铜陵有色冶金炉改造工程是铜陵有色金属股份有限公司金昌冶炼厂技改环保项目的一部分，是一座年产20万吨矿物阴极铜的新建冶炼厂。采用奥斯麦特顶吹熔炼炉和智能数控吹炼炉工艺。本文简要介绍了该项目的主要工艺和设备配置。

关键词:铜冶金；在奥地利熔炉中熔炼；吹铜；铜精炼；

铜陵澳斯麦特炉冶炼技术升级项目概述

金泽智曾庆康

铜陵有色金属集团有限公司。

文摘:铜陵澳斯麦特炉改造工程是金昌冶炼厂技改环保项目的一部分。这是一座年产20万吨阴极铜的新冶炼厂。它采用奥斯麦特顶吹熔炼炉和智能数控吹炉工艺。本文简要介绍了该项目的主要工艺和设备配置。

1项目概述

铜陵有色铜冶炼工艺技术升级项目由& ldquo双闪工程& rdquo还有& ldquo奥地利熔炉改造项目& rdquo它由两部分组成。其中& ldquo双闪工程& rdquo是指采用当今世界上最先进的闪速熔炼和闪速喷吹(简称& ldquo双闪& rdquo)流程异地新建矿山铜处理厂；& ldquo奥地利熔炉改造项目& rdquo主要是对金昌冶炼厂现有的奥斯麦特炉(简称奥斯麦特炉)进行改造，以达到大幅度提高老铜冶炼企业技术和节能减排的目的。& ldquo双闪工程& rdquo2012年12月28日建成投产。& ldquo奥地利熔炉改造项目& rdquo主要是对金昌冶炼厂现有的奥炉系统进行改造，以达到大幅度提高老铜冶炼企业技术和节能减排的目的。

金昌冶炼厂1978年建成投产，2006年完成实施& ldquo金昌冶炼厂冶炼工艺改造及环境治理项目& rdquo改造后，金昌冶炼厂采用& ldquo奥地利熔炉熔炼& mdashPS转炉吹炼& mdash固定阳极炉精炼& mdash小板电解& rdquo手艺。2008年7月，& ldquo金昌冶炼厂冶炼工艺改造及环境治理项目& rdquo通过环境保护部组织的竣工环保验收。铜精矿奥地利熔炼技术在金昌冶炼厂的应用取得了良好的效果，积累了丰富的生产运行管理经验，为奥地利熔炼技术的发展和推广做出了突出贡献。奥地利熔炼技术已成为国内外中小型铜冶炼厂建设和改造可选择的主要技术之一。虽然奥炉本身还有挖掘潜力的空间，但对于中小型铜精矿来说是一种先进的冶炼工艺。但金昌冶炼厂是较早采用该技术进行改造的铜冶炼厂，在配套设施和生产系统化方面有很多历史& ldquo债务& rdquo近年来，努力挖掘潜力，攻关技术，但收效甚微，积累了许多制约金昌冶炼厂进一步发展的客观障碍。突出表现为:装备水平低，环保压力严峻，铜酸加工成本高，市场竞争力弱。

& ldquo奥地利熔炉改造项目& rdquo目标是依托铜陵有色60多年的铜冶炼文化和理念，以铜陵有色的冶炼技术为核心，在内部处理铜陵有色& ldquo在取得环保部铜陵有色金属冶炼技术升级改造项目总体环评变更备案的前提下。二手资源& rdquo并处理部分进口铜精矿，建设铜陵有色铜冶炼核心技术样板厂，推动我国铜冶炼工艺的进步。该项目的建设是集团总部技术、管理、原料处理差异化铜冶炼基地建设的重要组成部分和环节。& ldquo奥地利熔炉改造项目& rdquo毗邻& ldquo双闪工程& rdquo建设和实现& ldquo奥地利熔炉改造项目& rdquo用& ldquo双闪工程& rdquo互补性。根据& ldquo奥冶+智能数控喷吹+阳极精炼+大盘PC电解& rdquo主要冶炼工艺及其配套设施建设。& ldquo奥地利熔炉改造项目& rdquo2016年3月18日开工建设，2022年3月18日投入试生产。

2工艺流程介绍

& ldquo奥地利熔炉改造项目& rdquo工艺流程图如图1所示。

图1奥地利炉改造项目流程图

铜精矿的来源分为进口矿和国产矿。进口铜精矿通过水路运输至铜陵有色长江码头，码头计量及运输设备与双山厂区共用。在进入双山一号精矿库之前，设置一台1000t/h能力的带式输送机，输送至& ldquo奥地利熔炉改造项目& rdquo本项目精矿仓，国内矿石由自卸汽车和平板车运输至奥卢厂区精矿仓。

精矿仓库中有4台抓斗起重机。精矿库储存国产铜精矿，按3万吨精矿储存量设计。精矿库使用抓斗起重机进行配料、倾倒和装载。每个配料仓的进料量由计算机控制。来自配料仓的物料在收集带式输送机上混合，通过三个圆盘造粒机造粒，然后通过皮带输送到奥斯麦特炉的顶部，通过穿梭皮带输送到加料口，并投入炉内。它们在高温下发生剧烈反应，被氧化成冰铜、炉渣、SO2烟气和粉尘。部分冰铜通过冰铜溢流堰出料口和冰铜溜槽流入11m3冰铜钢包，由包子吊车吊至智能数控吹炼炉(以下简称吹炼炉)进行吹炼；剩余的冰铜和熔炼渣以混合熔体的形式通过溢渣堰和溜槽的出料口流入沉降炉进行沉降分离。根据吹炼炉的运行周期，通过钻孔排出冰铜。锍定期排入11m3左右的锍包，再由馒头吊车送至吹炼工序。分离出的电炉炉渣通过钻孔排出，通过溜槽排入水淬池，然后由捞渣机捞进渣仓，排水出售。

奥炉排出的烟气由奥炉余热锅炉余热回收及烟气净化系统处理。处理后的烟气与吹炼炉净化后的烟气混合，送至制酸系统进行制酸。锅炉粉尘被压碎并返回到Ausmet熔炼炉。电炉烟气经除尘室处理后，送至奥炉余热锅炉出口除尘室，与奥炉烟气混合，再送至奥炉电收尘器，最终进入烟气硫酸系统。

包子吊车将铜装入智能数控吹炼炉后，进行富氧鼓风吹炼。在喷吹过程中，通过传送带和活动溜槽加入适量的碎冰铜包壳和石英岩熔剂造渣，反应生成白冰铜、硅基渣和含尘SO2烟气。造渣反应结束后，停止送风，将吹来的炉渣从炉口倒入渣包中，通过渣包倾翻装置将炉渣倒入12m3渣缓冷包中，再由渣包车运至渣缓冷区。留在炉内的白冰铜与吹入的富氧空气体中的氧气反应，产出品位在98.5%以上的粗铜，产出的粗铜倒入约8m3的粗铜包中。余热锅炉回收余热后，鼓风产生的烟气进入粉尘沉降室和电除尘器进一步收集粉尘，使出口烟气粉尘浓度降至0.3g/Nm3以下，由高温风机送至制酸系统制酸。破碎后，锅炉粉尘返回奥斯麦特熔炼炉和吹炼炉。

粗铜在两个以天然气为燃料的阳极炉中精炼，压缩空气体吹入氧化段，天然气+氮气吹入还原段，稀释氧气燃烧器加热。生产出来的铜阳极板用叉车送到电解车间。

烟气制酸采用国内先进技术，成熟可靠& ldquo一次电力波-包装塔-二次电力波-二次电雾& rdquo稀酸洗涤净化，双接触& ldquo3+1 & rdquo；四级转化(ⅲⅰ-ⅳⅱ换热流程)、两级吸收和常压接触制酸流程。采用进口催化剂，转化中SO2浓度控制在11%左右，转化率为99.9%。

硫酸尾气用离子液体脱硫，脱硫后的烟气送至120米环形烟囱排放。尾气脱硫和冶炼环脱硫常用离子液体再生系统。

阳极送到电解车间进行电解精炼。采用永久不锈钢阴极(PC)电解工艺，配备两台机器人剥离机组、两台半自动专用行车、一台阳极设备机组和一台残极清洗机组。电解液净化采用电解铜、真空空蒸发、水冷结晶、感应除杂。硫酸镍采用冷冻结晶法回收。

3冶炼工艺的技术要求

3.1熔炼系统

(1)精料饲喂。配料工艺采用筒仓配料。配料过程中有12个容量为200吨的配料仓，分别储存铜精矿、石英砂、块煤、混合渣精矿和烟尘。为保证配料精度，采用计算机在线控制的自动称重配料系统。各种铜精矿、石英砂、渣精矿、返烟粉尘、块煤根据装入奥炉的混合物料成分要求自动配比，再由带式输送机送至精矿造粒。将成品浓缩液送入3台？7000毫米圆盘造粒机用于制造直径为5 ~ 8毫米的球团，以降低冶炼粉尘率。根据铜精矿原料的含水量，决定造粒时是否加水，控制造粒物料的含水量

(2)奥氏炉。有一种冶炼工艺？5 &次；6.5 m澳斯麦特炉采用钢结构支撑，炉内采用钢板水套冷却，冷却水量600 t/h，熔化区和烟气区铺设耐火材料，炉顶采用钢板水套和浇注料建造。双溢流堰:锍溢流出口和混合熔体溢流出口。

通过进料口移动进料带，将粒状精矿连续送入奥斯麦特炉。熔炼过程空气是富氧空气体。喷枪将大量空气体、氧气和天然气喷入奥炉渣层。工艺空气的富氧浓度约为63%，熔池的搅拌非常剧烈。传热传质过程迅速完成。设计给料量约为140 t/。熔炼过程中的主要控制参数是熔池温度和锍品位。在正常生产中，维持熔池温度所需的热量由炉料的熔化反应热、喷枪喷入的天然气和炉料中混有的块煤的燃烧热提供。熔池温度约为1230℃，通过控制进料氧比稳定冰铜品位。冶炼产品包括冰铜、冶炼渣和烟气。56%品位的部分冰铜通过奥炉底部的冰铜溢流堰出料口和冰铜溜槽流入主厂11m3冰铜钢包，由馒头起重机吊至吹炼炉进行吹炼。剩余的冰铜和冶炼渣以混合熔体的形式通过溢渣堰和溜槽的出料口流入沉降电炉进行沉降分离。

正常生产时，每15天更换一次喷枪，更换和清洗喷枪的时间一般在2小时左右。在此期间，没有喂食操作。当奥炉需要烘烤或保温时，用喷枪燃烧天然气补充热量。

(3)沉降电炉。电炉工艺配88m？奥斯麦特熔炼炉混合熔体在沉降炉中澄清分离，沉降炉熔池温度控制在1300℃左右。两个工艺过程主要在炉内完成:混在熔炼渣中的冰铜颗粒进行渣铜分离，未反应的铜精矿在奥炉内继续反应完全。电炉产出电炉渣和部分冰铜，品位约58%。根据吹炼炉的运行周期，定期排放到11m左右？装在哑光袋里，再由包子吊车送去吹工序。电炉渣中的铜含量降至0.8%以下。分离出的电炉炉渣溢流至炉渣破碎系统，破碎后的炉渣用汽车运输出售。

电沉降炉设有4个出锍口和2个出渣口，每次约有2个出锍口和1个出渣口，可交替使用。

(4)排烟系统。奥斯麦特炉产生的高温烟气被余热锅炉回收产生蒸汽，烟气被冷却到360℃左右。同时，烟气中的大量烟尘也沉淀下来。电炉产生的烟气与余热锅炉出口管道混合，再进入电收尘器净化，使粉尘浓度净化到0.5g/Nm？接下来，净化后的烟气由高温抽风机送至制酸工序。配备了一台具有两个室和四个电场的卧式卧式水平流电除尘器。奥卢余热锅炉和电除尘器一、二电场收集的粉尘输送到精矿仓，与渣精矿混合，返回冶炼系统。电除尘器三、四电场收集的粉尘将被运送到厂区附近的一家新技术公司进行进一步处理，并回收有价金属。

3.2吹气系统

(1)配置和运行参数。吹炼工艺配备三台智能数控吹炼炉，内部尺寸？4.49米&次；13m，2H1B交换运行，一个冷备。每台吹炼炉都配有熔剂加料系统、残极加料机、风眼清洗器、智能数控吹炼系统等设备，是国内第一台智能数控吹炼炉。冰块由包子吊车装入吹炉后，用空气吹。吹炼炉是间歇操作，分为造渣期和炼铜期。吹炼产生的含铜量约为4.5%的炉渣通过渣包倾翻装置倒入12m3的渣缓冷包中，然后由电动平车运至渣缓冷场。渣缓冷场配备一台85t龙门吊进行起吊和翻渣。得到的品位为98.5%的粗铜倒入8m？在粗包中，由85包吊车送至阳极精炼工序。吹炼炉的吹炼率为87.59%。& ldquo智能数控吹气技术& rdquo着重解决了冰铜转炉吹炼过程中的四个问题:1 .智能判断结渣期的终点；2.智能判断炼铜周期的终点；3.炉温的在线监测；4.冷料流量智能计算实现铜冶炼转炉过程自动控制。该系统应用后，取得了以下效果:1 .避免观察开炉和频繁转炉，大大减少烟气外溢；2.避免炉温大幅波动，提高炉龄；3.充分利用热量，提高冷物料处理能力；4、炉况稳定，供风量高，前后工序协调有序；5.准确预测造渣、炼铜终点；6、杜绝停炉吹灰事故。

表1吹炼炉运行周期

(2)排烟系统。吹炼炉烟气余热经吹炼炉余热锅炉回收后，烟气温度降至350℃左右，同时烟气中夹带的大量粉尘沉降下来。锅炉粉尘经破碎后返回奥斯麦特熔炼炉和吹炼炉，余热锅炉排出的烟气进入球形烟道、粉尘沉降室和电除尘器进一步收集粉尘，使出口烟气粉尘浓度降至0.3g/Nm3以下。净化后的烟气与奥式炉的集尘系统结合，然后送至制酸工序。配置了一套卧式卧式水平流双室四电场电除尘器。废热锅炉、球形烟道和粉尘沉降室收集的粉尘由粉尘罐收集，用叉车运至精矿仓。电除尘器收集的粉尘含砷量高，需要开路处理。它将通过埋入式刮板输送机被送到粉尘中间仓库，并被装入一个粉尘罐中，以便进一步处理和回收有价值的金属。

(3)环集系统。吹炼炉前环集烟罩传统上是旋转式的，但受冲击变形，下部结渣较多，导致关闭不严，烟气逸出较多。同时，传统的防烟罩设计密封性差，漏风率高，困烟量大。由于烟罩各收集点负压不均匀，烟气溢出量大，低空污染严重。

本项目自主研发了平移式开门水冷环式集烟罩，具有外形美观、密封效果好、占地面积小、对现场行车和炉口机运行影响小等优点。同时可减少约30000 nm3/h的环集气，大幅降低环集脱硫成本，减少低空污染，有效改善作业现场环境。

3.3精炼炉和铸造工艺

(1)配置和运行参数。精炼工序有两台550吨旋转阳极炉，内部尺寸？4.86m & times13.7米，配有铸造能力为100t/h的国产双18模圆盘铸造机，每台阳极炉可处理两台吹炼炉的粗铜，使用天然气作为燃料。压缩空气体吹入氧化阶段，天然气+氮气吹入还原阶段。铸造合格的阳极板由叉车运送至电解车间。

表2阳极炉运行时间表

(2)排烟系统。传统的回转阳极炉环形集烟罩与炉口分开设置，占用空间大空(炉体前后需设置立柱)，漏风率高，环内集烟量大，体积大，影响行车操作视线。受夹杂物冲击容易变形，进一步增加漏风率，维修率高。实际的戒套效果并不理想。本项目自主研发了集集烟罩和炉盖于一体的新型环形集烟罩，集烟罩和炉盖附着力高，环保效果好。可随炉体转动，烟罩与炉盖之间的间隙小，只有5cm~10cm，漏风率低，捕集在环内的烟气量少，降低了环脱硫的运行成本；拆装方便，维护量小；烟罩和排烟管沿炉体轴向布置，炉口上方空空间开阔，视线好，便于吊车司机操作。同时可减少约30000 nm3/h的环空集气，大幅降低环空脱硫成本，有效缓解低空污染，改善现场环境。

图2新阳极炉盖

阳极工艺烟气与吹炼炉前收集的烟气混合，经布袋除尘器净化后，送至化学脱硫设备进行处理。达标后由120米烟囱排放。

4冶炼材料加工设施

4.1精矿仓库

奥炉厂区精矿仓跨度33米，长174米，矿石仓为半地下式，用于存放国产铜精矿、奥炉用石英砂、块煤、渣精矿和返尘。材料由自卸卡车和平板拖车等运输车辆入库，然后由装载机卸载。国内的铜精矿需要混合均匀取样，然后用抓斗起重机运到仓库指定位置存放。卸出的物料由抓斗起重机抓入精矿进料仓，然后由带式输送机输送至配料工序。进口铜精矿由1#皮带机从滨江码头送至配料工序，库容3万吨。在精矿库物流通道附近设置路面精矿回收沟，将散落在路面上的精矿用水冲洗后集中收集。

4.2精矿配料

采用仓储式配料进行配置。设置12个配料仓，分别储存铜精矿、石英砂、渣精矿、块煤和返烟。其中储存铜精矿的配料筒仓8个(国产矿4个，进口矿3个，备用仓1个)，储存渣精矿和返灰筒仓1个，石英砂筒仓1个，块煤料仓1个，备用仓1个。每个配料仓配有一台定量给料胶带机。为保证配料精度，采用DCS控制的自动称重配料系统。各种铜精矿、石英砂、渣精矿、返烟粉尘、块煤根据入炉混合料成分要求自动配比，再由带式输送机送至精矿造粒。

4.3精矿制粒

领养3套？7000毫米圆盘造粒机将进入奥地利熔炉的材料制成颗粒。配料过程中的混合物料由皮带输送机输送至三台圆盘造粒机。用圆盘造粒机制成直径为5 mm ~ 8 mm的球团，以降低冶炼粉尘率。根据铜精矿原料的含水量，决定造粒时是否加水，控制造粒物料的含水量

4.4吹渣缓冷系统

(1)炉渣的缓冷粗碎。高炉渣中的铜含量为4.5%。炉渣缓冷选矿工艺回收炉渣中的有价金属:即利用12m3渣包接收炉渣，由电动平板车运至炉渣缓冷堆场，然后24小时喷水冷却48小时。缓冷后的渣包由龙门吊倒出，落入下方的炉渣粗碎场。大部分矿渣在重力作用下被粗碎至500mm以下，粒径大于1000mm的矿渣约有30%通过凿岩机。

(2)炉渣选矿。选矿由粗碎、磨矿浮选和细粒尾矿脱水组成，主要包括粗矿仓、粗碎房、粉矿仓、磨矿浮选车间、精矿过滤车间、细粒(尾矿)选矿厂、皮带廊和转运站。

(3)烟尘处理系统。奥废热锅炉辐射段(立段)收集的大块烟尘落入地下一段时间后，由轮式装载机送入精矿仓进行破碎处理后返回冶炼系统。奥炉余热锅炉对流段(水平段)、除尘室、一、二电场收集的粉尘，装在粉尘罐中，用叉车运至精矿仓。奥电收尘器三、四电场收集的粉尘中含有许多对冶炼系统有害的成分，特别是砷含量高，需要打开处理。开路烟尘通过集中埋地刮板输送机送至烟尘中间仓库，装入烟尘罐，用叉车运至厂区附近的新技术公司进一步处理，以回收有价金属。锅炉、球形烟道和粉尘沉降室收集的烟尘被收集在烟尘罐中，并由叉车运送至精矿仓。电除尘器收集的粉尘含砷量高，需要开路处理。通过埋刮板输送机送至粉尘中间仓库，装入粉尘罐，用叉车运送至厂区附近的新技术公司进行进一步处理，回收有价金属。

5结论

& ldquo奥地利熔炉改造项目& rdquo作为铜陵有色铜冶炼技术升级项目的一部分，该项目设计充分吸收了全国铜行业的经验，在工艺配置、方案优化、设备选型等方面做了许多改进。，这符合& ldquo双山厂区& rdquo互为对比，差异化发展，高效综合利用资源，旨在创造& ldquo绿色、环保、高效、先进& rdquo铜冶炼标杆企业。