RTF《铜富氧底吹熔池熔炼的生产实践》

铜富氧底吹熔池熔炼的生产实践 王贺平,袁俊智,贺瑞萍,王新民 (包头华鼎铜业发展有限公司,内蒙古包头 014010) 摘要:详细介绍了华鼎铜业富氧底吹炉改造前后的生产实践,并对铜熔池熔炼相关的工艺指标进行了比较分析.

结果表明,通过工艺改进和完善后,华鼎公司各项工艺指标达到了行业先进水平. 关键词:铜冶炼;

富氧底吹;

熔池熔炼;

节能降耗;

生产实践 中图分类号:TF811 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2013)05-0000-00 Plant Practice of Copper Oxygen Enrichment Bottom Blowing Smelting WANG He-ping, YUAN Jun-zhi, HE Rui-ping, WANG Xin-min ( Baotou Huading Copper Industry Development Co., Ltd. , Baotou 014010, Inner Mongolia, China) Abstract: The plant practices of oxygen enrichment bottom blowing smelting in Baotou Huading Copper Industry Development Co., Ltd. before and after reconstruction were introduced. The technical indexes of copper molten bath smelting were comparatively analyzed. The results show that the technical indexes of oxygen enrichment bottom blowing smelting in Baotou Huading Copper Industry Development Co., Ltd. reach the advanced level in copper industry after process improvement. Key words: copper smelting;

oxygen enrichment bottom blowing;

bath smelting;

saving-energy and cost-reducing;

plant practice 包头华鼎铜业发展有限公司(以下简称华鼎铜业)是国内第3家采用富氧底吹熔池熔炼技术(以下简称底吹炉)的生产企业,原设计为年产粗铜10万t.改造投产后,由于受制酸系统产能制约,自2011年9月投产至2012年8月勉强维持年产3万t粗铜产能.后又通过制酸扩建、冶炼系统的升级改造、工艺控制优化等措施,自2012年9月技术改造后投产至今已连续稳定运行了10个多月,年产能可以达到8~10万t粗铜,并达到了同行业较先进的生产经济指标.

1 初次改造产能、工艺及装备 华鼎铜业初次工艺升级改造为年产10万t粗铜,熔炼工艺采用底吹炉工艺.底吹炉主体为?3.8 m?13.5 m,且配套30 m2的贫化电炉,转炉系统为2台?3.6 m?8.1 m的P-S转炉(60 t),配置的制酸系统工艺为绝热蒸发稀酸封闭循环洗涤,转化采用?3+1 段式两转两吸,尾气采用石灰中和洗涤脱硫处理技术,污酸采用石灰-铁盐法处理技术.

2 初期改造后整个系统的生产情况及出现的问题 2.1 底吹炉生产情况 2.1.1 底吹炉炉衬寿命问题 2011年9月26日底吹炉正式投产,投料量平均28 t/h,冰铜品位50%左右.贫化炉水碎渣含铜0.40%~0.65%.2012年3月份对底吹炉风口区域进行了局部挖修,测量风口渣线区炉砖都已不足200 mm厚,整个炉体砖大部分都在250 mm以下,根据经验,实际炉子已经到了大修换砖的程度.由于没有备用炉砖,只能冒险维持生产,2012年6月份耐火砖从渣线位置烧出了一个约有500 mm?600 mm大洞,通过降温后测量,整个炉衬渣线、出铜端墙大部分炉砖厚度只有30~70 mm,氧枪区炉砖厚度也不足200 mm了,就是渣口沉淀区烧损最轻,还有300 mm左右.底吹炉抢修从降温到投产只用了12天时间.与其他厂家比较,华鼎铜业底吹炉炉衬寿命较短,不仅增加了耐火材料的费用,而且使得生产作业率较低. 2.1.2 底吹炉衬寿命短的原因分析 底吹炉炉衬寿命在3年左右甚至更长,已在早期投产的其它厂家得到了验证.通过认真分析研究后认为,底吹炉渣温过高是华鼎铜业底吹炉炉衬寿命短的主要原因.为了配合贫化炉生产,华鼎铜业将底吹炉渣温保持在1 190~1

230 ℃,此时对降低贫化炉渣含铜最有利,当渣温降到1 170~1

180 ℃时贫化炉渣含铜上升到1%以上.在其它有渣选矿的厂家,底吹炉渣温一般维持在(1 150?10)℃生产较顺利,当渣温升到1

180 ℃以上时,底吹炉熔体涌动明显,炉子内部熔体搅动非常激烈,导致沉降区不再相对平静.虽然熔体的搅动对炉内反应是有利的,但过度激烈搅动势必会对炉衬形成冲刷,降低炉衬的使用寿命.底吹炉不像侧吹炉、顶吹炉有水套强制降温来控制挂渣,而是靠环境温差自然冷却挂渣,当温度偏高、搅动激烈的情况下没法控制炉衬的挂渣,炉砖长时间处于不断磨损冲刷状态下,使炉衬损坏加快.2012年8月份拆除贫化炉后,用渣包直接放渣,渣温从1

200 ℃以上降到了1

150 ℃左右,加上改造之前运行的两个月,到目前已使用11个多月,整个炉衬挂渣良好,几乎没有损坏,估计使用3年左右不成问题. 2.2 电贫化炉生产中存在的问题 电贫化炉在铜冶炼环节中就是通过保温、沉淀、澄清作用降低渣含铜.起初贫化效果还是理想的,随着整个生产系统步入正常,贫化炉渣含铜一般在0.6%以内,初期从2011年10月份到2012年1月份渣含铜平均0.55%,随后不断升高,从2012年2月份到8月份平均达到0.65%.在正常生产中,底吹炉铁硅比在1.2~2.0,对底吹炉的生产无任何影响,但是为了照顾贫化炉生产,不得不降低铁硅比,加入大量石英,将铁硅比控制在1.2左右.然而底吹炉本身氧势较高,炉渣含磁铁量13%~23%,由于磁铁较高,导致炉渣发黏,势必要靠提高渣温来来保证渣含铜处于理想状态.渣温的提高虽然利于冰铜的沉淀,但同时也利于磁铁的沉淀,导致贫化炉熔池越来越小,使炉渣在贫化炉内的沉降停留时间缩短,渣含铜逐渐升高. 由于底吹炉的强氧化气氛,所以磁铁较其他熔炼工艺高,然而高磁铁对于底吹炉本身的生产并无影响,熔体的激烈搅拌使得炉内无死角不会形成磁铁沉淀,激烈搅拌也使冰铜颗粒更容易集聚碰撞,形成大的铜液滴,有利于降低渣含铜.磁铁的形成更利于炉衬挂渣从而起到保护炉衬的作用,但是磁铁对于配套的贫化炉是不利的,除非降低磁铁的形成,才能解决贫化炉磁铁沉淀这一问题. 2.3 制酸系统对冶炼提高产能的制约 2011年10万t粗铜冶炼安装完成后,制酸采用原有装置,处理冶炼烟气量只有45

000 m3/h.粗铜达到年产10万t时烟气量将达到110

000 m3/h,现有制酸装置处理不了,底吹炉投料量只能维持在28 t/h左右,维持年产3万t粗铜产量.产量提高必须打开冶炼烟气处理量的瓶径,制酸装置改造事在必行.

3 再次改造后的效果及生产运行情况 新的制酸系统对接后,于2012年9月22日正式投产,底吹炉加料量由原来的平均28 t/h提高到平均48 t/h,生产至今11个多月,系统作业率平均94.32%,扣除外界因素的影响,底吹炉本身作业率达到98.4%以上,生产平稳.底吹炉渣用渣包直接放渣,渣温控制在(1 150?10)℃,整个........