铜矿的冶炼(硫酸冶炼铜矿石) 硫化铜矿的传统冶炼:& nbsp& nbsp硫化铜矿的传统冶炼是指20世纪70年代以前广泛使用的反射熔炼、烧结-鼓风炉或密闭鼓风炉熔炼和电炉熔炼。 & nbsp& nbsp& nbsp由于反射炉冶炼工艺热效率低(25% ~ 30%)，硫化物反应热不能充分利用，燃料消耗高，炉气含SO2浓度低，制酸困难，环境污染严重。 所以近20年没有发展，被强氧化法替代或改造(如氧气喷涂)。 老反射炉属于即将被淘汰的方法。 & nbsp& nbsp& nbsp一、密闭高炉冶炼& nbsp& nbsp& nbsp高炉冶炼是最早的炼铜方法。 它过去处理大量富含铜的矿石。 随着富铜块矿的减少和浮选技术的进步，它不再是生产铜的主要方法。 迄今为止，高炉仍与反射炉、电炉和先进的闪速炉等并存。原因是其技术有了很大提高，如精矿结块、湿精矿直接添加、烟气制酸、富氧利用等，改造后称为密闭鼓风炉炼铜法。 80年代末，国内有铜陵、水口山、中条山。 富春江、烟台等冶炼厂采用密闭鼓风炉冶炼冰铜，总产能约15万t。 近年来，随着当地乡镇企业的发展，又由于密闭鼓风炉具有投资少、运转快、易操作等优点，许多小型密闭鼓风炉相继建立起来。 未来随着几个大型冶炼厂的改造和其他炉熔炼能力的扩大，我国密闭高炉的生产比例将逐渐降低。 & nbsp& nbsp& nbsp密闭鼓风炉熔炼铜精矿的炉料和焦炭按焦炭-转炉渣-熔剂-揉铜精矿的顺序从顶部料斗分批入炉。 炉料自上而下运动，从风口吹入空气体，使焦炭在风口区域强烈燃烧，形成高温(最高1450℃)焦点区。 除了保证焦炭燃烧外，汽包的风量有较大的富余，以维持炉内的氧化气氛，满足部分硫化物氧化的需要。 高温炉气与炉料反向自下而上运动，进行热交换，使炉料受热，完成各种冶金过程，并产生铜锍、炉渣、烟气、烟尘等几种冶炼产品。 然后，熔体在鼓风压力和自身重力的作用下通过床和喉部流入前床进行澄清和分离。 烟气在上升过程中，温度逐渐降低(从1250 ~ 1450℃降至450 ~ 600℃)，其含氧量也逐渐降低，而SO2浓度则不断升高，然后离开料位，被送往侧烟道出口进行除尘和制酸。 & nbsp& nbsp& nbsp高炉结构见图1，表1为部分工厂密闭高炉的技术经济指标。 & nbsp& nbsp1 & nbsp封闭式高炉结构1-水套梁；2-顶部水套；3-料斗；4端水套；5-风口；6面水套；7-山水套；8-烟道；9-喉咙；10-风道表1:密闭高炉技术经济指标项目个位数数量项目个位数数量1 & nbsp245原料成分、Cu/Fe/S风口面积鼓风强度、富氧浓度床容量脱硫率%:M3/(m2·min)% t/(m2·d)% 10 ~ 28/20 ~ 32/20 ~ 3526 ~ 4021 ~ 3040 ~ 6040 ~ 5567891011焦比、烟比、烟气SO2浓度、烟气温度、铜锍级渣含铜%%℃%。& nbsp& nbsp二、电炉熔炼& nbsp& nbsp& nbsp用于铜冶炼的电炉属于矿热电炉的类型，是一种将电能转化为热能的室式炉。 电炉炼铜工艺最早开始于20世纪20年代末(挪威)。 现在，使用电炉冶炼的厂家也在减少。 电炉作为冶炼设备的功能在弱化，转而处理冶炼渣。 目前国内金川冶炼厂和磐石镍矿(加工镍铜精矿)使用电炉。云南铜业股份有限公司(云南冶炼厂)原采用电炉冶炼铜精矿，2002年采用了爱莎铜冶炼技术。 & nbsp& nbsp& nbsp电炉冶炼的操作过程是:将干燥的精矿或焙烧矿从分布在炉顶电极周围的加料管加入熔池中，形成料堆，料堆下部浸没在熔体中，上部在熔池表面。 电极从炉顶插入渣层，将热量传递给浸没的炉料，从而进行熔化和一系列化学反应。 产生的铜锍颗粒穿过渣层，沉入炉底的铜锍层。 铜锍从炉子一端的铜锍口排出；炉渣从另一端的出渣口排出。 炉料反应产生的气体通过料堆进入炉膛空，由炉顶上升烟道排入收尘系统。 所以电炉冶炼要求炉料含水量小于3%，否则会造成物料周转，严重时会引起爆炸。 干燥的粉状精矿因其导热性和透气性差，不适合加入炉内，而球团状的干矿或细烧结矿是最合适的。 云铜采用电炉工艺时，采用鼓风烧结备料。 在一定程度上提高了硫的利用率，同时烧结块熔化，电炉熔化条件大大改善，有利于提高生产率，降低电耗。 & nbsp& nbsp& nbsp电炉冶炼的显著优点是电能通过渣层(电阻)转化为热能。 炉子的高温区在熔池的渣层中；化学反应和熔化是在液态炉渣和固态炉料的界面上进行的。 从其技术特征来看，电炉熔炼应该属于熔池熔炼的范畴；熔池中的温度很高，有或没有熔剂都会使熔渣过热。它特别适用于处理高硅、高钙、高镁的难选矿石，渣中金属含量低。此外，它的炉膛空室和炉膛温度低，热效率高达60% ~ 80%。炉顶只需普通耐火材料，使用寿命长。电积对原料和生产规模适应性强，操作和控制灵活性大。 从理论上讲，由于电炉内没有燃料燃烧产生的烟气，炉气体积小，二氧化硫浓度高。 但实际操作中，由于炉顶孔洞特别是电极孔洞较多，难以密封，所以吸入空气体量较大(比理论量高2 ~ 5倍)，导致炉气中二氧化硫浓度低于2.5%。 & nbsp& nbsp& nbsp电炉冶炼的缺点是电能消耗高，占成本的60%以上。 电炉处于微还原气氛，脱硫率低。 因此，电炉法只适用于缺乏冶金焦但水电丰富的地区，以及处理含有难处理脉石的精矿。 电炉是处理强氧化性冶炼渣的理想稀释设备。 & nbsp& nbsp& nbsp电炉结构见图2，电炉冶炼技术经济指标见表2，加工费构成见表3。 & nbsp& nbsp2 & nbsp矿用电炉示意图表2:电炉冶炼技术经济指标项目个位数数量项目个位数数量1:铜精矿成分:& nbsp2.鼓风烧结脱硫率。功耗4。电炉炉渣中铜含量% & nbsp；% kW·h/t(炉料)% Cu18 ~ 22，Fe18 ~ 21，S14~16SiO218，CaO3 ~ 5，MgO1 ~ 317 ~ 344300.40 ~ 0.445，铜 硫品位:& nbsp；6.电炉熔炼回收率。电炉开工率。电极消耗% & nbsp；%%kg/t(材料)45:& nbsp；97.8 ~ 98902.5 ~ 3.5表3:电炉冶炼每吨铜和硫的加工成本由item /t铜(以铜和硫计)分配比/%item /t铜(以铜和硫计)分配比/%1、电费2、水费3、折旧4、工资133 . 28 . 201401404045、材料总成本8 . 55454546
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