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銅冶煉工藝簡述

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銅冶煉工藝簡述

發布日期:2017-03-21 作者: 點擊:

  一、火法冶煉

  

  火法煉銅是當今生產銅的主要方法,占銅產量的80%~90%,主要是處理硫化礦。火法煉銅的優點是原料適應性強,能耗低,效率高,金屬回收率高。火法煉銅可分兩類:一是傳統工藝:如鼓風爐熔煉、反射爐熔煉、電爐熔煉。二是現代強化工藝:如閃速爐熔煉、熔池熔煉。

  

  由于20世紀中葉以來全球性的能源和環境問題突出,能源日趨緊張,環境保護法規日益嚴格,勞動成本逐步上漲,促使銅冶煉技術從20世紀80年代起獲得飛速發展,迫使傳統的方法不得不被新的強化方法來代替,傳統冶煉方法逐漸被淘汰。隨之興起的是以閃速熔煉和熔池熔煉為代表的強化冶煉先進技術,其中最重要的突破是氧氣或富氧的廣泛應用。經過幾十年的努力,閃速熔煉與熔池熔煉已基本取代傳統火法冶煉工藝。

  

  1、火法冶煉工藝流程

  

  火法工藝過程主要包括四個主要步驟:造锍熔煉、銅锍(冰銅)吹煉、粗銅火法精煉和陽極銅電解精煉。

  

  造硫熔煉(銅精礦—冰銅):主要是使用銅精礦造冰銅熔煉,目的是使銅精礦部分鐵氧化,造渣除去,產出含銅較高的冰銅。

  

  冰銅吹煉(冰銅—粗銅):將冰銅進一步氧化、造渣脫除冰銅中的鐵和硫,生產粗銅。

  

  火法精煉(粗銅—陽極銅):將粗銅通過氧化造渣進一步脫除雜質元素,生產陽極銅。

  

  電解精煉(陽極銅—陰極銅):通過引入直流電,陽極銅溶解,在陰極析出純銅,雜質進入陽極泥或電解液,從而實現銅和雜質的分離,產出陰極銅。

  

  2、火法冶煉工藝分類

  

  (1)閃速熔煉

  

  閃速熔煉(flashsmelting)包括國際鎳公司因科(Inco)閃速爐、奧托昆普(Outokumpu)閃速爐和旋渦頂吹熔煉(ConTop)3種。閃速熔煉是充分利用細磨物料巨大的活性表面,強化冶煉反應過程的熔煉方法。將精礦經過深度干燥后,與熔劑經干燥一起用富氧空氣噴入反應塔內,精礦粒子在空間懸浮1-3s時間,與高溫氧化性氣流迅速發生硫化礦物的氧化反應,并放出大量的熱,完成熔煉反應即造锍的過程。反應的產物落入閃速爐的沉淀池中進行沉降,使銅锍和渣得到進一步的分離。這種方法主要用于銅、鎳等硫化礦的造锍熔煉。

  

  閃速熔煉在20世紀50年代末開始生產,已在四十多家企業推廣應用,因為不斷改進在節能環保方面有著顯著成績。該工藝技術具有生產能力大、能耗低、污染少等優點,單套系統最大礦銅產能可達40萬t/a以上,適用于規模20萬t/a以上的工廠。但是要求原料進行深度干燥到含水<0.3%,精礦粒度<1mm,原料中雜質鉛加鋅不宜高于6%。工藝的缺點是設備復雜、煙塵率較高,渣含銅比較高,需要進行貧化處理。

  

  (2)熔池熔煉

  

  熔池熔煉包括特尼恩特煉銅法、三菱法、奧斯麥特法、瓦紐柯夫煉銅法、艾薩熔煉法、諾蘭達法、頂吹旋轉轉爐法(TBRC)、白銀煉銅法、水口山煉銅法和東營底吹富氧熔煉法等。熔池熔煉是在細小的硫化精礦加入熔體的同時,向熔體鼓入空氣或工業氧氣,在劇烈攪拌的熔池內進行強化熔煉。由于鼓風向溶池中壓人了氣泡,當氣泡通過熔池上升時,造成“熔體柱”運動,這樣便給熔體輸入了很大的功能。它的爐型有臥、立式、回轉式或固定式,鼓風方式有側吹、頂吹、底吹三種。

  

  熔池熔煉是20世紀70年代開始在工業上應用。由于熔池熔煉過程中的傳熱與傳質效果好,可大大強化冶金過程,達到了提高設備生產率和降低冶煉過程能耗的目的。而且對爐料的要求不高,各種類型的精礦,干的、濕的、大粒的、粉狀的都適用,爐子容積小,熱損失小,節能環保都比較好,特別是煙塵率明顯低于閃速熔煉。

  

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