火法煉銅技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

李文越

中國瑞林工程技術(shù)有限公司，江西 南昌 330031

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火法煉銅技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

李文越*

中國瑞林工程技術(shù)有限公司，江西 南昌 330031

本文就是對火法煉銅技術(shù)進(jìn)行其方法的總結(jié)與過程的回顧，對我國的火法煉銅技術(shù)中所存在的問題進(jìn)行明確，其目的就是為我國的銅冶煉企業(yè)的技術(shù)方法上的改造與治煉工藝的選擇提供方法。

火法煉銅；技術(shù)現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

一、火法煉銅技術(shù)現(xiàn)狀

(一)熔煉

1.閃速熔煉。閃速爐在1949年被奧拓昆普公司發(fā)現(xiàn)，并用于其工業(yè)生產(chǎn)過程中。這種工藝的能耗較低，而且其反應(yīng)較為迅速，可以大量的處理原材料，并且對于環(huán)境無傷害，所以應(yīng)用的較為廣泛。其主要的原理上，在對銅精礦進(jìn)行干燥處理之后，將其和熔劑完成混合，然后使用特別制作的噴嘴和有著一定氧氣的空氣共同的噴射到高溫的爐內(nèi)，經(jīng)呈現(xiàn)一種懸浮的狀態(tài)，冰銅生成以后與爐渣一起沉入淀池中，生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的煙氣反隨著鍋爐的降溫與除塵后進(jìn)行制酸。

閃速熔煉法有奧托昆普爐、In-Co爐和Contop爐三種。上個世紀(jì)的八十年代，閃電爐在建或以建的其發(fā)展趨勢是，高強(qiáng)度、高富氧、高冰銅品位、高料量等，氣流干燥技術(shù)開始逐漸的被蒸汽干燥的技術(shù)去取代了，同時其中常溫富氧鼓風(fēng)和高強(qiáng)度的熔煉的技術(shù)得到較在的應(yīng)用。

2.熔池的熔煉。我們所了解的熔池能夠追溯到到上個世紀(jì)作用，其中有著一定代表性的爐型是，轉(zhuǎn)爐吹煉銅硫以及煙化爐貧化熔煉鉛。把銅精礦在開始配料之后放入到富氧空氣中的熔池內(nèi)進(jìn)行激烈的攪動，精礦顆粒熔化之后，使用加熱和分解還有氧化去進(jìn)行還原的反應(yīng)。這個時候爐中的混合物經(jīng)過排風(fēng)口排到澄清的爐中，其出現(xiàn)的煙氣經(jīng)過降溫并且除塵之后，去產(chǎn)生酸。這樣的一種比較簡單，原料進(jìn)行制備的順序也很簡單，產(chǎn)生的煙塵率低。吹煉方法主要有三種，頂吹、側(cè)吹、低吹。現(xiàn)在美國與贊比亞等國家都在使用此項技術(shù)，我國的云南銅業(yè)也要使用。

現(xiàn)代造锍熔煉的主要方法就是熔池熔煉和閃速熔煉，二者具有明顯的詫異，閃速爐反應(yīng)出現(xiàn)的爐膛中，反應(yīng)體系的連續(xù)相屬于氣相；。熔池熔煉反應(yīng)出現(xiàn)在熔池中，反應(yīng)體自身的連續(xù)相主要是液相。工藝的技術(shù)指標(biāo)上也存在一定的差異。對于工藝的選擇應(yīng)該根據(jù)企業(yè)自身的自然條件、原料的成份、當(dāng)?shù)氐馁Y源儲備情況。

(二)吹煉

1905年轉(zhuǎn)爐吹煉工藝被很多國家所使用，其工藝都很簡單。并且其技術(shù)也比較的成熟。其有著設(shè)備大型化和富氧軟煉的特點，可是PS進(jìn)行轉(zhuǎn)爐的操作時，容易產(chǎn)生爐口漏風(fēng)的情況，并且煙氣量較大，而且爐口易形成彌漫性煙氣等問題。

現(xiàn)在一些新的吹煉方法不斷的出現(xiàn)，七十年代時，比利時的霍勃肯冶煉廠，對其進(jìn)行改造，提高了漏風(fēng)、煙氣外泄、噴濺等問題的改進(jìn)方法，可以進(jìn)行連續(xù)的進(jìn)料，提高吹煉的效率。在08年底，我們國家的山東方圓和北京有色金屬研究院一起進(jìn)行開發(fā)了低吹的連續(xù)煉銅工藝，并且以經(jīng)投入生產(chǎn)，運行至今?，F(xiàn)在侯馬冶煉廠的“雙澳”以及山東祥光銅業(yè)集團(tuán)的“雙閃”煉銅技術(shù)的開發(fā)還有使用，正是短流程銅清潔冶金技術(shù)的以此新的嘗試。

(三)火法精煉

以往的火法精煉，其生產(chǎn)以反射爐為主，需要人工進(jìn)行扒渣，冶煉時耗能較高，現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境差，容易跑銅等眾多缺點，現(xiàn)在這種工藝已經(jīng)被回轉(zhuǎn)式陽極爐所替代，這種工藝機(jī)械化的強(qiáng)度并不是很高，爐體的密閉性也很好，操作起來相對單一?？墒沁@樣的工藝在貴溪和云銅還有謙比希銅冶煉廠獲得了非常普遍的運用。

其發(fā)展趨勢主要是對其氧化與還原的過程進(jìn)行短時控制，減少其作業(yè)的時間，擴(kuò)大生產(chǎn)增加容量。國外技術(shù)人員主要是選擇碳酸鈉當(dāng)前其自身的助溶劑去完成相關(guān)的試驗，同時使用真空精煉技術(shù)以及氣體或者是液體還原劑等技術(shù)去進(jìn)行相關(guān)的研發(fā)，這些技術(shù)和以往餓技術(shù)比較起來，進(jìn)行作業(yè)的時間比較短并且生產(chǎn)的效率比較高，其能夠很好的對生產(chǎn)效率加以提升，并且體現(xiàn)出非常好的作用與價值。

(四)電解精煉

這樣的一種工藝的發(fā)展越來越大型化與自動化。其廠房跨度是很大的，并且其電解槽也很大，我們在選擇專用吊車的自動定位系統(tǒng)之后，其機(jī)械化和自動化的水平在不斷的提升，工人勞動進(jìn)行勞作的強(qiáng)度也有所降低。我國的銅電解工藝達(dá)到國際先進(jìn)水平的標(biāo)志就是艾薩不銹鋼陰極電解工藝，可以減少生產(chǎn)中的短路現(xiàn)象，對于產(chǎn)品的質(zhì)量與生產(chǎn)效率進(jìn)行提升。

二、我國銅冶煉出現(xiàn)的一些問題

(一)銅原料依賴進(jìn)口

我國現(xiàn)有冶煉的企業(yè)八十多年，至14年底時，銅產(chǎn)能以達(dá)到560萬噸，對于銅精礦的需求也達(dá)到了1200噸，我國的銅精礦只能滿足百分之五十，而銅原料主要依靠智利與秘魯。容易受到多方面的影響，我國的冶煉行業(yè)的生產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo)，很難進(jìn)行保證，所以平均每噸比國外高二百美元，其市場的競爭力較低。所以應(yīng)該加強(qiáng)對自身的資源開發(fā)力度，滿足內(nèi)部需求，利用國外優(yōu)秀的資源。

(二)冶煉成本高

冶煉企業(yè)資本的主要獲得通過銅精礦的加工費和相關(guān)副產(chǎn)品進(jìn)行銷售所產(chǎn)生的費用?？墒倾~精礦自身的價格經(jīng)常會受到相關(guān)加工費用的限制和影響。加工費一般都是原料的供應(yīng)商去交給冶煉廠家所消耗的費用。由于我國國內(nèi)的原料供應(yīng)較少，原料多依賴進(jìn)口，所以加工費用受到國際影響。我國現(xiàn)在的冶煉行業(yè)成本較高。但是我國的勞動力與其他的輔助方面費用要低于發(fā)達(dá)國家，但是冶煉企業(yè)的管理費用較高，這就需要我們進(jìn)行科技發(fā)展對其管理基礎(chǔ)予以加深，使得成本減少，從而讓生產(chǎn)力有所提升。

(三)環(huán)保形勢依然嚴(yán)峻

當(dāng)開始銅锍吹煉的時候，還使用了PS轉(zhuǎn)爐的工藝，其操作工藝有著一定的間斷性，造成了其爐口容易產(chǎn)生煙氣彌漫，不利于制酸?，F(xiàn)在我國只有山西侯馬和山東祥光兩家企業(yè)，使用了連續(xù)吹煉的作用方式，可以解決廠房內(nèi)低空所產(chǎn)生的污染，是我們在大力發(fā)展連續(xù)軟煉的工作重點。

(四)渣含銅比較高

高富氧的熔煉其自身的特別非常的顯著，有著節(jié)能降低損耗和煙氣易制酸?？墒瞧錉t渣里含銅非常多，盡管使用了高鐵渣，對其渣量予以減少，便是其爐渣中的含銅量超過了廢渣里的含銅量。我們經(jīng)過對渣選礦的形式能夠獲得比較高的回收率，可是其投資相對較大，廠房要求較高。我們應(yīng)該探討煉渣貧化的新方法，使其可以通過電熱還原硫化也可以用高鐵渣冶煉，將渣含銅降至0.35%以下。

[1]肖興國，謝蘊(yùn)國.冶金反應(yīng)工程學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1997.5.

[2]任鴻九等編著.有色金屬熔池熔煉[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2001.12.

[3]彭容秋主編.銅冶金[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2004.12.

李文越，北京科技大學(xué)碩士研究生，現(xiàn)任職于中國瑞林工程技術(shù)有限公司。

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