傾動爐雜銅冶煉新型選渣熔劑的開發與研究

2014-10-29 03:05:46徐革雄

銅業工程 2014年4期

關鍵詞：效率

徐革雄

(江西銅業集團公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424)

1 引言

隨著雜銅原料市場不斷變化，雜銅原料含銅品位越來越低，雜質含量不斷升高，對再生銅冶煉而言，尋找一種脫雜效率高、造渣時間短、對爐內耐火磚損耗小的造渣技術迫在眉睫。貴冶傾動爐車間技術人員通過2年的努力，不斷通過理論研究、實踐摸索，創新了傾動爐冶煉造渣技術[1]。

2 新型選渣熔劑開發

由于雜銅原料品質不斷下降，原有造渣熔劑無法滿足雜銅冶煉發展需要。技術人員經過不斷摸索發現銅熔劑非常適合雜銅冶煉，銅熔劑是一種由多種化學物質組合而成的混合物質，它主要是由氧化鈣、氧化鈉、氯、氟、二氧化硅、三氧化二鋁及其它微量物質組成，各種物質具體含量如表1所示。

表1 銅熔劑化學組成成分

從理論研究可知:CaO能有效脫除銻，但是CaO是高熔點物質，如果含量過高會造成造渣溫度高;Na2O能有效脫除砷，而且Na2O渣流動性較好，但是Na2O市場價格較高，用量過大會增加冶煉成本;Cl、F利于雜質形成氯化物、氟化物，通過煙氣脫除低熔點雜質氯化物、氟化物，從而提高雜質的脫除效率;SiO2利于所有雜質的脫除，它是雜銅冶煉過程中運用的主要造渣物質;Al2O3的存在利于多元渣的形成，多元渣熔點低，能夠有效降低氧化造渣溫度。

通過以上分析研究，不斷完善銅熔劑的開發應用，使得傾動爐處理高砷、高銻、高錫等低品位雜銅的效果非常好，傾動爐處理低品位雜銅的脫雜能力、造渣效率得到提高。

3 選渣熔劑配比的研究及應用

由于石英脫除砷、銻效果不是很好，無法處理高砷、高銻雜銅原料，但是石英[2]可以與大部分雜質進行造渣反應。石灰的加入可以調整渣性，提高砷、銻的脫除效率，而且可以改變傾動爐爐渣渣型。

(1)由理論研究發現二元和三元系統的低熔點化合物如表2所示。

表2 二元和三元系低熔點化合物表

基于以上理論，技術人員設法精確控制造渣熔劑加入量，改變雜銅冶煉渣型，降低雜銅冶煉溫度、提高脫雜效率。

(2)通過實踐摸索發現使用石英、石灰的同時搭配使用少量的銅熔劑，可以補充造渣熔劑中Na2O的含量，提高砷、銻、錫等雜質的脫除效率[3]，同時銅熔劑中含有Cl、F可以使部分雜質元素形成低熔點氟化物、氯化物進入煙氣，從而提高這些雜質的脫除效率，同時避免生產材料成本的升高。

但是由于銅熔劑中Cl、F、Na等元素含量較高，傾動爐爐襯是鎂鉻耐火磚，該類型耐火磚最大的弱點是:渣型中含Cl、F等元素高時，耐火磚的化學侵蝕速度會加快;Na活性較高，在高溫環境下會置換出耐火磚中的Cr，破壞耐火磚的化學成份，導致耐火磚的機械強度下降，所以在實際冶煉操作過程中不能一味提高銅熔劑的配入量，追求雜質的脫除效率。

(3)從以上兩個角度出發，技術人員從雜銅冶煉產品質量要求、爐況維護兩個方面綜合考慮各種雜銅冶煉熔劑配入量的控制。首先，結合理論知識編寫造渣熔劑配入量計算公式，然后通過傾動爐雜銅冶煉實踐對公式進行修正。經過不斷地努力，終于完善傾動爐雜銅冶煉中石英、石灰、銅熔劑的配入量計算公式，如下:

A為入爐物料混合品位;Q為爐內銅量。

經過一段時間的實踐檢驗，傾動爐對原料的適應能力得到拓寬，而且傾動爐耐火材料的維護水平得到進步。傾動爐雜銅冶煉過程可以精確控制石英、石灰的控制量，但是由于技術水平有限，暫時只能模糊控制銅熔劑配入量，一般控制在0.6t/爐以內(傾動爐單爐總裝入量為350t)。

4 選渣熔劑加入方式的改進

為了進一步鞏固提高傾動爐造渣脫雜效果，技術人員結合傾動爐加料作業特點，通過生產實踐摸索，不斷優化改進石英、石灰、銅熔劑的加入方式，如石英伴隨入爐物料均勻加入;石灰根據銅熔劑加入量[4]進行配比，放在加料作業的前半段均勻加入;焦碳放在加料前期加入爐內，加入量根據物料含砷量的高低進行控制;生鐵放在氧化后期均勻加入爐內;銅熔劑的加入時伴隨低品位、高砷、高銻雜銅同時加入爐內，最大限度分散在每斗物料中加入爐內，讓熔劑與雜質接觸的面積增大、機會增大，從而大幅度提高[5]銅熔劑的使用效率，避免銅熔劑與爐襯接觸，將銅熔劑對爐襯的影響降到最低。通過對銅熔劑加入時間、方式的研究及應用，銅熔劑脫除雜質的能力得到進一步提高，傾動爐產出的陽極銅化學品位穩步提高。

5 雜銅冶煉富氧技術應用

為了進一步提高雜銅冶煉效率，技術人員結合富氧冶煉技術對傾動爐氧化還原閥組進行技術改造，使得傾動爐在氧化造渣過程可以進行富氧冶煉，氧化雜用風中的含氧量控制在23% ～35%之間，從而實現傾動爐雜銅冶煉富氧操作，經過不斷優化富氧冶煉參數的控制方式，雜銅富氧冶煉技術在傾動爐上應用成功。傾動爐在處理雜銅過程中，氧化造渣作業時間縮短25%，提高了傾動爐雜銅冶煉能力[6]。