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底吹连续炼铜产业化迈出宝贵第一步

发布时间:2021-09-15 01:50:01人气:
本文摘要:●背景 日前,由中国恩菲工程技术有限公司(以下全称中国恩菲)联合,牵头河南豫光金铅股份有限公司(以下全称豫光金铅)和山东方圆有色金属集团(以下全称东营方圆)构成的铜锍底刮起倒数吹炼联合开发团队在豫光金铅冶炼一分厂展开了铜锍底刮起倒数吹炼半工业试验,并获得圆满成功。

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●背景  日前,由中国恩菲工程技术有限公司(以下全称中国恩菲)联合,牵头河南豫光金铅股份有限公司(以下全称豫光金铅)和山东方圆有色金属集团(以下全称东营方圆)构成的铜锍底刮起倒数吹炼联合开发团队在豫光金铅冶炼一分厂展开了铜锍底刮起倒数吹炼半工业试验,并获得圆满成功。  此次铜锍底刮起倒数吹炼半工业试验在2.6米4.6米底刮起炉中展开,试验过程中对铜锍底刮起倒数吹炼工艺可行性、氧枪刮起在粗铜层对耐火材料的风化程度、氧枪维护气体、倒数吹炼渣型等最重要内容展开了实地考察,试验结果表明铜锍底刮起倒数吹炼工艺几乎不切实际,氧枪刮起在粗铜层需要构成蘑菇头对氧枪起着了很好的维护起到,熔池底部粗铜层内的水解反应未对炉底耐火材料产生显著的风化,使用维护气体可实现对氧枪的有效地维护。试验过程实地考察了三相熔池(粗铜互为、红锍互为和渣互为)和两互为熔池(粗铜相和渣互为)对粗铜品质以及吹炼渣不含铜的影响。

试验过程中使用三相熔池时,粗铜含铜98%,含硫0.7%~1.0%,渣不含铜8%~12%,高于同为三相熔池的诺兰约铜锍吹炼对应指标;试验过程中使用两互为熔池时,粗铜含铜小于98.5%(最低超过99.4%),含硫0.02%~0.2%,渣不含铜18%~23%,,高于同为两互为熔池的三菱法铜锍吹炼对应指标,两组数据指标指出铜锍底刮起倒数吹炼技术具备其独有的优势。通过对炉内耐火材料以及氧枪烧损情况的可行性分析,底刮起吹炼炉寿命有望超过一年以上,氧枪寿命有望超过一个月以上。  铜锍底刮起倒数吹炼半工业试验的顺利标志着具备自律知识产权的倒数炼铜工艺早已转入世界先进设备炼铜行列。随着半工业试验的顺利,该技术的工业化试验开始启动,使用底刮起倒数炼铜技术的工业化样板项目的设计也早已进行。

在未来的两年内,世界上第一条底刮起倒数炼铜生产线将建成投产,通过实际生产运营的检验、改良与提高,底刮起倒数炼铜这一全新的节约能源洗手冶金技术将对世界铜冶金技术的发展充分发挥最重要的引导起到。试验顺利后,本报记者就试验的涉及情况对全国设计大师、中国铅锌行业冶金大师、中国恩菲高级顾问专家、教授级高工蒋继穆展开了采访。

  底刮起炼铜能耗低于  记者:首先祝贺试验圆满成功,请求您讲解一下此次试验的必要性和技术前瞻性。  蒋继穆:谢谢。从目前世界炼铜技术看,精矿冶炼工艺成熟期可信,环保效果好的工艺众多,而铜锍吹炼90%以上的生产能力仍延用有数百年历史的P-S炼钢吹炼技术。

炼钢吹炼不存在液态铜锍倒运二氧化硫低空污染无法管理、停歇作业、炉衬寿命短、送风时率较低、耐火材料单耗低、烟气二氧化硫波动大、时断时续有利于制酸等相当严重缺点。上世纪五十年代起,我国和西方发达国家皆积极开展了铜锍倒数吹炼研究,以便解决炼钢吹炼的缺点。

但是,到目前为止,顺利用作工业生产的仅有三菱法和双晕工艺构建了铜锍连刮起,解决了炼钢吹炼的上述问题。  三菱法使用电炉贫化炉渣、弃渣不含铜约0.6%~0.8%,不合适铜资源短缺的中国国情。

双晕工艺中,铜锍必须水碎、潮湿、细磨再行吹炼。该工艺流程宽,液态铜锍的物理冷被浪费,残极等中间物料无法配上处置,须要另建熔化炉,另乏能源,从节约能源看作不尽合理,但是冻锍吹炼不利于物料计量和过程控制,大幅度减少了铜锍连刮起的技术难度。

因此,研发符合国情,能克服传统P-S炼钢吹炼的弱点,在经济上极具优势的新的铜锍连刮起工艺,是放在我国有色冶金工作者面前的一个根本性课题,也是一个技术难度很高的课题。  记者:和其他炼铜技术比起,铜锍底刮起倒数吹炼技术有哪些引人注目优势?  蒋继穆:底刮起熔炼铜锍较世界各类铜冶炼技术具备更大优势,其反应机理不同于其他冶炼技术,精矿不是与氧必要反应,而是通过铜锍传送再行参予反应,因此氧势较低、渣不含四水解三铁较低,故可以使用高铁硅比渣型,可大幅度降低熔剂量,再加高富氧,从而能构建精矿不经潮湿、不特任何燃料的全自冷冶炼,粗铜能耗降至世界低于。

因此,中国恩菲申请人了底刮起倒数炼铜专利,并于2010年获得国家专利许可证。底刮起倒数刮起炼铜锍技术,从反应机理看,不应具备和底刮起熔炼铜锍一样的优点,如冷损失较少、能耗较低,反应强度大、设备尺寸小、投资省,倒数作业、更容易构建过程仅有自控、劳动生产率低,倒数加料、二氧化硫烟气平稳、不利制酸,设备基本堵塞、负压操作者、作业环境出色等。与三菱倒数炼铜比起,中止了贫化电炉,使用渣选矿工艺,弃渣不含铜量由0.6%~0.8%降到0.3%~0.4%,且渣率高于三菱法(使用比三菱法更高的铁硅比渣型),因此,铜的回收率较三菱法高约1个百分点。

  而和双晕倒数吹炼工艺比起,如吹炼冻的水打碎铜锍,底刮起倒数吹炼可中止闪速吹炼工序中冷铜锍潮湿、磨矿工序,流程较短,投资较较少。如底刮起必要吹炼液态冷铜锍,可更进一步中止铜锍水水打碎工序,流程更加较短,投资更加省。尤为重要的是,必要吹炼液态冷铜锍可充分利用铜锍的物理潜热在吹炼过程中附带处置电解残极和包子壳等冻杂料,甚至还能利用吹炼的富余热能附带处置部分再造废杂铜。

不必须如双晕工艺那样另建冶炼设备来处置这些物料,故从热利用与投资看作,高于双晕倒数炼铜工艺。  研发和试验过程攻打忧克难  记者:在研发和试验过程中一定遇上了很多问题。

为了解决问题这些问题,您和您的研发团队代价了哪些希望?  蒋继穆:虽说底刮起倒数炼铜工艺具备前所未有的优越性,但是产业化前必需通过半工业及工业化试验,以解决问题工艺和工程上没做到的问题。如工艺上是使用三相作业还是四互为作业(四相即气相、渣互为、铜锍互为、粗铜互为,三相中没铜锍互为,三相作业可玩性大,必须高精度的物料均衡技术。

),三相作业与四互为作业产品粗铜的质量如何,使用铁硅渣与铁钙渣吹炼对渣不含铜、炉衬寿命、构成泡沫渣喷炉等安全性因素有何有所不同影响等等。从工程角度,主要实地考察底刮起氧枪置放粗铜液中的使用寿命,否与冶炼一样,能构成铁水解体磨菇头维护氧枪,缩短氧枪寿命。吹炼温度低于冶炼,炉衬寿命如何。

从操作者角度,如何保持氧料均衡和热稳定性,保持稳定操作者。从试验步骤上拟取先易后难,即先刮起冻铜锍,后刮起液态冷铜锍。

因为冻铜锍便于平稳倒数计量配料、加料不利于平稳炉况。  中国恩菲为积极开展底刮起倒数吹炼试验,向国家申请人立项,并准许国家863计划研发课题与经费反对。

在实施研发单位过程中,中国恩菲历时多年,先后与多家企业商谈合作研发事宜以谋求合作伙伴,但是皆因种种原因没得偿所愿为。直到今年年初,我根据豫光金铅有处置铅锍的底刮起炉吹炼装置,且有将铅锍吹炼成粗铜的操作者经验这一情况,建议由东营方圆获取高品位冻铜锍,在豫光金铅积极开展倒数吹炼试验。这一建议获得了中国恩菲领导和总工程师尉克俭、冶金项目部主任李东波的接纳,在他们和公司技术发展部的大力组织协调下,豫光金铅和东营方圆都给与了大力支持和帮助,迅速就万事俱备,仅用了一个月的时间,就顺利完成了第一阶段冻铜锍倒数吹炼试验,试验超过了预计的目标,获得圆满成功。  试验结果令人安心  记者:请求您讲解一下铜锍底刮起倒数吹炼的大体情况,通过试验得出结论了哪些结论?  蒋继穆:第一阶段冻铜锍吹炼试验证明,底刮起的关键装置氧枪需要适应环境在液态粗铜条件下的平稳作业,并可构成铁氧体磨菇头维护氧枪,氧枪用于周期在工业生产条件下可小于一个月,这为底刮起倒数炼铜的产业化建构了基本条件;试验倒数运营一个月后检测底刮起炉衬损耗情况令人悲观,专家预计炉衬寿命可约一年以上,较现有P-S炼钢吹炼的炉衬寿命可延长3~4倍,可大幅度降低粗铜单位耐火材料消耗,为产业化经济运行获得了确保。

以上两点是产业化最担忧的工程问题,通过此次试验,获得了令人安心的结果。  在工艺上,三相操作者所产粗铜质量,特别是在是粗铜割硫高于三菱法(该试验粗铜含铜为98.5%~99.4%,割硫为0.2%~0.02%),这与理论分析完全一致,因为是底刮起,与三菱法的顶吹相比较,粗铜的氧势更高,脱杂、副产物效果大自然更佳。四互为操作者试验的产粗铜品质不如三菱法,但高于诺兰约倒数炼铜的试验指标(试验粗铜含铜98%以上,割硫0.7%~1.0%),结论是,不管使用三相还是四互为操作者,均可生产量符合提炼阳极铜的基本拒绝。  试验使用铁硅渣型可以符合工艺平稳操作者运营,试验后期试验铁硅钙渣,渣不含铜有显著上升趋势。

由于实验室在2.6米4.6米的小型装置内展开的,炉渣无任何沉清区位,对渣不含铜无法列为考核指标,不能看见某种趋势,如三相操作者渣不含铜低于四互为操作者,铁硅渣型不含铜低于铁硅钙渣型。惜不受原料量所限,没能展开铁钙渣型试验。由于试验规模小,吹炼过程无法保持热平衡,须要外补天然气和煤或焦,这不是产业化重点问题,随着吹炼规模大型化,外补热源大自然中止。

  记者:铜锍底刮起倒数吹炼顺利之后,还有哪些必须之后注目或者更进一步解决问题的问题?  蒋继穆:这次冻铜锍倒数吹炼试验取得成功,意味著不具备了展开冻铜锍底刮起倒数炼铜产业化设计的条件,但美中不足的是,与冷的液态铜锍必要吹炼比起,不但损失了其物理热,还减少了铜锍水打碎或氯气粒化工序。在条件成熟时,将更进一步积极开展冷铜锍必要底刮起的工业试验,超过不特任何燃料并使用冻的含铜物料保持热平衡,获得更加较低的单位粗铜能耗指标,并由四互为作业过渡到三相作业,使其沦为世界最先进设备的倒数炼铜工艺。

另外,可更进一步实地考察渣型对渣不含铜的影响,已完成冻铜锍试验因规模小而无法已完成的工作。  记者:从行业整体技术变革的角度来看,您如何评价这次试验顺利的意义?  蒋继穆:此次试验可定位为冻铜锍底刮起倒数吹炼半工业试验,试验的圆满成功为冻铜锍底刮起倒数吹炼产业化设计获取了工艺和工程上的不可或缺参数,为具备我国自律知识产权的底刮起倒数炼铜产业化顺利应用于迈进了宝贵第一步。而这一步,早已不足以和双晕倒数炼铜工艺相媲美,且冻铜锍不必潮湿、细磨,同等规模下单位产品的投资、能耗、成本均可高于双晕工艺。


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