[科普中国]-连续炼铜法

连续炼铜法简介

连续炼铜法针对现有炼铜技术全部都是“熔炼—吹炼”两段法生产，都存在流程长、能耗高和SO2烟气低空污染等重大的共性问题，开发一种新型“连续炼铜新工艺”。目标是在一个冶金炉装置中完成从铜精矿到粗铜产出的整个冶炼过程，创造出具有世界先进水平，具有我国自主知识产权的新型炼铜技术1。

连续炼铜法的关键技术多相高温熔体选择性阻隔技术、“非稳态”悬浮熔炼技术、生产高品质金属关键技术、气、液、固多相动态质平衡和热平衡控制技术、连续炼铜的造渣技术等。

连续炼铜法操作过程连续炼铜法是从精矿生产粗铜的连续炼铜工艺，是目前世界上唯一的大型连续炼铜法；连续炼铜由三座炉子组成，每个工序一座炉子，即熔炼炉、贫化电炉和吹炼炉。这三个炉子之间用流槽连接，熔体通过流槽从一个炉子流到下一个炉子，不像其他炼铜法那样，铜和粗铜需要用吊车和包子间断输送。吹炼炉产出的粗铜也可用流槽连续流到阳极炉去。

经过配料后的精矿用皮带运输机运到湿精矿仓，加到载流干燥系统进行深度干燥至精矿含H2O 0.5%，干燥的热源一部分利用阳极炉的废气，一部分利用天然气燃烧的烟气。干燥烟气用漩涡收尘器和布袋收尘器收下干精矿，再用空气输送到熔炼炉的干精矿仓配料。

熔炼炉补热用的煤破碎成小粒状，石英和石灰石熔剂也都是破碎成小粒状，精矿、熔剂、煤和返料，经配料仓按比例配料，配料后用埋刮板运输机送到5个压力加料漏斗，再从压力加料漏斗用空气输送到喷枪，喷枪将料喷射到熔炼炉的熔池表面，连同一起喷出的还有富氧空气。

由于富氧空气和炉料喷到熔池表面，在熔池表面形成漩流，在固体、熔体和气体之间进行快速的热交换和快速反应，生成冰铜和炉渣分离形成一个薄层混合体溢流而出，经流槽连续流到贫化电炉分离。

熔炼炉的烟气在1250℃-1300℃之间，通过上升烟道排出。用余热锅炉回收余热、冷却烟气并部分收尘。锅炉的细粒烟尘连续返回熔炼炉的加料系统。大块烟尘排入料罐送到返料破碎系统后再返回熔炼炉的加料系统。出锅炉后的熔炼炉烟气和吹炼炉的烟气混合一同进电收尘器收尘，再一起送硫酸车间制酸。

冰铜和炉渣混合熔体流入贫化电炉进行分离。电炉为6根石墨电极，电炉烟气送往通风环保烟气系统，和精矿干燥的烟气一起通往高烟囱排放。贫化电炉的炉渣连续溢流而出进行水淬。

含铜68%的冰铜从贫化电炉的虹吸口连续流出，通过流描流入吹炼炉吹炼。冰铜成分为Cu 68%，Fe 7.9%，S 21.3%，渣的成分为Cu 0.7%， Fe 43.4%, SiO234%，CaO 3%。在吹炼炉内，冰铜连续奴化吹炼成粗铜，从炉顶通过喷枪吹入富氧空气和石灰熔剂。熔剂的加入也和熔炼炉一样，通过喷枪用气体输送。富氧空气和熔剂喷到熔池表面，形成漩流造成高速反应生成粗铜和吹炼渣分成二层。吹炼渣为铁酸钙渣，连续溢流而出进行水淬。

吹炼渣水淬后通过干燥窑干燥，返回熔炼炉回收铜，部分吹炼渣返回吹炼炉作为冷却剂以控制温度。粗铜从吹炼炉的虹吸口连续流出，用流槽流到阳极炉进行精炼，设两台精炼炉轮流操作，每炉24小时操作，其中12小时为加料、2.4小时氧化、2小时还原，4小时浇铸，当一台炉子加料时，另一台炉子在进行氧化、还原和浇铸操作。氧化用空气或富氧空气，还原用柴油。氧化期烟气送去制酸，其余烟气送去作为精矿干燥的热源。吹炼炉还加入残极2。

连续炼铜法的特点1.操作连续化，熔炼、吹炼和炉渣贫化都是连续作业，一个炉子接一个炉子。三个炉的作业率达到92%，都没有备用的炉子，特别是吹炼炉，不同于传统的P-S转炉。传统的P-S转炉操作是周期性的，送风和排烟是间断的。车间必须设2-3台吹炼炉，其中1台备用修炉，有的工厂设2台转炉，1用1备，送风时率只有60%-65%，有的工厂设3台转炉，2用1备（即2台炉子交替作业，1台炉子备用修炉），总的送风时率也只有70%-80%，美国肯尼柯特公司开发的闪速吹炼，虽然吹炼炉也只有1台，无备用，吹炼本身也是连续作业，但是冰铜在吹炼以前要经过水淬，冷却磨碎、干燥、配料等间断作业，不是全部连续作业。

中国开发的小型连续吹炼厂也具有连续炼铜的性质，但是炉子小，还不能大规模生产，炉子寿命短。连续炼铜法是目前世界上唯一成熟的大型连续炼铜工艺，生产规模达到年产粗铜28万吨，年生产350天，作业度92%，炉子寿命2-4年。

2.三座炉子之间的熔体输送都是通过流槽自流（间断熔炼法的熔体输送必须通过大型桥式吊车和包子），简化了辅助作业设备和厂房结构。

3.烟量小，烟气SO2浓度高，三个炉子都是连续化出烟，不像P-S转炉那样间断出烟，因此三菱炉单位时间烟量小，烟气SO2浓度均匀，加上熔炼和吹炼炉都是富氧鼓风（熔炼炉鼓风含氧55%，吹炼鼓风含O234%-0）炉子都是固定式密封的，系统漏风小，混合烟气送到硫酸厂含SO220%，因此收尘设备和制酸设备都比较小。

4.由于三个炉子连续作业，操作工人很少，每班只需操作工8人3。