提高闪速炉处理低品质物料效率的生产实践.pdf

第 卷第 期 年 月甘 肃 冶 金.文章编号:()提高闪速炉处理低品质物料效率的生产实践王鲁博(白银有色集团股份有限公司 铜业公司甘肃 白银)摘 要:闪速熔炼是当今火法炼铜技术之一 西北某铜业公司闪速炉系统自 年以来受国际市场影响进厂低品质物料占比上升处理低品质铜精矿时会出现产品质量下降、锅炉系统稳定性变差等问题 本文通过控制闪速炉供氧浓度、原煤配入量等措施以达到处理低品质物料高效、节能的目的关键词:铜冶炼闪速炉火法炼铜铜精矿中图分类号:文献标识码:(.):.:引言闪速熔炼法凭借着高速反应、铜精矿表面积巨大的优势成为火法炼铜工艺中最为先进的工艺 闪速熔炼是将干燥的粒度约 目的金属硫化物精矿及熔剂与富氧空气一起喷入炽热的闪速炉膛内利用细磨矿物料巨大的活性表面积良好的传质、传热条件使化学反应高速进行充分强化冶炼的过程 闪速炉因具有处理能力大、综合能耗低、环境友好、烟气适于制酸等优点而得到了长足的发展 闪速炉系统处理低品质物料现状闪速炉主要原料为铜精矿按产地可分为进口铜精矿和国内铜精矿、含量决定着铜精矿的品质 铜精矿中 含量的高低通常决定着铜精矿的价格同时较高的 含量在熔炼过程中需要消耗更多的热量 由于铜精矿中的 在熔炼时发生放热反应因此铜精矿中的 越高熔炼时越节省燃料、含量过高会影响闪速炉系统的稳定性、含量越低的铜精矿质量越高从、含量划分西北某铜业公司使用的铜精矿中的低品质铜精矿主要有三种:低铜低硫国内铜精矿每月进厂约 通过炉渣浮选回收得来的高铜低硫渣精矿每月进厂约 高铅锌国内铜精矿每月进厂约 闪速炉系统处理较多的低品质铜精矿会导致产品质量变差、能源消耗增高等一系列问题 根据当前的配料单每月消耗低品质物料约 收支无法平衡而且库存尚有约 余吨低品质物料库存越来越多资金占用严重 因此本次通过工业化试验研究控制闪速炉供氧浓度等措施高效处理低品质铜精矿 提高闪速炉处理低品质物料效率.低品质物料入厂、消耗、库存分析闪速炉系统 年 月国内低品质铜精矿实际进厂磅单统计见表 由表 可以看出低品质铜精矿进厂量在不断增加闪速炉系统 年一至三季度国内低品质铜精矿库存盘点见表 由表 可以看出低品质铜精矿的消耗赶不上入库库存占用在不断增加闪速炉系统 年铜精矿计划见表 受国际铜精矿贸易形势的影响公司对铜精矿来源进行了部分调整导致进口铜精矿占比下降国内矿占比上升其中国内低品质铜精矿每年增加了 平均每个月要多 闪速炉系统 年 月低品质铜精矿配料比例见表 从表 可以看出低品质铜精矿平均占投料量的 每月的消耗量 如继续这种投料比库存会逐渐增加表 年 月国内低品质铜精矿实际进厂磅单统计表/种类 月 月 月 月 月 月国内低铜低硫铜精矿 国内高铅锌铜精矿 选矿高铜低硫渣精矿 低品质铜精矿合计 表 年一至三季度国内低品质铜精矿库存盘点表/库存一季度二季度三季度国内低铜低硫铜精矿库存 国内高铅锌铜精矿库存 选矿高铜低硫渣精矿库存 低品质铜精矿库存总量合计 表 年铜精矿计划表年份进口铜精矿进口高品质铜精矿进口一般品质铜精矿国内铜精矿国内一般品质铜精矿国内低铜低硫铜精矿国内高铅锌铜精矿选矿高铜低硫渣精矿 年 年 表 年 月低品质铜精矿配料比例表种类 月投料比/计算月消耗/月投料比/计算月消耗/月投料比/计算月消耗/月投料比/计算月消耗/月投料比/计算月消耗/月投料比/计算月消耗/国内低铜低硫铜精矿 国内高铅锌铜精矿 选矿高铜低硫渣精矿 低品质铜精矿合计 经统计发现影响低品质铜精矿处理效率的问题主要有:低品质铜精矿入库量增长低品质铜精矿库存积压低品质铜精矿计划量增长低品质铜精矿投料占比较低近年来世界各国对本国资源的管控越来越严格受国外局势影响采购渠道受市场影响大 很多进口矿无法按原计划进口 只有低品质铜精矿投料占比可控对提高低品质铜精矿处理效率影响最大.低品质物料处理措施.有无配原煤闪速炉入炉物料主要有:渣精矿、铜精矿、筛上物、河沙、烟灰等 其中渣精矿、铜精矿、河沙为外来物料在精矿仓进行统一分类堆放配料后皮带输送至蒸汽干燥机进行脱水干燥达到入炉标准其中筛上物为过筛后的块状铜精矿 在过去白银炉生产中当外供热不足时可以通过添加原煤来补充热量 甘 肃 冶 金 第 卷控制在闪速炉稳定投料量在 /前后两天分别在不配原煤和配./原煤的情况下提高低品质铜精矿投料占比 观察 炉况主要是渣铜温差和炉结增长记录结果见表 表 有无原煤配对提高低品质铜精矿占比影响记录表不配原煤炉渣温度/冰铜温度/温差/炉结/配./原煤炉渣温度/冰铜温度/温差/炉结/经分析原煤的加入不仅补充了一部分热量同时未燃烧完的原煤落入反应塔底的沉淀区可消耗多余的残氧抑制导致炉结增长的 生成余热锅炉出口残氧浓度的监测记录可证实 闪速炉系统两次原煤试验后余热锅炉出口残氧在线监测记录见表 表 余热锅炉出口残氧在线监测记录表/出口残氧无原煤实验后配入原煤实验后锅炉出口残氧.锅炉出口残氧.锅炉出口残氧.由表 可以发现配入原煤对处理低品质铜精矿影响非常明显可以控制炉结增长同时可以提高低品质铜精矿投料占比.浓度控制闪速炉供氧主要由两部分混合而成一部分是工业风来源是压缩空气含 约.另一部分是制氧车间生产的纯氧含 约.二者不同比例混合控制 浓度为 控制在闪速炉稳定投料量在 /前后两天分别在控制 浓度、的情况下提高低品质铜精矿投料占比 观察 炉况主要是渣铜温差和炉结增长记录结果见表 表 不同 浓度下提高低品质铜精矿投料占比记录表浓度 炉渣温度/冰铜温度/温差/炉结/浓度 炉渣温度/冰铜温度/温差/炉结/由表 可以发现提高 浓度对处理低品质铜精矿作用非常显著 经分析浓度提高增加纯氧的量工业风量就减少了工业风中含有约 烟气量就减少了同时带走的热量就减少了 经计算每提升 浓度烟气量减少 /相当于节省天然气/同时烟气量减少带出的烟尘量也降低.实践措施.原煤相关措施理论原煤配入量计算闪速炉系统提升低品质铜精矿投料占比冶金计算见表 由表 可知低品质铜精矿投料占比由到 热收入降低./这些热量在不考虑其他的情况下大概相当于/表 提升低品质铜精矿投料占比冶金计算表低品质铜精矿 低品质铜精矿 热收入项/热支出项/热收入项/热支出项/精矿反应热.冰铜显热.精矿反应热.冰铜显热.热风显热.炉渣显热.热风显热.炉渣显热.天然气燃烧热.烟灰显热.天然气燃烧热.烟灰显热.炉料显热.渣精矿融化热.炉料显热.渣精矿融化热.炉料含水蒸发热.炉料含水蒸发热.烟气显热.烟气显热.炉体热损.炉体热损.合计.合计.第 期 王鲁博:提高闪速炉处理低品质物料效率的生产实践 原煤配入量的现场验证完成理论计算后 控制闪速炉稳定投料量/原煤配入 /的情况下提高低品质铜精矿投料占比至 观察炉况主要是渣铜温差和炉结增长记录结果见表 经以上措施实施后配入 /原煤可以提高低品质铜精矿投料占比至 同时还可以明显控制炉结增长表 配入 /原煤提高低品质铜精矿占比至 记录表配/原煤炉渣温度/冰铜温度/温差/炉结/第一天 第二天 第三天 第四天 .浓度相关措施理论最佳 浓度闪速炉系统就最佳 浓度进行冶金计算见表 由表可知在低品质铜精矿 时浓度由增至 时热收入降低./热收支并不能平衡需将 浓度提高至 才能平衡当 浓度提高至 烟气带走的热量减少炉体热量达到平衡表 提升低品质铜精矿投料占比冶金计算表低品质铜精矿 氧气浓度 低品质铜精矿 氧气浓度 热收入项/热支出项/热收入项/热支出项/精矿反应热.冰铜显热.精矿反应热.冰铜显热.热风显热.炉渣显热.热风显热.炉渣显热.天然气燃烧热.烟灰显热.天然气燃烧热.烟灰显热.炉料显热.渣精矿融化热.炉料显热.渣精矿融化热.炉料含水蒸发热.炉料含水蒸发热.烟气显热.烟气显热.炉体热损.炉体热损.合计.合计.浓度的现场验证完成理论计算后 控制闪速炉稳定投料量/在氧气浓度 的情况下提高低品质铜精矿投料占比至 观察炉况主要是渣铜温差和炉结增长记录结果见表 由表 可知浓度 情况下可以提高低品质铜精矿投料占比至 渣铜温差和炉结略有增长同时由于烟气量减少降低了带出的烟尘量表 氧气浓度提高低品质铜精矿占比至 记录表浓度 炉渣温度/冰铜温度/温差/炉结/第一天 第二天 第三天 第四天 配入原煤与提高 浓度均达到提高低品质铜精矿投料占比的效果 增加一组试验验证在 浓度下减少配入原煤量的工艺记录情况见表 由表 可知将原煤配入量定为./提高浓度两项措施实施及完成情况良好表 浓度下不同原煤配入量工艺记录表.原煤炉渣温度/冰铜温度/温差/炉结/.原煤炉渣温度/冰铜温度/温差/炉结/.原煤炉渣温度/冰铜温度/温差/炉结/甘 肃 冶 金 第 卷 结语本次生产实践将闪速炉低品质铜精矿投料占比较采取措施前的.提高至.取得了良好效果配入原煤补充了一部分反应热量同时未燃烧完的原煤落入反应塔底的沉淀区可以消耗多余的残氧抑制炉结增长提高闪速炉供 浓度可减少烟气总量从而减少了热量损失 经计算 浓度每提升 烟气量减少 /相当于节省天然气/原煤配入量为./、浓度 为最优低品质铜精矿生产条件参考文献:张荣良丘克强谢永金等.铜冶炼闪速炉烟尘氧化浸出与中和脱砷.中南大学学报(自然科学版)():.鲁兴华.贵冶三期炼铜闪速炉改造.中国有色金属学会重冶学术委员会.年全国铜冶炼生产技术及产品应用学术交流会论文集.:.廖小春涂延安钟耀球.贵溪冶炼厂一系统闪速炉控制系统改造实践.有色金属(冶炼部分)():.周 俊葛哲令.优化闪速炉精矿配料的探讨.有色金属(冶炼部分)():.昂正同.闪速炉处理高、精矿的探讨.有色金属(冶炼部分)():.袁精华.闪速炉技术的发展方向.中国有色金属():.收稿日期:作者简介:王鲁博()男甘肃省白银市人工程师本科 主要从事冶炼技术生产管理工作(上接第 页)的二次氧化对大包下渣进行控制尽量减少大包下渣中间包定时排渣减少大包下渣对钢水的污染防止中间包注流区域的渣面翻卷和钢水裸露在大包换包过程中尽量保证大包自开率减少换包的时间在换包前适当提高中间包的液位高度从而在换包过程中中间包具有足够的液位高度 结语通过对水口堵塞物及原理分析对 生产工艺进行了优化综合合格率由之前.提升至.得到了以下结论:水口结瘤物的主要成分为、夹杂产生过程主要涉及脱氧合金化后的脱氧产物以及水口密封性不够导致的钢水二次氧化避免钢水过氧化提高终点 含量控制在.减少后续脱氧合金使用量可进一步减少 夹杂物的生成量通过顶渣改质可有效地降低顶渣的氧化性通过控制吹氩强度、延长吹氩时间进一步促进夹杂物的排除参考文献:马焕珣王新华黄福祥等.脱氧工艺对低碳铝镇静钢洁净度的影响.钢铁():.单庆林王保生单 伟等.中碳低硅铝镇静钢连铸浸入式水口堵塞的原因分析及解决措施.连铸():.杨秀枝.低碳铝镇静钢冷轧基板表面起皮缺陷成因分析及控制.连铸():.收稿日期:作者简介:赵亚飞()男河北省武安市人工程师本科 主要从事炼钢工作第 期 王鲁博:提高闪速炉处理低品质物料效率的生产实践