年产10万吨铜闪速炉吹炼车间设计.docx

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1、题目： 年产10万吨铜闪速炉吹炼车间设计 摘 要本文设计年产10万吨铜的闪速炉吹炼车间。通过查阅相关资料、以及多次到广西金川有色金属有限公司考察和搜集大量资料，通过铜的应用、价格走势、市场调研，可知铜的应用广泛，工业产铜和铜冶炼有良好的发展前景。研究了铜的火法、湿法冶炼方法，最终选择了铜的闪速吹炼工艺，确定铜的闪速炉吹炼工艺流程，进行设备选择及冶金计算，并在计算的基础上对主要设备进行选型和车间平面设计及总图设计。以设计手册为主，各铜锍吹炼炉参数为参考依据进行选取。对闪速吹炼的准备工作及整个从熔炼到精炼流程工艺有了更细致的掌握。本次设计的内容有概述、厂址选择与论证、环境保护、冶金计算和经济核算。

2、以实际冶炼厂铜锍的工艺流程及其技术经济指标为依据，制定了切实可行操作条件和综合经济技术指标，设计可行，工艺及设备选型可靠，生产技术指标稳定可靠。关键词：闪速炉；吹炼；物料平衡Design of an annual output of 100,000 tons of copper flash furnace blowing workshopAbstract：This paper designs a flash furnace blowing workshop with an annual output of 100,000 tons of copper. Through consulting r

3、elevant materials and many times to Guangxi Jinchuan Nonferrous Metals Co., Ltd. to investigate and collect a large amount of information, through the application of copper, price trends, market research, copper can be widely used, industrial copper and copper smelting have good development prospect

4、s.The fire method and wet smelting method of copper were studied. Finally, the flash blowing process of copper was selected, the flashing process of copper flash furnace was determined, equipment selection and metallurgical calculation were carried out, and the main equipment was calculated based on

5、 the calculation. Perform selection and shop floor plan and general plan design. The design manual is the main one, and the parameters of each copper crucible furnace are selected as reference. A more detailed grasp of the preparations for flash blowing and the entire process from smelting to refini

6、ng.The contents of this design are summarized, site selection and demonstration, environmental protection, metallurgical calculations and economic accounting.Based on the actual smelter copper matte process and its technical and economic indicators, it has established practical operating conditions

7、and comprehensive economic and technical indicators, the design is feasible, the process and equipment selection is reliable, and the production technical indicators are stable and reliable.Key words：flash furnace; blowing; material balance目 次摘要Abstract1 总论71.1 概述71.2 铜的用途71.3 铜的资源分布71.3.1 世界铜矿分布状况7

8、1.3.2 中国铜矿种类及分布状况81.4 铜冶炼技术发展81.4.1 国外铜冶炼发展81.4.2 我国铜冶炼技术发展现状91.5 设计的原则与意义91.5.1 设计的基本原则91.5.2 设计的意义91.6 吹炼工艺设计方案101.7 厂址选择与论证101.7.1 厂址选择基本原则101.7.2 工业布局101.7.3 原料供应及交通条件111.7.4 水资源和电力资源111.7.5 地理和气候条件111.7.6 其他条件122 铜的生产方法132.1 火法炼铜132.2 湿法炼铜153 工艺流程的选择与论证163.1 闪速吹炼基本原理163.2 闪速吹炼生产工艺173.3 闪速吹炼工艺流程

9、173.4 其他吹炼工艺183.4.1 顶吹炉吹炼183.4.2 卧式侧吹（P-S）转炉吹炼183.4.3 反射炉式连续吹炼193.4.4 诺兰达连续吹炼193.4.5 Inco闪速炉与奥托昆普闪速炉194 主要技术经济指标214.1 闪速吹炼炉技术条件214.2 技术操作条件214.2.1 给料214.2.2 供风214.2.3 供热224.2.4 温度与压力224.3 闪速吹炼炉主要控制参数224.3.1 闪速吹炼炉生产工艺控制参数224.3.2 闪速吹炼炉生产作业参数224.3.3 闪速吹炼炉生产监控参数235 闪速吹炼冶金计算245.1 冶金计算245.2 各种物料及成分计算255.3

10、 闪速吹炼炉冶金计算385.3.1 物料平衡计算385.3.2 鼓风量计算435.3.3 上升烟道热平衡计算476 主要设备的选择及计526.1 单位生产率及反应塔主要尺寸计算526.1.1 单位生产率526.1.2 主要尺寸526.2 沉淀池主要尺寸的计算536.2.1 沉淀池高度536.2.2 沉淀池宽度546.3 上升烟道主要尺寸的计算566.3.1 入(出)口断面积566.3.2 出口断面积566.3.3 上升烟道高度566.4 精矿喷嘴的选择及主要尺寸的计算576.4.1 各断面直径576.4.2 各段高度586.5 砖体厚度596.5.1 反应塔砖体厚度596.5.2 沉淀池597

11、 闪速吹炼车间环境保护607.1 主要污染源607.1.1 烟气607.1.2 废水607.1.3 渣607.2 主要环保措施607.2.1 烟气处理607.2.2 废水处理627.2.3 渣处理627.3 对环境影响预测628 车间组织和经济分析648.1 车间管理与定员648.2 铜闪速吹炼车间的建设成本估算648.2.1 设备及安装费用估算648.2.2 土地建设费用估算648.3 铜闪速吹炼车间的生产费用估算658.3.1 原材料费用658.3.2 燃料费用658.3.3 动力费用658.3.4 工资及福利费的估算658.4 综合技术指标66结论68致谢69参考文献70附录721 总论

12、1.1 概述依据科学发展观的要求，从降低成本、节约能源降耗损耗、增强企业竞争力出发，决定将本设计车间建设在广西防城港市的企沙工业园区1。防城港市是一个年轻的滨海城市，以广西北部湾经济区发展规划全面实施为契机，坚持以以区位优势兴市，大力发展大工业、大物流、大商贸、大旅游的战略，全市社会经济发展取得了巨大成就。是距海外主要原料产地澳大利亚、菲律宾、智利、墨西哥、秘鲁海运距离最近、建设条件最好的深水大港。防城港地处即将启动的中国东盟自由贸易区，印度尼西亚、菲律宾等国的原料可“零”关税进口能够有效降低主要产品生产成本，增加产品品种，同时产品更加贴近终端市场，有利于公司更大范围的控制资源，全面提升竞争力

13、。本车间所用铜精矿主要来自海外铜矿山和国际市场辅助材料燃煤、石英砂、生石灰等，均为常用材料，货源充足，供货渠道畅通。石英砂、生石灰当地出产，质优价廉；重油等均由本地区供应。1.2 铜的性质与用途铜的用途见表1-1。表1-1 铜的用途1.3 铜的资源分布1.3.1 世界铜矿分布状况世界上的铜资源很多，深海结核病约为7亿吨，而陆地面积约为30亿吨之多，一般分布在太平洋。海底含有许多铜资源。但是世界铜资源的分布很不均匀，主要分布在中非，中亚，西伯利亚，然后是美国东南部，阿尔卑斯山等地。世界上铜储量最多的国家是智利和秘鲁，所以本设计将利用水运便利的优势从这些铜储量大的地方进口原料。1.3.2 中国铜矿

14、种类及分布状况中国的铜矿分布广泛，最大的储量是江西省，西藏，云南省，占国家储备的47.1。在东部，中部和南部省份开发的铜矿具有较好的地理条件，集中地质勘探工作和较发达的经济，并已形成中条山，江西，云南，铜陵，银，大冶，东北7铜基地。但是现在，他们中的大多数已进入中后阶段，并且都出现了不同程度资源危机。除了江西铜基地外，其他六个基地的资源几乎已经用尽2。最近几年,地质工作的机制也发生了巨大的变化。一些企业已经吸引了有吸引力的回报第二轮探矿的。其他已经建立了地质调查队长期合作，在有前途的领域进行投资，并寻找专家进行区域地质示范和冶金企业已逐渐成为铜资源勘探投资的中流砥柱。1.4 铜冶炼技术1.4.

15、1 国外铜冶炼发展目前，国外铜冶炼技术以火法冶炼主，湿法冶炼为辅，铜火法产量占全国总产量的90左右。至今为止大约有110座大型火法冶金铜厂，其中传统工艺的约三分之一，闪速熔炼约三分之一，和熔池熔炼约三分之一3。由于火法冶炼的特点，火法铜占主导地位。然而，高温冶金铜具有在生产过程中设备泄漏的昂贵收集和处理以及有害烟道气处理的高成本的缺点。因此，高温冶金铜的开发必须满足以下要求：（1）高效低能耗；（2）劳动强度低；（3）能够加工复杂的原料；（4）基本成本低；（5）最大限度恢复原材料中相关成分的回收；（6）符合严格的环保要求。有了这些要求，一些落后的铜冶炼方法将被先进的方法替代。如今，闪速熔炼正在发

16、展，包括操作自动化，设备扩大和炉子寿命的改善。湿法铜冶炼技术发展很快，特别是低品位矿石，的处理，堆浸，细菌浸出，地下浸出，原位浸出，溶剂萃取-电解冶金等技术已经被使用。铜冶炼行业的发展主要体现在原材料国际化，大型企业，以及铜冶炼行业焦点的转移。生产成本将大大降低，环保标准将更加严格。20世纪八九十年代，10万吨级大型铜冶炼厂还处于发展的阶段，30万至40万吨级的铜冶炼厂具有竞争力。1.4.2 我国铜冶炼技术发展现状中国有30多种铜冶炼厂，据估计2001年粗铜年产量为108万吨。一些大型铜冶炼厂经历了重大的技术改造，在那时技术生产水平已经达到世界20世纪90年代的水平3。江西贵溪冶炼厂于1995

17、年开始投产闪速炉，由当时的年产9万吨，经过技术改革后年产量高达35万吨。广西金川公司年生产40万吨阴极铜，是最大的单系列铜冶炼公司，该项目使用的“双闪”技术在世界上是领先的。在湿法铜冶炼方面，浸出-提取-电解提取技术日趋完善，在充分利用中国铜资源方面发挥了积极作用。更令人高兴的是，北京冶金冶金研究院和东川矿业局研究机构采用氨浸提-电解提取工艺处理Karada的高碱性石膏耐火氧化铜矿石。实践创造了第一个国际案例，为中国低品位原生铜矿的应用开辟了一个新的大门。1.5 设计的原则及意义1.5.1 设计的基本原则1）采用先进而成熟的生产技术。2）全部贯彻落实国家发改委规定的铜行业准入条件要求。3）执行

18、国家节能减排政策，综合能耗低于国内同行业现有水平、低于国家标准化管理委员会规定的能耗指标，控制 SO2总排量不高于地方政府规定的总排放量要求，SO2的排放浓度低于现行国家规定的标准，生产用水 95%循环利用，生产废水实现零排放，废渣全部利用。4）各系统选用先进工艺、一流设备，关键设备进口。5）满足环评要求，充分考虑节能减排措施，充分利用余热。1.5.2 设计的意义设备结构设计、工艺流程选择、车间配置和主要技术经济指标是本设计的主要内容。铜闪速吹炼工艺流程的确定通过比较，选择合理、先进、经济的生产工艺流程。铜闪速吹冶金计算包括：配料，物料平衡和热平衡计算。重要设备的选择和大小计算：根据流程的主处

19、理，合理选择熔炼设备，确定设备的数量和容量，并计算所选择的设备的尺寸。绘制的主要设备的结构示意图：闪速炉设备结构图和吹炼车间平面设计图。设计通过对闪速车间的设计，结合实际情况，提高自己对所学专业知识的运用以及了解并掌握生产中的各项经济技术指标和技术条件。了解了铜闪速吹炼的工艺流程，经过物料平衡以及热平衡等内容的计算，最后设计出主要设备并画出设备图。最终得到完整的设计方案，对建设新的铜吹炼车间和提高铜闪速吹炼的效率有很大的帮助。1.6 吹炼工艺设计方案本车间吹炼工艺推荐采用闪速吹炼。闪速吹炼是由奥托昆普公司和犹他冶炼厂联合开发的，第一次采用此种技术的犹他冶炼厂于1995年投产。该工艺具有以下特点

20、：1）冷铜锍连续、均衡地加入闪速吹炼炉，变P-S转炉的间断生产为连续生产，生产效率高，单台设备生产能力大2）采用富氧吹炼，烟气含二氧化硫浓度高，烟气冷却、净化设备小。3）生产设备密闭性好，环境保护好。4）自动化水平高，操作人员少。1.7 厂址选择与论证厂址的正确选择是对国家基础设施的政策，加快项目建设的实施，节约成本，提高投资效益，提高经济和社会效益有巨大的影响。它也关系到经济结构和产业。布局的实施，投资的区域分布和生态平衡具有全局和长远的重大问题。1.7.1 厂址选择基本原则选址的基本原则是：满足城市建设规划的要求;尽可能使用城镇设施以节省投资;接近原材料，水电供应和产品销售便利具有良好的运

21、输条件;注意节约用地，占用较少或不占用耕地，留有发展空间;具有适宜的自然地形和适当的工程地质，水文，抗震等级条件和更好的合作条件;有良好的供水和排水条件;要注意卫生防护等。1.7.2 工业布局防城港市是广西壮族自治区辖下的地级市，它是一个沿海城市，边境城市和港口城市，它位于中国大陆海岸线最西南端。广西南部边陲，背向西南，面向东南亚，南部是北部湾，北与南宁市相连，东与钦州相连，西南与越南接壤，海岸线长580公里，陆地边界100.895公里。它是北部湾唯一的全海景生态海湾城市，它被称为中国的氧气之都，中国长寿之乡，广西第二大侨乡。防城港是中国西部最大的港口4，是通往世界西南地区的主要门户，也是中国

22、与东盟之间庞大的物流联系，这是一个平台。本车间位于这里，可以使用防城港作为中国西部第一港的运输物流优势，从国外进口矿物原料，经过加工将铜产品运向世界各地。一方面，我想充分利用广西和防城港的地理位置优势。另一方面，为了充分发挥加工后铜精矿出口的有利条件，不仅适用于国内主要的生产和销售区域，也适用于国外。进行全球原材料和产品采购。工厂区域呈片状排列，车间呈矩形排列，生产线采用混合生产线。工作性质，电力要求，货运量和消防标准，卫生条件如果类似的车间很近，变电站，变电站和空气压缩机房应放置在洁净的空气中;大量储备原材料，燃料仓库和堆放场地，不影响相应部门的服务，安排在工业现场边缘，并与铁路和公路连接，

23、尽可能快的运输物料。薄膜式布局的实施是为了适应现代工业生产的连续性和自动控制要求，具有节约土地，便于生产管理，使建筑群明显的特点。1.7.3 原料供应及交通条件防城港市区优势，交通便利。由于有色冶金有连续生产的特点，生产量大，这个车间的日处理能力超过1000吨。众所周知，运输量非常大，所以要保证良好的运输条件，如果不及时就会影响生产。虽然本车间附近没有原料基地，但是水上交通运输成本低且便利，所以还是非常可取的。原料的进口及产品外销均可利用方便的水路交通条件。在工厂的主要干道被设计成直而短，从后面进入。为了减少人员和货物的流动，降低人员和货物之间的交叉，有必要建立缓冲设施和安全设施。1.7.4

24、水资源和电力资源此车间需要耗费大量的水和电,因此水和电力资源必须足够。防城港全年雨量充沛，水资源丰富。河流水势急，水量大，有利于发电。据估计,水能储量达45万千瓦,水电装机容量也可超过15万千瓦。2008年，中国批准实施红沙核电站，规划建设沿海钢铁质量基地和有色金属加工基地，总投资2000多亿元。电力和水都得到充分保护。1.7.5 地理和气候条件有色金属冶炼生产的一个主要特点是容易产生大量的“三废”，造成环境污染，因此在选择这个地址时，要考虑主导风向和下游位置。还设置“三废”处理厂和废物处理厂。还有自然通风条件。这里的政策是有利的，投资环境非常好。行政审查和审批项目已经减少，行政审查和批准以及

25、索赔行动已经标准化，税收，费用，土地使用和资金激励措施得到改善。该车间经过回收闪蒸炉生产的余热，可以减少了二氧化硫烟气和粉尘的排放。该车间设计配备2个环保风机，1套高效洗涤塔和1套离子液脱硫系统。烟道气脱硫后，通过大烟囱排出。该项目全面收集生产用水，最大限度地回收利用，使补液利用率达到96以上，工业废水达到国家一流水准。从地理位置来看，工厂建成的区域没有地震。地面承载力相对较高，地下水位最高低于基准面，最低点高于过去几年的最高洪水位，且该地点未发现矿藏。1.7.6 其他条件该工厂建在一个工业城市，被选为此类铜冶炼公司的聚集地，不仅是竞争的关系，还是一个共享团体。铜冶炼副产品再加工形成将另一个行

26、业，如阳极泥回收。围绕铜生产形成一系列产业链将极大地促进铜加工业的采购，生产和销售。使效率大大提高，而创造更多的效益。并且市场需求大，由于交通便利，产品不仅可以销售至全国各地，还可以通过水上运输远销国外。终上所述，考虑到防城港市的地理条件，水电资源，政府政策，市场需求等方面，选择这里建厂是比较合理的。2 铜的冶炼方法2.1 火法炼铜用于从铜矿石或铜精矿生产铜的许多方法，主要有两种类型的铜：铜湿法冶炼，火铜冶炼5。铜冶炼技术的发展有一个漫长的过程，到目前为止，铜被用于高温冶金中。硫化铜精矿的热能提取的铜占世界铜的80以上。近年来，铜的特性逐渐被人们所了解，具有适应性强，能耗低，生产效率高的优点。

27、硫化铜精矿的闪速熔炼通常包括三个步骤6。第一步是炼成冰铜，第二步是变成冰铜，最后一步是炼成纯铜。通过吹炼生产的粗铜通过火精炼，然后通过电解生产纯铜并回收金，银等。在这当中产生的炉气含有的二氧化硫有很高的高浓度，可制酸。2.1.1 造锍熔炼造锍冶炼是在一定温度下冶炼硫化精矿，所述部分氧化的焙烧煅烧，返料和适当量的熔剂，以产生两个液相熔融和炉渣其不相互可溶的。基于许多MeS和FeS可形成低熔点共晶熔融，共晶熔体可以是液体状态完全混溶，并且与它在有效富集在冶炼过程中的炉渣和密度，因此主要金属硫化物不相容坩埚中，并且杂质氧化物与二氧化硅结合，形成熔渣，并很好地分离。目前，大多数冶金硫化矿石通常是含矿物

28、更硫化铁，以及矿石品位低。如果使用仅由一个冶炼提取金属铜的方法，不可避免地产生大量含有高金属渣，从而导致大量的金属损失。因此，为了避免金属的损失尽可能地，在工业实践中首先需要熔炼并冶炼到金属从铁等脉石的一部分分开，然后通过吹获得纯金属。2.1.2 铜锍吹炼通过利用空气中的氧，所有在锍中的铁和硫的被氧化并除去，并在同一时间，杂质部分被去除，并且获得粗铜，高镍铋和高铜镍钌。铜锍吹炼时首先是铁的硫化物的氧化,再到是镍、铅硫化物的氧化,并且只能得到金属氧化物。只要硫和铜共存，吹入熔炼第一满足需要硫氧化成SO2直至锍完全氧化成稳定的SO2除去空气，铜开始被氧化成稳定的Cu2O。1.造渣期：造渣期进行了硫

29、化亚铁的氧化与造渣的反应。2FeS+3O2=2FeO+2SO2+Q，2FeO+SiO2=2FeOSiO2+Q，FeO+1/2O2Fe3O4+Q。产物是白冰铜（Cu2S）、高镍锍（Ni3S2）、高铜镍锍（Cu2S+ Ni3S2）、炉渣、炉气和烟尘。2.造铜期：主要进行Cu2S的氧化与Cu2S以及Cu2O的相互反应，最终得到粗铜。Cu2S+1.5O2=Cu2O+SO2 （2-1）2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2 （2-2）铜产生时期的特点是没有炉渣的，并且该过程可以自发地进行的。Cu2S + O2 = 2Cu + SO2 + Q （2-3）Cu2S和粗铜的形成氧化被吹入铜制造阶段，但金属铜相不

30、立即显示。2Cu2O +的Cu2S = 6Cu + SO2 （2-4）3.空气吹炼：铜锍吹炼是一个自热的过程，造渣期的热条件比造铜期好。吹炼中的一般温度是11501300。当温度低于1150时，有缩合在熔体中的危险，并且风眼容易粘和堵塞。当温度高于1300时，炉体损伤明显加快。控制炉温的方法一般是通过调整吹出空气的量和加入的冷材料。（2）使用富氧的减少烟道气的量，从而降低了烟道气的热预算和极大地提高了工艺的热利用率。锍的吹炼是硫化精矿造锍熔炼的下一步工序,生产过程是属于熔炼的性质。一般地，锍的吹炼过程是在卧式转炉或称P-S转炉中进行的，但是同传统冶炼方法相比，闪速吹炼炉能够连续工作，并同时进行

31、熔炼和吹炼，没有直接的联系，这不仅提高了设备的运转率，提高蒸汽的余热锅炉的利用率7，而且还大大降低了二氧化硫对环境的污染，而且可以大大提高生产能力，有很大的优势。2.1.3 粗铜的火法精炼粗铜精炼主要进行两个阶段，即氧化和还原阶段，铜的纯度上升到99.5以上，主要是去除锍等杂质。粗铜进行高温冶金精炼，以去除粗铜中的杂质，并回收有价值的元素，如贵金属。虽然贵金属保留在纯化的铜中，但火的净化只能将杂质除去到对氧具有高亲和力的程度。 因此，在火法精炼之后，需要进行电解精炼来除去更多的杂质，然后从阳极泥中提取贵金属。由冰铜吹炼产生的粗铜，铜的含量为98.599.5，其余的是杂质含量。如硫、氧、铁、钻、

32、锌、铅、镍、砷、锑、铅等8，此外，还含有稀土元素如硒，的确，金，银和贵金属，总杂质含量可达到0.52。这些杂质的存在对锅炉的性能有很大的影响。各种杂质均对铜的导电性能产生不良影响,最有害的是砷和锑。例如，砷，铋，铅和硫会在热加工过程中引起型材内部的裂缝，铅、锑、铋等。加工性能恶化。而粗铜中含有的其它元素和贵金属等,必须加以综合回收。粗铜在回转精炼炉中通入压缩空气氧化,进一步除去杂质。铜的一部分在氧化工艺期间也被氧化，所以添加还原剂的减少氧化的铜。精制合格铜液浇铸到阳极板并将其发送到一个铜电解车间。烟气经空气换热器进行冷却。吹炼冰铜过程是通过火法冶金生产粗铜的最后一步。减少有害杂质进入粗铜;并且

33、还使贵金属和镍尽可能地在粗铜或高级钌中富集，以便在随后的电解精炼中回收。主要是将先前工艺中产生的约50的含铜铜吹制成含有约98铜的粗铜的方法。在吹制过程中，铜坩埚中的铁被氧化，然后进入炉渣。硫以二氧化硫的形式进入烟道气，贵金属如金，银，铂和硒碲进入粗铜8。将铜锍吹入粗铜的方法包括转炉吹制法，闪炉吹制法，渗透法和连续吹制法。与其他吹制方法相比，闪蒸转炉可以连续运行，冶炼和吹制生产在时间和空间上分开。没有直接关联，这不仅提高了设备的运行率，而且改善了余热锅炉。对含锍蒸汽的加以利用减少了对环境的污染，还提高了生产效率。因此，这种设计选择闪蒸吹炼。2.2 湿法炼铜由于铜矿石开采品位的降低，矿石越来越难

34、处理以及社会关注SO2污染环境等方面的问题，近年来铜的价格波动很大，因此湿法冶金逐渐走入人们的视线。湿法炼铜的原理是运用浸出手段，从铜矿中提取铜，接着用对应的萃取剂将铜提取出来，然后再运用电积技术生产出阴极铜，即通常指的浸出萃取电积9。 现代湿法铜冶炼技术的发展使得大量的低品位氧化矿石，废矿石和浮选尾矿难以被火灾处理，有效地浸出，提取并整合成适合电解提取的溶液，对铜冶炼很重要资源。通过分解等提取溶液中的铜。湿法铜冶炼过程大致可分为三类：铜矿石的直接浸出;硫酸化和煅烧后浸出铜矿石;还原和焙烧后的铜矿石的浸出10。3 工艺流程的选择与论证吹炼冰铜过程是通过火法冶金生产粗铜的最后一步。减少有害杂质进

35、入粗铜;并且还使贵金属和镍尽可能地在粗铜或高级钌中富集，以便在随后的电解精炼中回收。主要是将先前工艺中产生的约50的含铜铜吹制成含有约98铜的粗铜的方法。在吹制过程中，铜坩埚中的铁被氧化，然后进入炉渣。硫以二氧化硫的形式进入烟道气，贵金属如金，银，铂和硒碲进入粗铜11。将铜锍吹入粗铜的方法包括转炉吹制法，闪炉吹制法，渗透法和连续吹制法。与其他吹制方法相比，闪蒸转炉可以连续运行，冶炼和吹制生产在时间和空间上分开。没有直接关联，这不仅提高了设备的运行率，而且改善了余热锅炉。对含锍蒸汽的加以利用减少了对环境的污染，还提高了生产效率。因此，这种设计选择闪蒸吹炼。3.1 闪速吹炼基本原理闪速吹炼和闪速熔

36、炼是在生产过程非常相似。他们的目标是去除铁和脱硫。然而，闪速吹炼过程是粉末状的冰铜，脉石的含量很少，闪速吹炼氧化的程度比闪速熔炼的更深，并且处理反应主要集中在反应塔和沉淀池。反应塔的氧化反应:2FeS+302=2Fe+2SO2 （3-1）3FeS+502=Fe3O4+3SO2 （3-2）2Fe3O4+1/2O2=3Fe2O3 （3-3） Cu2S+O2=2Cu+SO2 （3-4）2Cu2S+302=2Cu20+2S02 （3-5）2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2 （3-6） 2PbS+3O2=2PbO+2SO （3-7）2CuSO4一Cu2O十2SO2+3/2O2 （3-8）当冰铜粉末进入

37、反应塔，本身迅速升高温度，并到达引燃点，氧化反应后迅速产生大量的自身熔化并将热量传递到周围环境的热量。由于铜锍粉粒度的化学组成是不同的，在这个过程中，较小的颗粒是容易被加热，这是第一颗粒以与火发生反应。只要颗粒周围有氧气,反应就可以顺利进行,产物通常是过氧化物。较大的颗粒升温慢，点火反应时间较慢，通常只有一个火，氧气在气相中是不够的，保持正常的反应，或熔体迅速被第一反应溶解，或者已落入沉淀池，所述产物通常氧化或不被氧化，过氧化物和氧化落入沉淀槽连续反应以形成金属铜，并在同一时间进行造渣反应。沉淀池的造铜,造渣反应：2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2 （3-9）CuS+FeO=2Cu+SO2+

38、4FeO （3-10）Fe2O3+CaO=CaFe2O4 （3-11）Si02+2CaO=Ca2SiO （3-12）SiO2+2FeO=Fe2SiO4 （3-13）沉淀池的反应是主要集中在反应塔下方的炉渣的反应层。3.2 闪速吹炼生产工艺闪速吹炼是一种富氧悬浮熔炼技术，铜锍颗粒的熔化速率和炉料与炉气之间的传热和质量速度有关，并且传热和传质速率随着两相接触表面积的增加而增加12。 闪速吹炼技术是基于这一原理，富氧空气和铜锍颗粒，吹入细烟尘，石灰石粉末以适当的比例加入到反应塔顶部的喷嘴中，气体和混合物强烈混合，然后高速喷入12。在反应塔中，由于气体加热的膨胀时，产生上升力暂停填充反应塔的整个部分的

39、材料，并发生强氧化放热反应。所生成的粗铜分别提炼成通过斜槽阳极炉。吹炼渣在常规水淬后返回熔炼配料。含有较高SO2的高温炉气通过上行烟道，排放时的逸散烟气通过离子液脱硫后排空。闪速吹炼工艺具有以下特点：1)冷铜连续、均衡地加入闪速吹炼炉,生产效率高，单台设备的生产能力大。2）使用富氧鼓风，烟道气体中含有高浓度二氧化硫，并且烟道冷却和净化设备是小的。3）设备连续生产且密闭性好，环境保护好4）自动化水平高3.3 闪速吹炼工艺流程闪速吹炼富氧悬浮熔炼技术。冰铜颗粒的熔化率取决于炉料与炉气间传热，并与两个相的接触表面面积的增加的传质速率增加之间的热传递和质量速度。闪速吹炼技术是基于这样的原则，将富氧空气

40、和冰铜颗粒，以适当的比例，在反应塔的顶部吹细烟灰和石灰石粉末到喷嘴。所述气体与所述混合物混合，并以高速喷射到反应塔。由于气体加热体的正极膨胀，产生上升力中止材料，并产生出强氧化反应。由于不同的比重，能将炉渣与冰铜分离，然后从不同的排出口排出。冶炼炉渣返回到常规的水淬后的冶炼成分含SO2 较高的高温炉气通过上升烟道进入余热锅炉熔体排放口排放时的逸散烟气通过离子液脱硫后排空。3.4 其他吹炼工艺3.4.1 顶吹炉吹炼1.奥斯麦特吹炼炉中国最早使用澳斯麦特吹炼的是中条山有色金属公司侯马冶炼厂，于1999年开始投产。该厂以此为例：圆形炉的内径为4.4m外径6.2m，高12.6m，喷枪直径0.35m，耐

41、火材料直接与镁铬砖结合。将由澳斯Meite炉制造的铜锍通过斜槽放入吹炼炉中，并连续吹制，直到炉中高度约为1.2m的白色锍粉停止，第一阶段完成。开始时，将这批白色锍粉吹至粗铜，将吹制的炉渣淬火成颗粒并返回熔炉。2.三菱法吹炼三菱法吹炼粗铜品位为98.5左右，并且硫含量为0.05。而炉渣是在铜冶炼第一铁酸钙渣,其组成为：CaO 17.2，Cu13，Fe40，S 0.09。三菱法必须使用不易被Fe3O4沉淀的硫酸钙均质炉渣，并确保炉渣层薄。后者的整个吹制过程在熔体内进行，炉渣处于混合搅拌状态，吹制温度为较高（1300）13。另外，随着吹制的进行，三菱法的喷枪被连续消耗，因此成本很高。3.4.2 卧式

42、侧吹（P-S）转炉吹炼目前，铜锍吹炼普遍使用的是卧式侧吹(P-S)转炉，国外有少数工厂采用所谓虹吸里式转炉。除了P-S炉的外部主体，该空气供给系统，所述倾斜系统，排气系统，焊剂系统，所述环系统，剩余的系统，所述渣机系统，烘烤系统，和炉口辅助设备等的清洗设备。该转换器主体包括炉壳，一炉衬，炉口，一个风口，大环形齿轮等。卧式侧吹(P-S)转炉用于将铜锍吹炼成粗铜、将镍锍吹炼成高冰镍、将贵铅吹炼成金银合金，也可用于铜、镍、铅精矿及铅锌烟尘的直接吹炼。此炉具有大的处理能力，反应速度快，高氧利用率，自加热熔炼，并能处理大量的冷材料的，这是在铜冶炼中不可缺少的关键设备。然而，水平侧吹转炉是一个周期性的操作

43、，并在烟道气的量波动大，有烟道气体逸出，工作条件恶劣，还会大量消耗耐火材料的缺点。3.4.3 反射炉式连续吹炼连续吹制炉的每个吹制循环包括三个结渣，制铜和铜排出的阶段。运行期为78h，其中炉渣形成期为5.57h，炼钢期为0.751.2h，铜提取时间为0.51.0h。实际上仍然保留了部分间歇运行，仅在第一次循环的渣中多次运行改为不间断运行，提高了送风时间。例如，在1999年新成立的渝中冶炼厂，采用富氧闭式高炉 - 反应炉式连续吹炼工艺。在其他条件下，整个工厂的烟气可用于两轮双供酸生产。但有热效率低、燃料消耗高、烟气中SO2浓度低约1 ，不能经济地回收污染环境、占用面积大和建筑成高本的缺点。3.4

44、.4 诺兰达连续吹炼在连续吹制技术中，除了熔炼过程之外，除了在气相中喷射粉末装料的闪速熔炼方法之外，还可以在熔池中进行吹干。Nolanda就是其中之一。在Noranda技术发展的早期，它生产直接铜。在整个精炼过程中，Nolanda转炉具有炉渣。锍和锍含量较高的冰铜（称为半粗铜。来自诺兰达熔炼炉的高级液体通过液体醪入口倒入炉中。固体锍、熔剂、冷料和焦炭用皮带运输机从端墙上的加料口加入。正常操作的炉渣自端壙上的放渣口排出,如果需要也可以从液态锍加入口倒出。半粗钢从在炉侧的两个铜出口中的一个中排出。因此，除了转出渣，风眼总是空气供给炉，和空气供给率可以达到90。根据吹炼过程的需要.通过调整各种冷料(

45、如固体锍、诺兰达熔炼炉渣精矿、各种返料)、焦炭的加入速率以及风眼鼓入的富氧空气氧浓度,可以进行炉温的控制。正常操作时,温度控制在1210。吹炼时熔体总液面高度的日标值为1400mm,锍层高度保持在10001250mm之间,半粗铜层高变保持在300450mm,转炉风眼中心线在炉底部衬砖以上600mm处，通常风眼漫没深度为800mnm,这样可以保证风眼鼓风吹到锁层中,避免风吹到对炉村有强烈损害的半铜层中。诺兰达转炉使用铁硅酸盐渣。第一个原因是它在半粗铜中去除了一些杂质，如Pb14。第二点是炉渣可以返回Noranda熔炉进行处理。这个过程有很大的调整。第三点是，如果需要，可以将炉渣缓慢冷却，研磨和漂浮以回收有价值的金属，最后使用石英作为助熔剂的成本低于石灰石的成本。3.4.5 Inco闪速炉与奥托昆普闪速炉闪速炉分为Inco闪速炉和奥托昆普炉两种，而全世界火法炼铜工艺中使用奥托昆普闪速炉的有百分之五十一。Inco闪速炉的优点是床能率比奥托昆普闪速炉高约30%，总能耗较低，烟气量少，烟气SO2含量高，便于回收（生产硫酸或液态SO2），烟尘率低（2%左右）。由于奥托昆普铜闪速熔炼工艺更好地解决了SO2高空污染及低空污染问题，硫回收率可达99%以上，同时劳动条件好，节能、高效和适用大规模生产，因此有重要