專利名稱：一種利用燃氣生產銅陽極板的工藝方法
背景技術：
目前，銅熔煉過程中，熔化、氧化、澆鑄過程中均采用重油作為燃料，先將重油經霧化設備進行霧化處理，然后將霧化的重油向熔煉爐膛內噴射，進行熔化、氧化和澆鑄的全過程中的升溫、保溫；利用重油進行還原；來加工生產銅陽極板，重油在燃燒和還原過程中，存在許多難以解決的問題1)重油采購價格逐年攀升，勢必造成銅陽極板加工成本的提高，2002年底重油價格上漲至2000元左右一噸。
2)在還原過程中采用重油，由于其含碳在85％左右，而且多以CnHm形式存在，其含量約占重油可燃成分的95％以上，經計算每噸重油進行還原約有0.48噸以碳黑的形式進入爐膛，隨煙氣進入煙囪排入大氣，產生大量的黑煙，嚴重超出環保要求的林格曼黑度1°以下排放標準，即使采取二次燃燒仍然造成黑煙排放嚴重超標，造成環境污染。黑煙排放一直成為銅熔煉上的一個環保痼疾。
3)重油的熱利用率低，還原過程僅為25％，從而造成大量的重油浪費，而且加長了還原的時間和增加爐時，抬升了生產成本。
4)重油在生產過程中不易控制，尤其在冬季容易堵塞管道，要用蒸汽保溫，增加了存儲環節成本和運輸成本。
最近，有的企業試圖采用無煙精煤為主要原料作為還原劑，再輔以少量的碳酸納進行還原生產銅陽極板的方法，解決環保問題，但在極重要的熔煉關鍵工序上，仍舊使用重油。

發明內容
為了克服上述重油燃料所存在的問題，本發明提供一種利用燃氣生產銅陽極板的工藝方法，采用煤氣、天然氣或液化石油氣替代現時采用的重油燃料，加工生產銅陽極板，以充分利用燃氣原料來源廣泛，減少消耗，降低生產成本，并且大大的減少環境污染。
本發明采用如下技術方案來實現上述發明目的本發明在銅熔煉的火法冶金生產中，在熔煉爐進行銅熔煉過程中的熔化、氧化及澆注的升溫、保溫和進行還原的全過程中均采用煤氣、天然氣或液化石油氣作燃料，向熔煉爐內噴入降壓的煤氣、天然氣或液化石油，生產出銅含量＞99％的銅陽極板。
所述的利用燃氣生產銅陽極板，在銅熔煉過程中，為了加大熱幅射，增加熱對流，提高熱利用率，采用了合理結構的爐膛和燒嘴結構，燃燒室降低壓火卷及爐頂高度和適應于燃氣的燒嘴。
所述的利用燃氣生產銅陽極板，在銅熔煉過程中的還原處理工藝中，通過增壓后將燃氣作為還原劑從多點直接注入銅液中，利用燃氣裂解后所產生的C、CO、H2來還原氧化亞銅中的銅。
所述的利用燃氣生產銅陽極板在火法冶煉銅中的工藝過程是，首先將粗銅、次粗銅、雜銅、殘極分別先后投入熔煉爐內，利用向爐膛噴入減壓的煤氣、或天然氣、或液化石油氣，爐膛升溫均勻保持在1425℃以上；待熔成液體后扒去浮渣；吹入壓縮空氣進行氧化；再通過壓力將煤氣、或天然氣、或液化石油氣多點注入銅液中進行還原；最后將化驗合格的銅液澆入模型，冷卻后得到銅＞99％、Pb＜0.15％、S＜0.03％、As＜0.1％的銅陽極板，并且板表面無氣泡、蕩邊、平整光潔、致密、掛耳飽滿、厚薄及內部組織均勻，無分層的合格銅陽極板。
由于采用了如上所述技術方案，以煤氣為例，本發明具有如下優越性
1)煤氣的理論燃燒溫度可達1900℃，完全能滿足銅精煉溫度要求。
2)煤氣不存在采購、運輸、保溫、存儲等一系列運行費用問題。
3)煤氣的熱利用率比重油高12％以上，并且不需霧化而直接噴入燃燒，并且燃燒速度快，傳熱效果好，不需設置霧化設備，減少設備投入。
4)由于煤氣化學成份中CnHm含量僅為1.25％以下，H2含量高達51％以上，因而產生的黑煙極少，完全能夠達到林格曼黑度1°以下排放標準，對環境不造成污染。
5)煤氣在還原利用率上達50％左右，高出重油一倍，可極大減少煤氣使用量，降低生產成本。
6)使用煤氣操作方便，有利于改善生產現場的勞動環境，減少人工勞動強度。
綜上所述，從能源的綜合利用方面來看，從固體燃料過渡到液體燃料，再到如今的氣體燃料，其本身就是一種進步，不但充分利用了燃料，減少消耗，降低了成本，也是環保問題得以解決，對社會發展和科技進步均有現實意義。
圖面說明

圖1是利用燃氣生產銅陽極板的工藝流程圖實施例如圖1中所示首先將粗銅、雜銅、殘極等投入熔煉爐內，通過向爐內噴入燃氣進行熔化待到達到一定溫度，完全熔化成銅液后，除去浮渣；一邊導入壓縮空氣的同時，一邊導入燃氣，繼續保溫，進行氧化；再進入還原期，在還原期中將燃氣作為還原劑，通過增加壓力多點導入銅液，進行還原，此期間不需要任何其它輔助劑；再除去渣；經檢驗合格后，注入模型，鑄造成銅陽極板，進入冷卻槽冷卻后除去氧化銅皮；氧化銅皮再回收進熔化爐內；另一路渣進鼓風爐將黑銅再回收進開始的粗銅、雜銅、殘極投入熔煉內，進行再次循環過程；成品經檢驗合格后入庫。
權利要求
1.一種利用燃氣生產銅陽極板的工藝方法，本發明的特征在于在銅熔煉的火法冶金生產中，在熔煉爐進行銅熔煉過程中的熔化、氧化及澆注的升溫、保溫和進行還原的全過程中均采用煤氣、天然氣或液化石油氣作燃料，向熔煉爐內噴入降壓的煤氣、天然氣或液化石油氣，生產出銅含量＞99％的銅陽極板。
2.如權利要求1所述的利用燃氣生產銅陽極板的工藝方法，在銅熔煉過程中，為了加大熱幅射，增加熱對流，提高熱利用率，其特征在于所述的利用燃氣生產銅陽極板，采用了合理結構的爐膛和燒嘴結構，降低壓火卷及爐頂高度和選擇適應于燃氣的燒嘴結構。
3.如權利要求1所述的利用燃氣生產銅陽極板的工藝方法，其特征在于所述的利用燃氣生產銅陽極板，在銅熔煉過程中的還原處理工藝中，通過增壓后將燃氣作為還原劑從多點直接注入銅液中，利用燃氣裂解后所產生的C、CO、H2來還原氧化亞銅中的銅。
4.如權利要求1所述的利用燃氣生產銅陽極板的工藝方法，其特征在于所述的利用燃氣生產銅陽極板在火法冶煉銅中的工藝過程是，首先將粗銅、次粗銅、雜銅、殘極分別先后投入熔煉爐內，利用向爐膛噴入減壓的煤氣、天然氣、液化石油氣，爐膛升溫均勻保持在1425℃以上；待熔成液體后扒去浮渣；吹入壓縮空氣進行氧化；再通過壓力將煤氣、天然氣、液化石油氣多點注入銅液中進行還原；最后將化驗合格的銅液澆入模型，冷卻后得到銅＞99％、Pb＜0.15％、S＜0.03％、As＜0.1％的銅陽極板，并且板表面無氣泡、蕩邊，平整光潔、致密，掛耳飽滿、厚薄及內部組織均勻、無分層的合格銅陽極板。
全文摘要
一種利用燃氣生產銅陽極板的工藝方法，本發明的特征在于在銅熔煉的火法冶金生產中，在熔煉爐進行銅熔煉過程中的熔化、氧化及澆注的升溫、保溫和進行還原的全過程中均采用煤氣、天然氣或液化石油氣作燃料，向熔煉爐內噴入降壓的煤氣、天然氣或液化石油氣，生產出銅含量＞99％的銅陽極板，充分利用燃氣原料來源廣泛，減少消耗，降低生產成本，并且大大的減少環境污染。
文檔編號C22B15/00GK1493715SQ0315753
公開日2004年5月5日 申請日期2003年9月24日 優先權日2003年9月24日
發明者宋厚啟, 黃天增, 楊勇, 孫金剛, 康敬樂, 謝建聞, 蘭天翔, 王慶余, 孫文平, 祁永吉, 肖大光, 郭淑梅, 許靜 申請人:洛陽銅加工集團有限責任公司