艾萨熔炼工艺的优点(艾萨法熔炼流程) 用ISA冶炼技术吹:& nbsp& nbsp由于艾萨法冶炼工艺固有的简单性和先进过程控制的发展，冶炼厂在引进艾萨法冶炼技术后几周内就可以胜任，而其他替代技术需要几年时间冶炼厂才能完全熟悉。 在再生铜领域，比利时和德国的工厂在爱莎熔炼炉中分两个阶段处理铜或铅材料，即材料在一个炉中熔炼，然后吹炼。 这两个工厂都超过了设计能力，并在不断改善他们的表现。 澳大利亚、美国、印度、中国、秘鲁和赞比亚的一些铜冶炼厂在超大技术公司的许可下安装了使用ISA冶炼技术的设备。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp一、技术介绍& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在过去的25年中，艾萨法冶炼已发展成为有色冶金工业中的一种多用途工艺，包括一次炼铜、二次炼铜、一次炼铅和二次炼铅。 该炉的生产能力已从第一个铜示范厂的12吨ph增加到爱莎山的180吨ph，或相当于印度韦丹塔炉每年300，000吨阴极铜。 目前，正在开发不同的材料质量、更高的生产能力和各种工艺。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在再生铜冶炼行业中，爱莎熔炼炉的采用率是最高的。 2007年，生产了五个炉子，一个炉子准备投入生产，两个正在进行详细工程设计的炉子计划在2009年投入生产。 根据对2003年运行的铜冶炼厂的调查，当2007年南秘鲁铜业公司的熔炉达到满负荷时，世界上爱莎熔炉生产的原生铜产量将增加12%左右。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbspAi熔炼炉也适用于将冰铜连续或间歇吹炼成粗铜。 爱莎冶炼中试厂成功地进行了连续吹炼试验。 实验中，当冰铜流量为250kg/h时，用铁酸钙渣生产粗铜。 欧洲的两家冶炼厂也在爱莎冶炼厂进行了间歇吹炼操作。 自1997年以来，比利时霍博肯的优美科贵金属公司一直使用ISA熔炼炉进行吹炼操作。2002年，德国Lunen的Beide Refining公司使用第二座ISA熔炼炉进行吹炼操作。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp二、间歇吹& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(1)中新世的铜吹& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp尤美分公司是一家专业的材料集团，其业务范围主要集中在贵金属服务、贵金属产品和催化剂、先进材料和锌的专业产品。 优美科前身为霍博肯奥佩特冶金公司(MHO)，最早在霍博肯开发转炉。 然而，在20世纪90年代，Umicore意识到工厂无法满足21世纪即将实施的严格环保要求，于是联系了澳大利亚山。 爱莎矿业公司(现超大公司)合作，进一步发展爱莎法冶炼吹炼混合铜精矿。 1997年底，霍博肯冶炼厂建成了工业规模的工厂，分两步:在艾萨炉中熔炼和吹炼，处理复杂的铅/铜物料，最终生产粗铜。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp超达公司设计了一个示范工厂，并在霍博肯冶炼厂运行了几个月。 示范工厂成功运行后，设计并建造了工业规模的艾萨炉。 该炉于1997年底投产，现在每年可处理30万吨二次材料。 图1显示了霍博肯爱莎冶炼厂的全景。 & nbsp& nbsp1 & nbsp霍博肯的爱莎熔炼厂:& nbsp& nbsp& nbsp熔炼阶段，通过喷枪喷入富氧空气体氧化材料，生成冰铜和熔炼炉。 硅基富铅渣排出，剩余冰铜吹炼成粗铜。 所有珍贵的微量元素都被困在锍相中。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp从图2的工艺描述中可以看出，爱莎熔炼炉的运行处于两种不同的环境中:熔炼时氧分压低，吹炼时氧分压高。 不同的氧分压条件使耐火材料经受严峻的考验。 即使在这些极端的操作条件下，爱莎熔炼炉的寿命仍然是15个月。 & nbsp& nbsp2 & nbsp霍博肯贵金属和贱金属生产流程图:& nbsp& nbsp& nbsp(二)北德精炼厂铜冶炼吹炼:& nbsp& nbsp& nbsp北德精炼公司在德国Lunen的Whitwick Caesar冶炼厂有一个爱莎冶炼厂，冶炼再生铜。 图3显示了工厂的整体情况。 Ai熔炼炉替代三座高炉和一座PS转炉，熔炼残渣和碎铜，在铜循环过程中发挥重要作用(凯撒循环系统KRS)。 & nbsp& nbsp图3 & nbsp德国卢嫩Essar炼油厂& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp图4显示了KRS的工艺流程图。 含铜材料的熔化和吹炼在艾萨炉中间歇进行。 在还原熔炼阶段，在艾萨炉中加入含铜1% ~ 80%的铜渣和废铜，生产出黑铜相和残余经济金属含量很低的硅基渣。 排放后炉渣的粒化 & nbsp& nbsp图4 & nbsp凯撒循环系统krs:& nbsp；& nbsp& nbsp出渣后吹黑铜，产出含铜95%左右的粗铜。 此外，富含锡的吹铅炉渣也在单独的熔炉中产生和处理。 由于KRS法的性质，爱莎冶炼炉可以在很宽的氧分压范围内操作，耐火材料在每个循环中都经历了严峻的考验。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp作为KRS工艺的主要组成部分，艾萨法冶炼技术的应用使贝德炼油公司在生产力、能源效率和环境保护方面占据显著地位。 在成功应用ISA熔炼工艺后，伦恩的贝德精炼公司总结出该工艺的主要优点如下:& nbsp& nbsp& nbsp1.通过降低熔炼阶段结束时产生的废渣中的铜含量，提高了工厂中铜的总回收率。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp2、减少了操作炉的数量 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp3.烟的数量显著减少。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp4.生产能力超过最初设计的40%。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp5.能耗降低50%以上 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp6.二氧化硫排放量减少50%以上 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp7.总排放量减少90%以上 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp三、连续吹& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(1)连续吹风& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp工厂连续吹炼试验和工业规模间歇生产相结合，说明ISA熔炼炉适合连续吹炼。 在设计爱莎连续吹炼炉时，要考虑的问题包括炉渣化学、粗铜脱硫、熔体储存和熔炉配置等。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(二)炉渣化学:& nbsp& nbsp& nbsp熔炼过程或吹炼过程包括将富氧空气体注入熔渣中。 因此，有必要控制熔渣的化学成分和物理性质(如粘度) 在爱莎开发连续吹炼工艺之初，研究人员注意到当时可获得的Cu2O-Cao-Fe2O3体系相平衡数据为空白色，其中有许多是关于连续吹炼工艺不能使用的氧势条件。 因此，研究人员与昆士兰大学的PYROSEARCH合作，评估铜吹渣的渣型及其在爱莎吹炼过程中的可能应用。 研究人员已经进行了许多实验来确定在以下渣模中作为温度和氧分压的函数的平衡 & nbsp& nbsp& nbsp& nbspCaO-FeO-fe2o 3 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp铜饱和时的cu20-Cao-FeO-fe2o 3:& nbsp；& nbsp& nbspCaO-FeO-fe2o 3-SiO 2 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp铜饱和时的cu20-Cao-FeO-fe2o 3-SiO 2:& nbsp；& nbsp& nbsp通过试验准确地确定了上述渣型的感兴趣区域。 根据最基本的工作和一系列连续吹炼试验，研究人员有可能确定爱莎连续吹炼期间操作的炉渣的成分范围。 图5显示了1250℃和铜饱和时Cu2O-Cao-Fe2O3炉渣的组成范围。 尖晶石区的实线表示氧分压对渣相中氧化铜浓度的影响。 灰色区域是爱莎连续吹炼的理想炉渣组成范围，Fe/Ca0约为2.3。 & nbsp& nbsp图5 & nbsp250℃铜饱和时Cu2O-Cao-Fe2O3渣的组成范围:& nbsp；& nbsp& nbsp(3)炉子的操作:& nbsp& nbsp连续吹炼生产的粗铜硫含量高于间歇吹炼(如PS转炉)。 在具有三个凝聚相和气相平衡的连续吹炼过程中，例如诺兰达连续吹炼过程，氧势和硫势由在所需温度下Cu2S作为单一相的共存决定。 这一热力学条件使粗铜中的硫含量增加了约1%。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在具有两个凝聚相的连续吹炼过程中，如ISA吹炼过程，当选择氧分压时，目标是将吹炼渣中氧化铜的量控制在12% ~ 18%，使硫含量为0.3% ~ 0.4%。 采用连续吹炼工艺时，缩短脱硫时间的方法包括对阳极炉进行改造，如增加更多的气孔或多孔塞，通过增加氧气，使熔池内温度和氧含量均匀，从而提高脱硫速度。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp当采用ISA吹炼工艺时，粗铜可以输送到阳极炉或在保温炉中预处理。 在这两种情况下，最好使用多孔塞来提高熔池的均匀性(热和化学)，或者至少使用四个气孔来注入空气体或富氧空气体以增强熔池的氧化。 阳极的尺寸由所需的处理时间决定。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp从去除微量元素的角度来看，与间歇吹炼生产的粗铜相比，爱莎吹炼生产的粗铜含铅量更高。 这是因为与硅基炉渣相比，铁酸钙炉渣含有铅的能力低。 根据阳极质量规范，在造渣阶段可能需要添加二氧化硅。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(四)熔体保持:& nbsp& nbsp& nbsp连续吹炼生产的粗铜硫含量高于间歇吹炼(如PS转炉)。 在具有三个凝聚相和气相平衡的连续吹炼过程中，例如诺兰达连续吹炼过程，氧势和硫势由在所需温度下Cu2S作为单一相的共存决定。 这一热力学条件使粗铜中的硫含量增加了约1%。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp对于连续吹铜，鉴于铁酸钙渣的腐蚀性，最好在爱莎吹炼炉的渣线上安装一个铜水套。 近20年来，有色冶金行业和铁合金行业在水冷系统的设计方面有着丰富的经验。 许多供应商现在可以提供水冷系统的设计。 炉子设计方案包括在耐火砖后面安装铜件，铜件与耐火砖交替放置或在浇注料的初始工作衬上使用水冷板。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp连续吹铜的ISA吹炼炉推荐结构为外钢壳，内耐火砖炉，渣线上立式水冷铜板。 面板配有浇注料衬里，浇注料磨损时，面板会挂渣。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(5)冶炼厂配置:& nbsp& nbsp& nbsp图6是工厂的流程图，其中首先在ISA熔炼炉中熔炼精矿，然后在ISA吹炼炉中将锍吹炼成粗铜。 kennecott闪速吹炼厂采用的做法是将冰铜制粒，堆放在吹炼炉前。 使用小型冰铜堆场，熔炼炉和吹炼炉可以分开。 向吹炼炉中添加固体锍会增加炉的热负荷，这可以通过使用氧气去除系统中的氮气来平衡。因此，烟气中的SO2浓度很高。 & nbsp& nbsp图6 & nbsp连续喷吹装置流程图:& nbsp& nbsp& nbsp固体冰铜和熔剂从吹炼炉顶部落入熔池。 从吹渣炉排到粒化系统，粗铜被排放到保温炉或阳极炉。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在新建的冶炼厂中，阳极炉的尺寸应适合处理含硫0.3% ~ 0.4%的粗铜，粗铜可从吹炼炉直接排入阳极炉。 在现有的熔炉中，阳极炉的尺寸应适合处理含有0.05%硫的粗铜，并且可以在吹炼炉之后使用保温炉在火法精炼之前预处理粗铜。 保温炉在吹炼炉和阳极炉之间起缓冲作用。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp炉渣从ISA鼓风炉排被吹送到粒化系统。 将粒化吹渣加入ISA熔炼炉中。 根据以往的经验，加入到ISA熔炼炉中的固体渣很容易作为氧源进入熔池。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp采用ISA熔炼炉和ISA吹炼炉的冶炼厂配置会非常紧凑，所需场地明显小于传统铜冶炼厂。 通过采用成熟的强过程控制系统，熔炼和吹炼过程非常相似，易于控制。这一事实也简化了冶炼厂的操作和物流，从而允许所有操作在中央控制室进行。 与传统的PS技术相比，这些因素将降低新冶炼厂的运行成本。 吹炼过程中烟气量的明显减少将导致烟气收集净化系统投资成本和运行成本的降低。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp四。总结& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(1)铜爱莎熔炼炉已在七个国家成功生产，装料量可达180吨ph，或相当于30万吨阴极铜。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(2)1997年后，欧洲对爱莎冶炼炉进行了冰铜间歇吹炼操作。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(3)在爱莎冶炼炉上成功地进行了铁酸钙渣间歇冶炼冰铜的试验。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(4)铜吹炼的渣型已被广泛研究，在爱莎吹炼炉中使用铁酸钙渣进行连续吹炼似乎是最合适的。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(5)炉内的关键部位可通过水冷系统含铁酸钙渣。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(6)对于新建的冶炼厂，熔炉的配置只需要较小的场地。 炉子的操作和物流具有许多优点，从而降低了操作成本。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(7)连续喷吹过程中烟气量明显减少，降低了烟气收集净化系统的投资成本和运行成本。 & nbsp 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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