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铜泥处理工艺
1 概述
现有铜泥原料20t/d，原料成分大致如下：
元素
Cu
S
SiO2
Fe
CaO
MgO
百分比
24.17
6.7
7.39
2.71
7.07
1.45
因原料地无天然气，只能采用煤供热，为节省投资，本工艺第一步采用反射炉造锍还原熔炼技术（空气、纯碱、硫铁矿、铁屑、煤粒），熔炼后得到含铜50%左右的铜锍和渣。产出的铜锍经过反射炉（或者PS转炉）吹炼（石英、空气）产出粗铜产品及吹炼渣，吹炼渣返回熔炼炉。
2 生产规模、产品、原料、燃料和辅助材料
2.1 生产规模及产品
生产规模：年处理铜泥6600t，330d，20t/d。
产品：粗铜1529t/a，Cu97%。
2.2 原料
现有铜泥原料20t/d，具体成分见表2-1：
表2-1 混合渣成分
元素
Cu
S
SiO2
Fe
CaO
MgO
百分比
24.17
6.7
7.39
2.71
7.07
1.45
2.3燃料及辅助材料
1、石英石
还原造渣需要石英石，石英石成分见表2-3
表2-3 石英石化学成分（%）
Si02
Fe
CaO
MgO
其它
93
2.67
1.3
0.25
2.78
2、石灰石
还原造渣需要石灰石，石灰石成分见表2-3
表2-4 石灰石化学成分（%）
Si02
Al2O3
CaO
MgO
其它
4.41
4.23
50
3
38.36
3、还原煤
原煤应用基成分见表2-5，原煤灰分化学成分见表2-6，粉煤应用基成分见表2-7。
表2-5 原 煤 应 用 基 成 分 (Wt%)
C用
S用
H用
O用
N用
A用
W用
合计
61.20
0.43
2.49
4.28
0.97
25.64
5
100.00
表2-6 原煤灰分化学成分 (Wt%)
Fe
SiO2
CaO
Al2O3
其它
合计
1.7
53.8
3.59
28.83
12.08
100.00
表2-7 粉 煤 应 用 基 成 分 (Wt%)
C用
S用
H用
O用
N用
A用
W用
合计
63.78
0.45
2.59
4.46
1.01
26.72
1
100.00
4、纯碱
工业碳酸钠（纯碱）：执行GB210-92标准。Na2CO3≥98%，白色细小粉沫。
5、 硫化铁矿
化学成分(%):Pb<4 Zn<1 As<0.3 Sb<0.5 Fe>40 S>40
6、铁屑铁屑:
Fe>90%,碎屑状，不生铁锈，无石头，粘土，砖块等杂物。
3 工艺流程
工艺流程见下图

反射炉粗铅冶炼工艺流程图

铜 泥 纯 碱 硫铁矿 焦 粉

料 斗

烟 煤 反 射 炉

冰铜 烟 气 渣
收 尘

烟 气 烟 灰
排 空 送 配 料

图2

铜锍吹炼工艺流程图

反射炉冰铜 石英+空气

反射炉或PS转炉

粗铜 烟尘 吹炼渣
返回反射炉熔炼

图 3

4 工艺过程描述
4.1、 反射炉熔炼
4.1.1、基本原理
本工艺采用苏打—铁屑法在反射炉内处理。此法是将苏打、硫铁矿、粉煤、铁屑等熔剂和铜泥混合进行熔炼，熔化后形成冰铜和渣，借渣、冰铜的比重不同而分层放出。
加入苏打的目的在于降低炉渣及冰铜的熔点，使熔炼过程在较低的温度下进行。
入炉苏打的60%在反应过程中生成低熔点的硫化钠，而进入冰铜；37%生成砷酸钠、硅酸钠等低熔点钠盐而进入炉渣；约3%随炉气带走。
加硫铁矿主要是补部分硫，并使部分硫化亚铁进入冰铜，剩余部分铁形成氧化亚铁进渣，若铁不够可补部分铁屑。
加粉煤主要是供热并保持炉内还原性气氛。
4.1.2、 工艺操作条件
处理量：10t/炉
床能力4.5t/m2.d
配料比：铜泥:纯碱:铁屑：硫铁矿=100:6～8:8～10:5
4.1.3、 操作程序、时间、温度 表3
操 作 程 序
温度(℃)
时间(h)
备 注
一次进料
1100～1200
0:40
进炉料的1/2
熔化
1200～1300
1:00

1200～1300
0:40

二次进料
1100～1200
0:40
进余下的1/2
熔化
1200～1300
5:00

加铁
1200～1300
0:20

沉淀
1200～1300
1:30

放渣,放冰铜
1200～1300
1:30
先放冰铜,后放渣,渣口"浅,平,宽"
合计

12小时

4.1.5 主要工艺装备 表4
序号
设备名称
技 术 规 格
数量
备注
1
反射炉
5m2
1

2
风扇式磨煤机
型号:FM-500;电机:Y180L-4,22KW
产量:500Kg/h,叶轮转速2300r.P.m
2

3
电葫芦
3T，H=6m;提升电机ZD32-4，4.5KW
葫芦行走:ZD12-4,0.4KW
2

4
离心鼓风机
9-19,5A;电机:Y160M-2,11KW
Q=3488—3864m3/h;P=533—508mmH2O
1

5
离心式引风机
Y4-73-11No.11D 电机Y225M-4,55KW
1

6
电葫芦
5T,H-12M
1

7
清水泵
IS100-80-160,扬程4.1m,流量100m3/h,
电机Y100L1-4,2.2KW
1

8
清水泵
IS80-50-200,流量50 m3/h,扬程50 m,
电机Y160M2-2,1.5KW
2

9
冷却塔
GBNL3-70,电机 2.2KW
1

10
提升机
B300,带长30 m,电机Y132S-4,5.5KW
1
非标
11
卷扬机
电机Y160M-6,7.5KW
1
非标
4.2、 转炉吹炼
4.2.1 基本原理
铜锍的吹炼是周期性进行的，分为造渣期和造铜期两个阶段。在造渣期，从风口向炉内熔体中鼓入空气，在气流的强烈搅拌下，铜锍中的硫化亚铁被氧化成氧化亚铁和二氧化硫气体；氧化亚铁和添加的溶剂中的二氧化硅进行造渣反应。由于铜锍和炉渣的相互溶解度很小，而且密度不同，停止送风时熔体分层，把上层的渣定期排出后，下层为白锍，继续对白锍进行吹炼，进入造铜期。在造铜期，留在炉内的白锍与鼓入的空气反应生成粗铜和二氧化硫。
吹炼产出的二氧化硫烟气需要治理回收。
4.2.3主要工艺设备
每炉处理冰铜4吨，冰铜品位Cu≥50%
吹炼周期8小时
压缩空气：800-1000m3/h

设备名称
技术规格
1 转炉
￠2000*2100
2、罗茨鼓风机
D36×60-80 电机 JO2-9-4 75KW 一台
3、引风机
Y4-73-11NO*11D 电机 Y250m-55KW 一台
4、上料卷扬机
JJK 1.5T 电机 Y132m-47.5KW 一台
5、空压机
L-30/3.5 电机 Y135m-8 132KW 一台
6、磨煤机
配风机
FM-500 电机 Y180m-4 22KW 一台
9-19 5A 电机 Y160m-2 11KW 一台
7、单梁行车
3t L=14m H=6m 提升电机±D141-4 4.5KW
大车电机 ZDY21-4 0.8KW 小车电机 ZDY112-4 0.4KW
8、单梁葫芦
3t H=6m Z17141-4 4.5KW
小车电机 Z17112-4 0.4KW

5、物料平衡表

5.1反射炉熔炼系统物料平衡表
物料投入产出表

投入
产出

铜泥
纯碱
铁屑
粉煤
硫铁矿
石英
铜锍
渣
烟尘

数量
1000
80
105
80
50
40
470
710
35

Cu
241

235
6

Fe
27

94

20

36
105

SiO2
74

36
10
100

Na
0
33

20
13

Ca0
70

3
67

S
67

20

87

MgO
14.5

14.5

其它
506.5

87
396.5
23

2.4.3吹炼系统物料平衡表
物料投入产出表

投入
产出

铜锍
石英

粉煤

粗铜
渣
烟尘

数量
470
30

30

220
177
8

Cu
235

217
18

Fe
36

36

SiO2
10
26

36

Na
20

20

Ca0
3

3

S
87

2.3

MgO

其它
87

1.7
64

最终产品，粗铜4.3吨/天，含铜98%。