[科普中国]-鼓风炉炼铜

鼓风炉炼铜(The blast furnace smelts copper)是指铜炉料与熔剂、焦炭在鼓风炉内熔炼产出铜锍(或粗铜)和炉渣的铜熔炼方法。铜炉料可以是混捏铜精矿、铜精矿烧结块或其他含铜块料。密闭鼓风炉一般处理经混捏的铜精矿料，而敞开式鼓风炉只能处理经过制团或烧结的块料。根据炉内不同的气相成分，鼓风炉炼铜可分为氧化炼铜和还原炼铜。氧化炼铜用于处理硫化矿，还原炼铜用于处理氧化矿或再生铜料。

简介鼓风炉炼铜(The blast furnace smelts copper)是指铜炉料与熔剂、焦炭在鼓风炉内熔炼产出铜锍(或粗铜)和炉渣的铜熔炼方法。铜炉料可以是混捏铜精矿、铜精矿烧结块或其他含铜块料。密闭鼓风炉一般处理经混捏的铜精矿料，而敞开式鼓风炉只能处理经过制团或烧结的块料。根据炉内不同的气相成分，鼓风炉炼铜可分为氧化炼铜和还原炼铜。氧化炼铜用于处理硫化矿，还原炼铜用于处理氧化矿或再生铜料。

鼓风炉炼铜是一种古老的炼铜方法。这种方法的床能力大，热效率高，在20世纪30年代以前一直是世界上主要的炼钢方法。在中国，20世纪50年代以前，这种方法几乎是矿铜生产的唯一方法。传统的鼓风炉炉顶是敞开的。所产烟气的二氧化硫浓度很低(约0.5%)，难以回收，污染环境。为了克服传统鼓风沪的这种弊病，人们曾试图通过制团的途径，使铜精矿中的硫保留下来，以集中到鼓风炉中进行氧化，再加上炉顶采取密闭措施，使鼓风炉烟气中的SO2浓度达到能经济而有效地回收的程度。在工业实践中，团矿偶然自然后，出现块状硫化物以及鼓风炉护壁结块中也有硫化物等现象表明，铜精矿可在加压和加热条件下发生固结作用。于是，在20世纪50年代中期，在日本最先出现了护顶密闭的密闭鼓风炉熔炼铜精矿的方法即百田法。此法的钢精矿只需加水混捏后即可直接加入炉内，在炉气加热和料柱的压力作用下，固结成块，使熔炼得以顺利进行。在鼓风炉炼铜的发展中，虽然也实现了，氧自热熔炼，强化冶金过程。并能更有效回收烟气中的SO2，仍也无法改变鼓风护炼铜被其他更先进炼铜方法所取代的趋势1。

原理鼓风炉是一种具有垂直作业空间的冶金设备，钢炉料、熔剂和焦炭从炉子上部加料口分批加入，靠其自身重力垂直向下移动，在高温下，与从炉子下部两侧风口鼓入的空气或富氧空气相遇，发生各种反应，而达到熔炼目的。熔炼产出的混合熔体进入炉底，通过本床咽喉流入设于炉外的前床内进行铜锍与炉渣的澄清分离。炉渣连续排放，铜锍按转炉吹炼的箱要间断放出。产出的高温烟气，通过炉内料柱的空隙上升，经炉顶排烟口进入排烟收尘装置2。

炼铜密闭鼓风炉一种炉顶具有密封装里的鼓风炉。将传统敞开式鼓风炉的烟罩取消，于加料台平面上安设一个加料斗把炉口封住，炉气由加料台平面以下的排烟口进入排烟收尘系统。加料斗中经常保持有必要数量的炉料，特别是致密性较好的混捏铜精矿，以保证炉口密闭，炉子结构的其他部位，与传统敞开式鼓风护大体相同2。

密闭鼓风炉炼铜铜精矿加水混捏后。按规定比例配入块状的熔剂、转炉渣和焦炭等，按焦炭→转炉渣→熔剂→混捏铜精矿，或转炉渣与熔剂颠倒的顺序分批经由加料斗加入炉内。当炉料离开加料斗下口时，块料自然地向两侧滚动，混捏精矿沿加料斗下口垂直下降到炉子中心形成精矿料柱。于是炉子两侧便出现以块料为主而炉子中央则以混捏精矿为主的状况，使炉内沪料分布不均匀。

由于炉料分布不均匀，护气通过两侧较多，而流经中心的则很少。如此，就导致炉子两侧温度比炉子中心高，越往上部，这种温差越大，在接近风口水平时，这种温差变小。这种状况有利于混捏铜精矿在炉内发生固结或烧结作用，为在鼓风炉内直接熔炼铜精矿创造了条件。但另一方面。由于物料的偏析和炉气分布不均，使炉气与炉料之间以及炉料各组分之间接触不良，削弱了硫化物氧化和造渣反应，这是密闭鼓风炉炼铜床能力低和铜镜含铜品位低的根本原因。根据熔炼过程的特点，沿炉子高度可分为预备区，焦点区和本床区3。

展望由于氧气在冶金工业中的广泛使用，也给鼓风炉炼铜技术带来了新的生机，前苏联的一项硫化铜矿鼓风护富氧自热熔炼专利，每吨料在供氧量为300-400m3下进行自热熔炼，脱硫率高达76%-95%。可以很好地回收原料中的硫，用以生产元素硫和硫酸。不论敞口鼓风炉炼铜法还是由它发展而来的密闭鼓风炉炼铜法，由于其烟气SO2浓度低。不能经济地回收，能源消耗高，难以大型化等，已陆续停止使用或被先进炼铜方法所取代。中国的几家主要密闭鼓风炉炼铜厂也准备用比较先进的炼铜方法取代密闭鼓风沪炼铜法3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学