分层熔炼法的基本理论依据是:将高镍锍和硫化钠混合熔化,在熔融状态下,硫化铜极易溶解在Na2S中,而硫化镍不易溶解于Na2S中。硫化铜和硫化镍的密度为5300—5800kg/m3,而Na2S 的密度仅为1900kg/m3。当高镍锍和Na2S混合熔化时,硫化铜大部分进入Na2S相,因其中密度小而浮在顶层,而硫化镍因其密度大面留在底层。当温度下降到凝固温度时,二者分离得更彻底,凝固后的顶层和底层很容易分开。为了使硫化铜及硫化镍更好地分离,顶层和底层再分别进行分层熔炼,重新获得分层后的硫化铜和硫化镍,直至满足工艺要求。由于该法工艺过程复杂、劳动条件差,且生产成本高,除个别工厂经革新后仍在使用外,现已基本淘汰。? 利用选矿磨浮分离铜镍—可溶阳极电解传统工艺处理,即:吹炼成高镍锍--转炉渣电炉贫化

--高镍锍磨浮分离--阳极熔炼--电解。该工艺的缺点是生产疚效率低,排入大气的烟气中含硫量高,耗电量大,有价金属的损失大。湿法选择性浸出因其铜镍提取方法不同,大致可分为五种。 (1)硫酸选择性浸出电积法。芬哈贾伐尔塔精炼厂、南非的吕斯腾堡厂均采用这一工艺。但其流程又不完全相同。如芬兰哈贾伐尔塔精炼厂处理的高镍锍成分为(%):Ni75、Cu15、S7、Co0.7、Fe0.5、Ni/Cu=5。原先采用两段常压浸出,由于镍浸出率低。现已改为三段常压浸出。吕腾堡厂处理的高镍锍成分为(%):Ni约50、Cu约28、S约22。采用两段加压浸出,电积提铜和电积提镍。这种浸出分离与部分净液相结合的工艺流程比较简单:缺点是电能消耗大,当Ni/Cu比低时选择性浸出效果较差。(2)硫酸选择性浸出氢还原。本工艺与上一工艺相比不同之外在于以加压氢还原取代镍电积。代表性的工厂为1974年投产的美国镍港精炼厂。其流程为高镍锍熔化--水淬--细磨,然后经一段常压浸出和两段加压浸出液经净化后用加压氢还原法制得镍粉。南非英帕拉厂所采用的流程与镍港精炼厂类似,不同之处是采用三段加压浸出。本工艺与上一工艺相比,流程比较简单,但能源消耗都比较多;镍粉售价虽然较高,然而在市场销售上的灵活性不如电解镍。(3)加压氨浸--氢还原法。代表性的工厂有加拿大舍里特公司克莱夫科精炼厂、澳大利亚克威那拉镍精炼厂。克威那拉镍精炼厂原设计处理硫化镍精矿,1974年后改为处理卡尔古利镍冶炼厂的高镍锍。该法的优点是在较低温度和压力下,在碱性介质中浸出,设备的结构和防腐蚀等方面比较容易解决。缺点是消耗大量氨,大部分硫最终氧化成硫酸根;且对含铜量高的原料亦不太适合。(4)盐酸浸出法。代表性工厂有加拿大鹰桥公司在挪威的克里斯蒂安松精煤炼厂的试验工厂。其方法是经细磨后的高镍锍用浓盐酸溶液在约70℃常压下浸出12h,浸出率为98.7%。该法选择性浸出效果很好,提镍能耗出比较低;但设备腐蚀比较严重,现已基本不采用。(5)氯气浸出法。挪威的克里斯蒂安松厂除了曾试验过上述盐酸浸出法外,1975年后又开始试作氯气选择性浸出新工艺,几次改进后,于1981年建成年产(4—5.5)×104t阴极镍的精炼厂。该法的实质是,在110℃下通氯气选择性浸出镍,浸出液经置换脱铜,用碳酸镍中和脱铁,溶剂萃取公离镍钴,分别电积得到阴极镍和阴极钴。在阳极上产生的氯气返回浸出。高镍锍中的铜、硫几乎全部以CuS形态留于浸出渣中。该流程的特点是浸出液体中Ni2+高达230g/L,总的溶液量少,阳极析出的氯气返回利用;与其他工艺相比,流程较为简化。目前世界上用氯气浸出法的还的日本住友新居滨精炼厂。羰基法生产属于气化冶金方法,以加拿大国际镍公司铜崖精炼厂采用的中压法为代表。其高镍锍的成分为(%):Ni62、Cu14、S2.0、Fe2、Co1,在旋转转炉内用氧气吹至S为0.2%--4%,在180℃、7.2MPa压力下羰基化,产出高纯镍粉及Ni--Fe粉,铜和贵金属富集于残渣中。该法比蒙得法效率高,但不像蒙得法要求原料中不能含硫和铜。高压法虽然比中压法效率要高,但过程要求在200℃、18—20MPa压力下进行,中压法对原料的镍铜比及含硫量量要求比高压法要严格。

铅锌冶炼行业规范条件

附件2 铅锌行业规范条件(征求意见稿) 为推进铅锌行业供给侧结构性改革,促进行业技术进步,推动铅锌行业高质量发展,现制定本规范条件。 本规范条件适用于已建成投产的铅锌矿山及利用铅、锌精矿和含锌二次资源为原料的铅锌冶炼企业,是促进行业技术进步和规范发展的引导性文件,不具有行政审批的前置性和强制性。 一、企业布局 (一)铅锌矿山、冶炼企业必须符合国家及地方产业政策、土地利用总体规划、矿业资源规划、主体功能区规划、环保及节能法律法规和政策、矿业法律法规和政策、安全生产法律法规和政策、行业发展规划等要求。其中,铅锌矿山企业须依法取得采矿许可证和安全生产许可证。采矿权人应按照批准的矿产资源开发利用方案和绿色矿山建设标准、采矿初步设计和安全专篇进行矿山建设和开发,严禁无证开采、乱采滥挖和破坏浪费资源。矿山企业选矿矿石处理能力应不小于矿山开采能力,鼓励企业通过绿色矿山认证。 二、质量、工艺和装备 (二)铅锌采选、冶炼企业应建立实施并保持满足

GB/T19001要求的质量管理体系,并鼓励通过质量管理体系第三方认证。铅锌精矿必须符合《重金属精矿产品中有害元素的限量规范》(GB20424),铅锭必须符合国家标准(GB/T469),锌锭必须符合国家标准(GB/T470),其它产品质量须符合国家或行业标准。 (三)铅锌矿山企业,须采用适合矿床开采技术条件的先进采矿方法,优先采用充填采矿法,尽量采用大型先进设备,提高自动化水平。根据矿石种类和成分,采用先进适用的选矿工艺,提高选矿回收率和资源综合利用水平。 (四)铅冶炼企业,粗铅冶炼须采用先进的富氧熔池熔炼-液态高铅渣直接还原或富氧闪速熔炼等一步炼铅工艺,以及其他生产效率高、能耗低、环保达标、资源综合利用效果好的先进炼铅工艺,并需配套双转双吸或其他先进制酸工艺,必要时制酸尾气需配套脱硫设施。鼓励采用具有自主知识产权的先进铅冶炼技术。鼓励矿铅冶炼企业利用富氧熔池熔炼炉、富氧闪速熔炼炉等先进装备处理铅膏、冶炼废渣等含铅二次资源。禁止采用鼓风炉等落后工艺。 (五)锌冶炼企业,硫化锌精矿焙烧必须采用硫利用率高、尾气达标的流态化焙烧工艺,单台流态化焙烧炉炉床面积须达到100平方米及以上,配套建设烟气双转双吸或其他先进制酸工艺,必要时制酸尾气需配套脱硫设施。锌湿法冶炼工艺须配套建设满足环保要求的湿法浸出渣无害化处理

铜冶炼水平与工艺水平

铜冶炼水平与工艺水平 1)火法冶炼工艺 当前,全球矿铜产量的75%-80%是以硫化形态存在的矿物经开采、浮选得到的铜精矿为原料,火法炼铜是生产铜的主要方法,特别是硫化铜精矿,基本全部采用火法冶炼工艺。火法处理硫化铜精矿的主要优点是适应性强,冶炼速度快,能充分利用硫化矿中的硫,能耗低。其生产过程一般由以下几个工序组成:备料、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼,最终产品为电解铜。 原料制备工序:将铜精矿、燃料、熔剂等物料进行预处理,使之符合不同冶炼工艺的需要。 熔炼工序:通过不同的熔炼方法,对铜精矿造硫熔炼,炼成含铜、硫、铁及贵金属的冰铜,使之与杂质炉渣分离;补出的含二氧化硫烟气经收尘后用于制造硫酸或其他硫制品,烟尘返回熔炼炉处理。 吹炼工序:除去冰铜中的硫铁,形成含铜及贵金属的粗铜,炉渣和烟尘返回上一工序处理。 火法精炼工序:将粗铜中硫等杂质进一步去除,浇铸出符合电解需要的阳极板。 电解精炼工序:除去杂质,进一步提纯,生产出符合标准的阴极铜成品,并把金银等贵金属富集在阳极泥中。 传统熔炼方法如鼓风炉熔炼、反射炉熔炼和电炉熔炼,由于效率低、能耗高、环境污染严重而逐渐被新的富氧强化熔炼工艺所代

替[[3]新的富氧强化熔炼可分为闪速熔炼和熔池熔炼两大类,前者包括奥托昆普型闪速熔炼和加拿大国际镍公司闪速熔炼等,后者包括诺兰达法、三菱法、艾萨法、奥斯麦特法和瓦纽可夫法以及我国自主开发的水口山法、白银炉熔炼、金峰炉熔炼等技术。铜锍吹炼方法有传统的卧式转炉、连续吹炼炉、虹吸式转炉。新型吹炼技术包括艾萨吹炼炉、三菱吹炼炉和闪速吹炼炉等。 粗铜的火法精炼在阳极炉内进行,对于转炉产出的液态粗铜采用回转式阳极炉或固定式反射炉精炼,经氧化、还原等作业进一步脱除粗铜中的铁、铅、锌、砷、锑、铋等杂质,并浇铸成含铜99.2%-99.7%的阳极板。 铜电解工艺有传统电解法、永久阴极电解法和周期反向电流电解法3种。目前大多数电解铜厂都使用传统电解法,永久阴极电解法和周期反向电流电解法是20世纪70年代以来发展的新技术。 2)熔炼工序 (1)富氧强化熔炼工艺富氧强化熔炼工艺是目前铜火法冶炼的主流技术,包括闪速熔炼工艺和熔池熔炼工艺,其中熔池熔炼工艺又分为顶吹、底吹和侧吹工艺。 a.闪速熔炼工艺闪速熔炼的生产过程是用富氧空气或热风,将干精矿喷入专门设计的闪速炉的反应塔,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。

铜冶炼闪速熔炼及熔池熔炼技术探讨

铜冶炼闪速熔炼及熔池熔炼技术探讨 当前世界上广泛采用的铜火法冶炼方法主要有三种,包括传统熔炼、闪速熔炼以及熔池熔炼。技术成熟、简易灵活、生产可靠、设备简单等是传统熔炼方法的优点,但其缺点是较低的生产效率,较差的硫回收率,烟气含SO2浓度比较低,烟气处理费用高。因此,本文主要对闪速熔炼、熔池熔炼技术进行了简要的分析,并进一步探讨了铜的火法精炼、电解精炼等关键环节,希望能够通过不断的分析和研究,切实的提升铜冶炼技术水平。 标签:铜冶炼;闪速熔炼;熔池熔炼 1 冶炼工艺选择的基本原则 1.1 适应能力 在冶炼中,主要有着能够对各种化学成分、粒度的原料进行处理,能够适应处理能力有较大波动等要求,因此所采用的工艺流程必须要适应这些要求。 1.2 高效节能 企业要想取得更高的经济效益,生产作业必须要有着较高的效率,能源消耗较少,因此工艺工艺流程的选择必须要满足高效节能的要求。 1.3 技术先进、成熟、可靠,环境友好,排放达标 技术的先进性与实用性是工艺流程必须具备的,同时技术的可靠性也至关重要,因此选择的工艺流程必须成熟可靠,技术风险较低。此外,还需要遵循“以人为本”的原则,工艺系统必须密闭性强、有害烟气泄露少,能够满足清洁工厂的要求。 2 两种冶炼工艺分析 2.1 闪速熔炼 2.1.1 工艺配置 图1为直接炼粗铜工艺的典型流程图。其与闪速吹炼流程相比有着差异较为明显,主要体现在把闪速吹炼渣返回至之前的闪速熔炼炉中,而不是在单独的炉渣贫化系统中处理。备料主要是对物料进行干燥和混合。物料的干燥能够使工艺的总热量实现平衡,此外,还能够更好的控制烟气管路的腐蚀。然后闪速炉中输送干燥物料。在反应塔中,物料和氧气进行混合,反应以悬浮物的形式进行,在沉降室中进行熔融相收集,分离出炉渣与粗铜。

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