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冶金行業(yè)中火法煉銅的技術(shù)
冶金行業(yè)中火法煉銅的技術(shù)
摘要：由于各個(gè)銅礦山地區(qū)中的富礦和容易開(kāi)采的礦石數(shù)量在逐漸減少，同時(shí)人們的環(huán)保意識(shí)在逐漸增強(qiáng)，而銅冶金技術(shù)面臨的困難在不斷加大，多年來(lái)各個(gè)地區(qū)的冶金工作人員普遍對(duì)冶金技術(shù)進(jìn)行了研究。
文章對(duì)火法冶煉銅技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞：銅冶金;熔煉技術(shù);閃速熔煉;熔池熔煉;銅硫吹煉技術(shù);火法精煉技術(shù)
銅的用途十分廣泛，一直是各行業(yè)不可缺少的原材料，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)銅產(chǎn)品的要求越來(lái)越高。
尤其在近幾年來(lái)銅價(jià)的不穩(wěn)定性，人們對(duì)銅冶金行業(yè)的技術(shù)越來(lái)越關(guān)注，火法冶煉制銅作為銅生產(chǎn)方法的重要組成而備受關(guān)注。
由于各個(gè)銅礦山地區(qū)中的富礦和容易開(kāi)采的礦石數(shù)量在逐漸減少，同時(shí)人們的環(huán)保意識(shí)在逐漸增強(qiáng)，而銅冶金技術(shù)面臨的困難在不斷加大，多年來(lái)各個(gè)地區(qū)的冶金工作人員普遍對(duì)冶金技術(shù)進(jìn)行了研究和探討，研發(fā)出一些新的工藝和技術(shù)。
本文主要對(duì)火法冶煉銅技術(shù)的現(xiàn)狀做了分析和探討，并對(duì)其進(jìn)行了論述和展望。
1 銅冶金行業(yè)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀
1.1 熔煉技術(shù)
熔煉是火法冶煉銅最重要的冶煉過(guò)程。
現(xiàn)代銅熔煉的共同特點(diǎn)是提高銅硫品位，加大過(guò)程的熱強(qiáng)度，增加爐子單位熔煉能力。
這些方法可以分為兩大類(lèi)：閃速熔煉和熔池熔煉。
隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展，對(duì)熔煉系統(tǒng)技術(shù)的改進(jìn)越來(lái)越重視，并不斷對(duì)符合自身需求的先進(jìn)熔煉技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行研究。
第一，閃速熔煉克服了傳統(tǒng)方法未能充分利用粉狀精礦的巨大表面積，將焙燒和熔煉分階段的缺點(diǎn)，從而大大減少了能源消耗，提高了硫利用率，改善了環(huán)境。
閃速熔煉技術(shù)的冶煉方法主要有：奧托昆普爐，爐和爐三種。
閃速熔煉技術(shù)以其具有：可靠性強(qiáng)、熱強(qiáng)度高、單爐處理量大、耐用性強(qiáng)、環(huán)保效果好等優(yōu)點(diǎn)，在大、中銅冶煉廠(chǎng)中被大量運(yùn)用，其中比較有代表性的貴溪冶煉廠(chǎng)采用的閃速爐冶煉取得不斷成功。
使單臺(tái)爐子的銅產(chǎn)量從10萬(wàn)t/a提高到32萬(wàn)t/a，單爐生產(chǎn)能力也在不斷的增強(qiáng)。
第二，熔池熔煉是讓銅精礦顆粒在強(qiáng)烈攪動(dòng)著的三相流體的熔池中發(fā)生強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)其熔煉目的。
熔池熔煉技術(shù)按照送風(fēng)的方式可分為底吹、側(cè)吹以及頂吹。
其中底吹的方法為水口山法;側(cè)吹的方法主要包括：白銀法、諾蘭達(dá)法、特尼恩特法和瓦約可夫法;頂吹的方法主要有：TBRC法、艾薩法和澳斯麥特法。
諾蘭達(dá)法熔煉技術(shù)在大型冶煉廠(chǎng)中運(yùn)用較為廣泛。
目前較為先進(jìn)的是由澳大利亞引進(jìn)的芒特艾薩熔煉技術(shù)和澳斯麥特熔煉技術(shù)，由于其具備適應(yīng)性強(qiáng)、處理較為簡(jiǎn)單、濕潤(rùn)度高、成本較低以及對(duì)入爐物料的要求不高等優(yōu)點(diǎn)，從而在很多金屬公司中被廣泛采用。
其中云南云錫公司采用奧斯麥特技術(shù)進(jìn)行煉錫。
云南銅業(yè)股份有限公司采用艾薩熔煉技術(shù)進(jìn)行電爐熔煉，并逐漸取得良好的發(fā)展。
云南銅業(yè)股份公司采用的艾薩熔煉爐能力不斷增長(zhǎng)到30萬(wàn)t/a，并不斷實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排和資源的可持續(xù)利用。
1.2 銅硫吹煉技術(shù)
選硫過(guò)程完成了銅與部分或絕大部分鐵的分離，最后要除去銅硫中鐵和硫以及其它雜質(zhì)，從而獲得粗銅，還需要進(jìn)行銅硫的吹煉。
銅硫吹煉是硫化銅精礦火法冶煉工藝流程中的最后工序，在吹煉過(guò)程中金銀及鉑元素等貴金屬幾乎全部富集于粗銅中，為之后方便有效地回收提取這些金屬創(chuàng)造了良好的條件。
銅硫吹煉技術(shù)的吹煉方法主要分為轉(zhuǎn)爐吹煉和連續(xù)吹煉爐。
第一，在對(duì)轉(zhuǎn)爐進(jìn)行操作的過(guò)程中，普遍采用的吹煉方法是25%的富氧吹煉和63%的高品位冰銅吹煉，從而能夠不斷強(qiáng)化吹煉的過(guò)程。
在轉(zhuǎn)爐的主要設(shè)備方面，普遍采用大型的轉(zhuǎn)爐設(shè)備。
其中貴溪冶煉廠(chǎng)運(yùn)用的是￠4m×13.6m;葫蘆島有色金屬集團(tuán)有限公司在對(duì)銅冶煉系統(tǒng)進(jìn)行改造中，把原來(lái)的兩臺(tái)30t轉(zhuǎn)爐、一臺(tái)50t和60t轉(zhuǎn)爐的尺寸分別進(jìn)行加大，對(duì)與其相配套的余熱鍋爐系統(tǒng)和制酸系統(tǒng)的能力不斷增大，將轉(zhuǎn)爐D450風(fēng)機(jī)成功的進(jìn)行高壓變頻技術(shù)改造，從而不斷降低電能的消耗。
總而言之，轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)的設(shè)備和操作技巧方面具有了很大的改善，但與此同時(shí)，操作過(guò)程中由于煙氣量的增多、爐口漏風(fēng)、煙氣so2濃度較低，吊車(chē)運(yùn)作次數(shù)頻繁造成煙氣對(duì)空氣的污染問(wèn)題亟待解決。
第二，由于連續(xù)吹煉爐具有：爐體封閉嚴(yán)實(shí)、出爐煙氣濃度適宜、煙氣量均衡等優(yōu)勢(shì)，并且當(dāng)和封閉鼓風(fēng)爐煙氣混合進(jìn)入制酸系統(tǒng)后，能夠運(yùn)用兩轉(zhuǎn)兩吸的方式進(jìn)行制酸，將尾氣順利的排放出來(lái)。
所以在很多冶煉廠(chǎng)中被廣泛采用。
其中浙江的富春江冶煉廠(chǎng)、山東的煙臺(tái)冶煉廠(chǎng)、遼寧撫順紅透山礦業(yè)公司冶煉廠(chǎng)和包頭冶煉廠(chǎng)等都采用這種冶煉方法。
但在冶煉的過(guò)程中由于密閉鼓風(fēng)爐耗能高，且吹煉爐技術(shù)本身具有的環(huán)保方面的缺陷，所以不能長(zhǎng)期持續(xù)的發(fā)展和運(yùn)用。
1.3 火法精煉技術(shù)
粗銅銅含量一般為98.5%～99.5%，含有多種對(duì)銅性質(zhì)產(chǎn)生了不良影響，降低銅使用價(jià)值的雜質(zhì)，且其中某些雜質(zhì)自身具有使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益，需要回收加以利用，從而為滿(mǎn)足銅的各種用途要求，需將精銅精煉提純，而粗銅火法精煉是粗銅精煉提純的重要途徑。
對(duì)于粗銅的火法精煉采用的方式有：固定式反射爐和回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐。
第一，傳統(tǒng)的固定式精煉爐主要是依靠人工扒渣的方式進(jìn)行操作，這樣不僅僅勞動(dòng)強(qiáng)度大和難控制，而且造成銅的流失和環(huán)境污染。
目前普遍運(yùn)用的是機(jī)械操作能力強(qiáng)、爐體密實(shí)、操作方便的回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐，而且精煉爐越來(lái)越朝著大型化的趨勢(shì)發(fā)展。
目前貴溪冶煉廠(chǎng)采用的陽(yáng)極爐為350t，金隆公司采用的陽(yáng)極爐為300t，云南銅業(yè)公司采用的陽(yáng)極爐為350t，其中貴溪冶煉廠(chǎng)自行改造的350t陽(yáng)極爐并采用100t/h的雙圓盤(pán)陽(yáng)極板澆鑄機(jī)。
第二，回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐一般運(yùn)用重油和可燃?xì)怏w為燃料，而運(yùn)用還原劑為氣體。
云南銅業(yè)股份有限公司采用固體的還原劑通過(guò)回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐進(jìn)行運(yùn)作。
銅陵金昌冶煉廠(chǎng)采用粉煤和裂化劑結(jié)合成新的還原劑，從而防止了黑煙的污染。
葫蘆島有色金屬集團(tuán)有限公司對(duì)加料設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)，并運(yùn)用固體還原劑，從而起到了節(jié)能和環(huán)保的作用。
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