约以 300 t d 的速度放出氧气。 这就限制了每次试 层时产生高的压力降。由于负压大, 锅炉后的烟气系
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
2001 年 8 月第 4 期
艾萨熔炼——一座生产能力 25 万 t a 的铜熔炼炉——史学谦编译 ·3·
kPa。 烟气经过一个由循环烟尘组成的流化床层与 锅炉管进行热交换, 因此造成锅炉的高压力降。
在高给料率试验期间锅炉出口烟气温度提高。 锅炉内流化床层烟尘量减少, 因此降低了锅炉段烟 气压力差。 提高烟气温度不能长时间维持锅炉不受 损害。
作人员频繁调整给料以维持工艺正常, 这也是对操 作人员能力的一个考验。
2219 2317 2218 2216 2217 2312
2618 2711 2715 2712 2717 2719
2813 2817 2914 2913 2918 2919
1319 1318 1318 1317 1318 1410
0175 0163 0160 0162 0164 0164
1146 1133 1141 1145 1153 1158
干精矿加料率 150 t h 持续了 515 h (10: 08～ 16: 30)。试验期间, 最终给料输送机故障需要修理溜 槽, 扣除 60 m in。由于 100 t 的液氧储罐显示出低液 位, 6: 30 被迫停车。 试验期间, 铜 Isa 熔炼有两个稳 定的试验时间段。 表 1 给出了试验期间铜 Isa 熔炼 干精矿、石英石、石灰石和煤的平均给料率。
统例如观察孔和人孔门等处漏风比采用传统锅炉的
Isa 黄铜矿型铜精矿是提高给料率试验期间使
烟气系统要多。
用的唯一铜精矿。 试验 2 期间铜精矿样品分析结果
提高给料率试验期之前, 电收尘后烟气含氧 见表 2。
12% , 堵漏后烟气系统含氧减少到 5%。
表 2 干精矿各组成质量分数 %
3 结果
第二次提高给料率试验——试验 2 结果如下。 311 干精矿加料率
[文献标识码 ] B
[ 文章编号 ] 100228943 (2001) 0420001206
1 前言
二战以来M IM 控股有限公司在昆士兰西北部 一直生产铜, 那时在芒特·艾萨铅厂临时冶炼铜精 矿。 这期间经历了多膛焙烧炉 反射炉、流化床焙烧 炉 反射炉和 Isa 熔炼炉阶段。
从 1987 年到 1997 年 8 月 Isa 炉和焙烧 反射 炉平行使用于熔炼作业。 其中 1992 年前, 有一台示 范的 Isa 炉和两台处理流化床焙烧矿的反射炉平行 使用。 示范的 Isa 炉鼓空气时熔炼精矿能力 15t h, 增加 50t d 氧气时能力达 20t h。 Isa 炉产出的铜锍 和炉渣一起放到反射炉分离。
用 Isa 炉满足将来处理芒特·艾萨全部铜精矿 需要的建议是基于:
(1) 测量表明铜 Isa 炉在 100 t h 的精矿处理能 力时是接近热平衡的。
直接测量的反应后烟气残氧是 0±012% , 这表 明氧效率 100% ±1% ;
炉渣氧分压 Po 2 为 5×10- 9大气压, 近似于平衡 的 Po 2;
2001 年 8 月第 4 期
艾萨熔炼——一座生产能力 25 万 t a 的铜熔炼炉——史学谦编译 ·1·
国外工程技术
艾萨熔炼——一座生产能力 25 万 t a 的铜熔炼炉
史学谦 编译
(北京有色冶金设计研究总院, 北京 100038)
[ 摘 要 ] 芒特·艾萨矿物控股有限公司 (简称M IM ) 和澳大利亚国家科学院 (简称 CS IRO ) 在 80 年代
联合开发了浸没式喷枪顶吹熔炼技术—— 艾萨熔炼法 ( Isasm elt) , 1992 年用此工艺改造了芒特·艾萨
铜冶炼厂, 建有 1 台内径 3166 m 高 14154 m 的艾萨炉, 1 台带有流态化床混合室的立式余热锅炉和静电
除尘器, 1 台用于铜锍和炉渣分离的转动式沉降炉, 以及相应的物料准备和上料系统、525 t d 的制氧站
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
·2·
有色冶炼
□国外工程技术
和物料平衡计算, 估算在更高的给料率时空气、氧气 验时间～ 8 h。此时, Isa 炉的供氧能力可达 885 t d。
和煤的需要量和烟气产出量及烟气成分;
第二次试验时, 在圆盘制粒机顺时针 30°侧壁
煤和精矿一起从炉顶加入, 煤飘浮在熔体表面燃烧。 对面安装了固定刮刀, 从而保证了球团产出的连续
因此, 炉子的燃煤能力受熔池表面积的限制。
性。 制粒机安装了固定刮刀使给料率的波动减少到
用氧量受制氧站能力的限制, 芒特·艾萨精矿 半小时内～ 5%。
处理能力达 150 t h 的高能力试验, 需要额外增加
2714 2715 2719 2717 2716 2717

2914 2917 2816 2919 2916 2914
1317 1319 1318 1318 1318 1316
0163 0168 0163 0159 0163 0163
1156 1144 1147 1139 1148 1155
0198 0191 0182 0170 0168 0170
混合时间< 1 m in;
烟囱。 烟气处理能力受系统压力和排烟机设计以及
反应时间< 2 m in, 基于 SO 2 气泡的演化到停止 给料不均匀和鼓风的不稳定引起的烟气量波动等因
的时间;
素的限制。
住留时间 35 m in, 约为反应时间的 15 倍;
受烟气处理系统设计的制约, 增加处理能力有
在高加料率试验前铜 Isa 炉最大精矿和返料处 一定难度。由于排烟机在与设计不同的条件下运行,
在维持 Isa 炉在一定抽力的情况下使烟气系统 能容纳最高的烟气量。在提高加料率试验前, 烟气量
为了证明 Isa 炉能够处理要求的 150 t h 的精 矿量, 1997 年进行了两次验证性试验。 第一次试验 炉子加入精矿率 140～ 150 t h 持续 4 h 25 m in, 第 二次精矿给料率 150 t h 达 5 h 30 m in。
熔池的温度梯度不大。 同时测量熔池中 3 个不 同位置, 温差在 20 ℃以内。
[ 译者简介 ] 史学谦 (1940- ) , 男, 天津人, 教授级高工, 项目总设计 师。
(2) 热力学计算表明: 建议的精矿给料率在炉子 生产能力的制约范围内是可能的。
[ 收稿日期 ] 2000208220
用 CS IRO 的 CH EM IX 模型进行详细的热平衡
机的出力已经增加到 595 t d。 M IM 公司在卡奔塔利亚湾 (Ca rp en ta ria) 矿业
部取得了芒特·艾萨 En terp rise 矿和 C loncu rry 附 近的 E rnest H en ry 矿的长期开采权。两矿产铜精矿 含铜 25 万 t a, 需要相应粗炼能力～ 150 t h。 使用 一套粗炼系统处理两个矿山产出的全部铜精矿比使 用 Isa 炉和焙烧炉 反射炉两套设施更合适, 对减少 操作成本和简化冶炼流程是很有意义的。
时间
1# 干精矿仓 10: 00 11: 00 12: 00 13: 00 15: 00 16: 00 2# 干精矿仓 10: 00 11: 00 12: 00 13: 00 15: 00 16: 00
Cu Fe S SiO 2 CaO M gO A l2O 3
2310 2310 2314 2217 2217 2216
等。 改造后的铜熔炼系统处理精矿能力 100 t h, 相当于年处理精矿含铜 18 万 t。
1996 年M IM 开发了距芒特·艾萨 120 km 的 En terp rise 和 E rnen t H en ry 矿, 铜精矿产量增加, 于
是决定扩建铜冶炼厂, 欲将现有艾萨炉的熔炼能力扩建到处理精矿含铜 25 万 t a。为减少扩建工程的风
烟气系统中压力降最大的是流化床锅炉, 约 4
炉子的辅助部分也需要扩建, 包括: ( 1) 氧气供给系统; (2) 备料系统; (3) 铜锍和炉 渣沉降分离系统; (4) 烟气处理系统。 Isa 炉增加 50% 瞬时给料率的另一个问题是操 作者是否可以维持正常的控制。 已决定铜 Isa 熔炼 炉子温度的控制全部由人工执行。 这一规定使得操
表 1 铜 Isa 熔炼平均给料率 t h
时间
1# 干
2# 干
干精矿 石英 石灰石
煤
精矿仓 精矿仓 总量
10: 08～ 13: 41 7510 7510 15010 313 418 119
14: 43～ 16: 30 7511 7419 15010 218 418 115
312 干精矿成分和空气比率 31211 干精矿成分
1992 年 1 台新的 Isa 炉投入使用, 处理精矿～ 100 t h, 和 1 台处理铜精矿的反射炉平行使用。 焙 烧炉 反射炉与 Isa 炉各自独立作业, Isa 炉配有自 己的沉降炉分离铜锍和炉渣。
安装了 1 台 525 t d 的深冷制氧机, 制氧装置 装机能力可提高到 575 t d。 随着经验的积累, 制氧
在制粒机后面的输送机上安装了 1 台调速的驱
供气态氧 300 t d。
动器来调节任何可能的波动。 输送机上现有的称量
这一要求是通过安装 100 t 容量的真空隔热容 装置向调速驱动器输送信号。
器来满足的。 事先用现有 525 t d 氧气站产出的液
Isa 炉烟气系统比传统锅炉烟气系统操作压力
氧把该容器充满。 试验期间 100 t 的液氧储存器大 低, 这是由于烟气通过流化床锅炉由烟尘组成的床