[发明专利]一种低品位铜原料的低成本装备的节能冶炼方法

摘要

一种低品位铜原料的低成本装备的节能冶炼方法，属于铜加工技术领域。现有的竖炉加氧化还原炉不能冶炼低品位铜。本发明方法控制竖炉燃烧器形成循环高温燃气流，控制循环高温燃气流的温度、加盖保温溜槽的温度，控制竖炉、氧化还原炉的燃气性质、烟尘流动、铜熔液的流动，实现低品位铜原料低成本装备连续节能冶炼成阳极板。

主权项

一种低品位铜原料的低成本装备的节能冶炼方法，低成本冶炼装备包括一台竖炉及其至少有两个预留的排铜口和加盖保温溜槽、至少有两台与加盖保温溜槽分别相连的氧化还原炉及一套烟尘处理系统，其特征在于：1)低品位铜原料能正常且连续冶炼成合格阳极板，原料中总的铜含量60wt％及以上，低品位铜原料为下列原料的至少一种：紫杂铜、废杂铜、由废杂铜冶炼的次粗铜、由铜锍冶炼的粗铜；2)控制氧化还原炉预热的燃气为还原性、铜熔液还原过程的燃气为还原性，氧化还原炉还原性的烟尘经过保温管道、开关、高温鼓风机进入竖炉底部，参与竖炉料柱预热、支持竖炉料柱底部熔化；竖炉烟尘通过另一保温管道、开关、高温鼓风机分别在氧化还原炉燃烧器旁进入氧化还原炉；氧化还原炉从收集低品位铜熔液开始铜熔液的氧化过程，燃气为氧化性；氧化还原炉烟尘经排出口、烟尘保温管道、烟尘开关汇聚到烟尘主管道，当至少两台氧化还原炉轮流氧化、还原、保温浇铸时，完全打开燃气为氧化性的氧化还原炉的烟尘开关，控制打开燃气为还原性的氧化还原炉的烟尘开关到一定开度，部分还原性烟尘与全部氧化性烟尘同时进入烟尘主管道、混合经烟尘处理系统后达标排放；该烟尘主管道外焊气管，气管外装有良好的保温材料，至少两种气管利用该烟尘主管道内流过的高温烟尘分别对空气气管、空分的氮气气管进行加热，预热空气通过控制分配给竖炉燃烧器助燃、氧化还原炉燃烧器助燃，预热氮气通过安全电磁阀通入正在还原过程的氧化还原炉内的气体匀喷器，均匀进入铜熔液池，加快铜熔液的还原；富氧气体通过安全电磁阀通入正在氧化过程的氧化还原炉内的气体匀喷器，均匀进入铜熔液池，加快低品位铜熔液的氧化过程；3)竖炉熔化低品位铜，考虑氧化还原炉还原性烟尘进入竖炉底部的影响，通过多个竖炉燃烧器的空气和燃料量供应的调节、实现整个料柱从下到上温度递减、并只在料柱底部熔化，在竖炉最下排负责料柱底部熔化的燃烧器形成循环高温燃气流，该循环高温燃气流为还原性，不断熔化低品位铜料柱底部，料柱不断下行、在竖炉的顶部根据低品位铜冶炼进程要求加入低品位铜打包料块、维持整个料柱高度基本不变，而且该循环高温燃气流裹挟低品位铜熔液斜下行一程、然后在铜熔液流的上方折返，一方面其中部分折返的燃气离开循环高温燃气流、继而沿竖炉料柱上行一段、并通过保温管道、开关、高温鼓风机分别进入与竖炉相连的氧化还原炉，该部分折返燃气的量由竖炉最下排负责料柱底部熔化的燃烧器向循环高温燃气流补充；另一方面低品位铜熔液与循环高温燃气流分离后借助惯性经过最短的最顺畅的保温路径、通过排铜口、加盖保温溜槽、进入预热的氧化还原炉，加盖保温溜槽有足够高温度的还原性燃气协同、保证低品位铜熔液的正常流动，该循环高温燃气流、该保温溜槽的还原性燃气在1120～1400℃，且随着原料中铜含量的降低而增高；当通过其中一个排铜口和保温溜槽流入一个氧化还原炉的铜熔液达到该氧化还原炉的额定容量时，减小与该排铜口相对应的竖炉燃烧器的燃料和空气的供应量，使循环高温燃气流降温、暂停竖炉料柱底部的熔化，封堵该排铜口，然后在该氧化还原炉内先后进行铜熔液的氧化、还原、保温浇铸阳极板；同时打开竖炉预留的与另一预热的氧化还原炉相连的排铜口，控制与该排铜口相对的竖炉燃烧器形成另一循环高温燃气流，重新开始熔化竖炉料柱底部、通过该排铜口和与之相通的加盖保温溜槽向后一氧化还原炉排铜熔液，直至达到该氧化还原炉的额定铜熔液量，再暂停竖炉低品位铜料柱的熔化，在正常连续冶炼过程中，如此连续熔化低品位铜原料料柱的底部，分别在不同氧化还原炉开展氧化、还原、保温浇铸阳极板；4)当低品位铜原料的低成本装备系统根据需要执行停止冶炼程序时，先停止竖炉料柱顶部的加料，将竖炉剩下的料柱全部熔化掉，清净竖炉底部，分别调整竖炉燃烧器、氧化还原炉燃烧器的空气和燃料量、竖炉和氧化还原炉烟尘开关、竖炉和氧化还原炉的高温鼓风机，对最后进入氧化还原炉的低品位铜熔液分别完成氧化过程、还原过程、保温浇铸阳极板过程；5)氧化还原炉燃烧器在铜熔液氧化过程中、还原过程中均采取无焰燃烧方式。