炉龄大约 400 d, 特尼恩特改良转炉炉寿 270 d, 白银 炉炉寿 180～ 240 d, 瓦纽可夫炉炉寿 115～ 2 a, 可随 时更换铜水套, 为半永久性炉型。艾萨熔炼炉的耐火 材料炉衬在无水冷条件下正常可维持 12～ 18 个月。 512 漏风情况
艾萨熔炼炉系直立的圆筒形固定冶金炉, 除了 炉顶上的喷枪口和加料口外, 其余全部密封, 炉子在 正常操作条件下处于微负压状态, 喷枪口和加料口 不会有外逸现象, 并且漏风不超过 3 m 3 s。 如果对 喷枪口和加料口采取一些密封措施, 可以进一步降 低漏风。
铜的损失与工艺流程复杂程度、收尘效率、渣含 铜及渣量有关。 在诸多因素中渣铜损失居首位, 占
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有色冶炼
□重金属
50% 以上, 因而降低渣铜损失受到人们的重视。国外 含铜小于 018% 的渣直接弃掉。
4 冶炼特点
411 原料 芒特艾萨铜冶炼厂处理的原料范围非常广, 包
括M IM 公司自产的黄铜精矿、转炉渣精矿和其它 外购的各种铜精矿。 表 1 为艾萨炉成功处理的一些 精矿的成分。
黄铜矿精矿 转炉渣精矿 外购精矿 A 外购精矿 B 外购精矿 C
表 1 艾萨炉处理的精矿组成质量分数
Cu 24170 40150 21140 24170 15150
于 1 年的炉子都可满足要求。 闪速炉及三菱法的炉
10 m 的艾萨熔炼炉热损失数据与其它熔炼炉的热 损失列于表 6。 由表 6 可见, 不同种类的炉子, 每吨 精矿的热损失变化很大, 预热空气的闪速炉最大, 而 艾萨熔炼炉最小。
子炉龄都很长, 顶吹旋转转炉炉龄 8 星期, 诺兰达炉
表 6 单位精矿热损失
芒特艾萨矿业有限公司铜冶炼厂熔炼系统生产 工艺流程见图 1。
图 1 芒特艾萨铜冶炼厂熔炼系统生产工艺流程图
[ 作者简介 ] 邵剑辉 (1957- ) , 男, 安徽芜湖人, 教授级高级工程师, 从事重有色冶金设计工作。 [ 收稿日期 ] 2001208211
芒特艾萨的精矿与来自其他矿山的精矿在混料 厂相混合, 混合后的精矿再与熔剂、返料及块煤混 合, 在圆盘制料机上制粒, 制粒后含水约 9% 的物料
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2002 年 6 月第 3 期
艾萨熔炼法的发展及评述 —— 邵剑辉
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5 炉子状况
511 炉龄 冶炼厂年生产时间一般不少于 330 d, 炉龄不小
闪速熔炼法熔炼时产生大量 Fe3O 4, 这说明炉 内氧势大, 炉渣氧化程度高, 所以渣含铜必然较高, 一般为 1%～ 3%。
诺兰达法炉内炉渣和铜锍顺流接触, 不利于降 低渣含铜。 同时炉内氧势大, 炉渣氧化程度高, 因而 炉渣含 Fe3O 4 高 (15%～ 25% ) , 致使渣含铜升高。诺 兰达炉渣含铜一般为 3%～ 7%。
在艾萨熔炼法炼铜过程中, 物料中的金 99% 以 上存留在艾萨炉的铜锍中; 钴在正常操作条件下, 至 少有 67% 以上保留在铜锍中; 银至少 95% 以上留于 铜锍中, 随同烟气散失的银被收尘后回收, 此值可以 提高到 99%。 415 杂质脱除率
艾萨熔炼法同诺兰达法一样, 在熔炼过程能够 有效地通过挥发而排除铜中的杂质。 表 4 为熔炼时 杂质脱除情况[5 ]。
As
Co
0132 0119 0112
0120 0123 0116
-
0182 01004
-
01015 01022
- < 01010 01007
%
Pb 0110 0150 1167 0106 0101
Zn
Bi
01095 01007
0132
-
3192 0109
< 0101 0137
0101 0101
Fe3O 4 -
艾萨熔炼法在熔炼过程中, 铜锍品位可以在较 大范围内变化 (39%～ 70% ) , 而渣含铜的变化不显 著且仍然很低。 这主要是因为艾萨熔炼炉渣成分一 般 控 制 在 w SiO 2 w Fe = 0185～ 0195, w SiO 2 w Ca 约 为 415, 这种炉渣接近于石英饱和状态。 炉渣中氧分压 通常为 918×10- 6～ 918×10- 5 Pa, 氧势较低。
15100 -
由于艾萨熔炼炉内熔体强烈搅动, 不会出现磁 铁的聚积, 因而可熔炼高品位的铜锍或处理含磁铁 较高的物料。而闪速炉因反应塔生成较多的 Fe3O 4, 在静止的沉淀池里一部分沉积在炉底需要定期处 理, 所以处理含磁铁的物料受到一定的限制。 412 燃料
艾萨熔炼炉的主要燃料是混合炉料中配入的 煤, 但通常也经喷枪喷入一些燃料短时间的调整炉 温。 由于喷枪结构的特点, 喷入的燃料可以是油, 也 可以是煤粉、焦粉、天然气或液化气, 所以燃料类型 象闪速炉、诺兰达炉等一样灵活。 413 富氧的使用
艾萨熔炼法同闪速熔炼法、诺兰达法等冶炼方 法一样, 很适于使用富氧。艾萨熔炼法的能耗随着富 氧的增加而减少, 床能力则随着富氧的增加而提高。
表 2 为富氧熔炼与空气熔炼的比较情况。 由表 2 可以看出, 当富氧浓度为 30% , 综合能耗 (包括煤、 油、空气) 降低 46% , 而床能力则提高 40%。
5216
5162
2417
0137
6112
5316
5114
2513
0112
8519
5614
6185
2110 0117
9310 7511 7512
5813
2110
01006 9
9517
5910
4175
2519 0136 0111 0116
0141 9510 6817 7818
7915
由表 4 可以看出, 在艾萨熔炼法炼铜过程中, 砷 脱除率在 90% 以上, 铅在 50%～ 75% , 锌在 70%～ 80% , 铋在 80%～ 90% , 锑在 60%～ 80%。 416 烟尘率
况, 论述了此方法的技术特点。
[ 关键词 ] 艾萨熔炼; 技术特点; 铜熔炼
[ 中图分类号 ] T F 811103111
[文献标识码 ] B
[ 文章编号 ] 100228943 (2002) 0320024204
1 前言
芒特艾萨矿业有限公司 (M IM ) 和澳大利亚联 邦科学工业研究机构 (CS IRO ) 在 20 世纪 80 年代联 合开发了艾萨熔炼法,M IM 于 1987 年在铜冶炼厂 建起了一座示范工厂[1], 1992 年用此工艺改造了铜 冶炼厂原有的反射炉熔炼, 改造后的铜熔炼系统生 产能力为 (铜) 18 万 t a, 1997 年经两次提高给料率 和 高 氧 浓 度 试 验, 现 熔 炼 能 力 已 扩 建 到 ( 铜) 25 万 t a [2 ]。
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有色冶炼
□重金属
艾萨熔炼法的发展及评述
邵剑辉
(中国有色工程设计研究总院, 北京 100038)
[ 摘 要 ] 艾萨熔炼法是芒特艾萨矿业有限公司 (M IM ) 和澳大利亚联邦科学工业研究机构 (CS IRO ) 联
合开发的浸没式喷枪顶吹熔炼技术, 是一种高强度有色金属冶炼方法。 本文根据艾萨熔炼法的炼铜情
m3
0
455
吨铜耗煤
t
0163
0133
吨铜耗油
kg
67
2
吨铜综合能耗 (标煤)
kg
81515
44012
富氧熔炼的共同特征[3]。使用富氧时, 产生较少的烟 气量及足够高的 SO 2 浓度, 可大大节省烟气处理系 统及制酸的基建费用和生产费用。
目前艾萨熔炼法可以在含 O 2 62% 的富氧空气 状况下运行。 414 金属回收率及渣含铜
艾萨熔炼法在熔炼过程中, 只要控制好熔剂量 和炉渣, 并且所产出的铜锍和炉渣混合物在保温炉 中有足够的澄清时间, 炉渣含铜小于 016%。表 3 为 2 个炉渣实例。
表 3 炉渣主要成分质量分数
%
Cu Fe SiO 2 CaO A l2O 3 M gO S Fe3O 4
渣 1 0146 3816 3417 512 411 -
-
213
渣 2 015 3716 3215 714 413 119 110 516
影响渣含铜的因素有铜锍品位、炉渣氧势、炉渣 组分及炉温, 其中最主要的因素是炉渣氧势。在硅酸 盐 铁 质 炉 渣 组 成 中, 高 氧 势 必 然 带 来 含 固 态 的 F e3O 4 和 S iO 2 的非均相渣, 当炉渣 F e3O 4 饱和并有 析出, 渣含铜必然高。在炉气—炉渣—铜锍平衡系统 中, 炉渣氧势随铜锍品位升高而增加, 随炉温的降低 而减少, 但温度过低, 渣的流动性差, 夹杂铜的损失 加大。生产实践证实, 强化熔炼渣中铜的形态主要是 氧化态溶解损失。在 FeO —CaO —SiO 2 炉渣体系中, SiO 2 含量一定, 渣含铜随 CaO 含量增大而减少[4]。
艾萨熔炼法的开发引起了冶金界的广泛重视, 前景看好。 目前世界上已采用该方法建成投产的铜 冶炼厂除芒特艾萨外, 还有美国的迈阿密、印度的 Sterlite 和比利时的 U n ion M in iere。 中国的云铜用 此方法改造矿热电炉熔炼系统的工程正在建设中, 预计 2002 年初投产。
2 生产工艺过程
0111
7916
4912
4176
2511
01089
8411
4914
5138
2318 0169 0129 0171