本發明屬于金屬冶煉領域，具體地說涉及一種連續煉銅的冶煉方法。

背景技術：

目前，國內外銅冶煉企業都朝著清潔生產的連續吹煉工藝技術方向發展，就銅的吹煉而言,當今世界上90%以上都是采用ps轉爐，該工藝是間斷作業,過程中銅锍包在車間內進行轉運，容易造成so2煙氣低空逸散,加上加料及吹煉過程,煙氣難以完全密封,也存在不同程度的逸散現象，使sp轉爐吹煉作業的操作環境很差。這是當今銅冶煉面臨的世界性技術瓶頸,都在力圖解決這一問題。因此，積極尋求或開發產能大、投資和運行費用低、操作連續、有利于環保的吹煉工藝是勢在必行。目前，國內外應用的連續吹煉銅的工藝有日本研發的三菱法和閃速爐連續吹煉，采用三爐溜槽連接實現連續煉銅，但是其棄渣含銅量過高，資源利用率低；連續閃速吹煉是上世紀70年代末美國kennecott公司提出了冰銅連續吹煉的“固體冰銅氧氣吹煉法”，取代p-s轉爐的工藝，1995年實現工業化。2007年8月第二臺閃速吹煉爐在中國陽谷祥光冶煉廠投產，2008年10月開始達到設計能力，但是該工藝成本高，冰銅需要降溫球磨后再進入閃速吹煉爐進行，也消耗一部分能源，現場環境也不是太好，熱能利用不合理。

近年，隨著對冶煉企業環保要求的日益提高和有色金屬行業的持續低迷，迫使企業從工藝的優化降低成本，提高核心競爭力方面做了大量的工作。專利-“雙爐多槍頂吹連續吹煉爐”（cn103276223），通過對轉爐的優化，連接造渣爐和造銅爐，實現了實現連續進冰銅、連續鼓風、連續造渣、連續出渣、連續或間斷放出粗銅的連續吹煉過程，但是需要在兩臺爐子中實現連續吹煉，存在一定的環境污染。專利-“一種采用氧氣底吹爐連續煉銅的工藝及其裝置”（cn101165196），提出了利用氧氣底吹爐進行連續煉銅的工藝及裝置，但是其需要前段造出高品位冰銅，需要系統改變煉銅企業工藝，投資較大。

技術實現要素：

本發明提出一種連續煉銅的工藝和裝置，過程清潔環保，易于實現工業化生產，采用底側吹-分區域吹煉工藝，實現冰銅在一個爐子內得到粗銅。

本發明采用的技術方案是：一種連續煉銅裝置，爐型為臥式圓形，爐內設置隔墻把爐腔分為兩個室，即氧化氣氛造渣區和還原氣氛造銅區，隔墻下部設一近橢圓形孔洞將兩個室連通，形成金屬相和渣相的對流，氧化氣氛造渣區有排渣口、還原氣氛造銅區有放銅口，粗銅從放銅口連續排放，渣通過排渣口連續排放，在實際生產過程中亦可根據實際情況間斷排放，在爐體的造渣區、造銅區的側部、底部都設有多對氧氣噴入口和多對粉煤還原劑噴入口，氧氣噴入口裝有氧氣噴槍，單支氧氣噴槍安裝角度與垂直方向夾角是5～26°，多對粉煤還原劑噴入口裝有粉煤噴槍，支粉煤噴槍安裝角度與垂直方向夾角是2～18°，根據位置不同角度大小不同，每支粉煤噴槍夾角的大小與放銅口的位置距離成反比。

所述氧化氣氛造渣區內徑為2.6-4.5m，長度為6m-12m，還原氣氛造銅區內徑為2.2m-3.5m，爐體總長為30m-45m。具體數據應根據產能規模及物料特性來確定計算爐體尺寸。

爐體為一體化密封可傾動結構，滿足系統熱修的條件。

爐體冷卻體系為有機離子液系統，不存在泄露爆炸危險，換熱裝置采用鋼制，進一步降低投資。

使用該連續煉銅裝置的煉銅方法，具體包括以下步驟：

（1）將冰銅通過連續煉銅裝置加料口加入爐內，通過氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為5-25°；通過粉煤噴槍噴入粉煤進行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為2-15°，將冰銅連續吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時，按造渣要求量連續定量的加入石英石和石灰石，控制吹煉溫度1200-1350℃；

（2）連續煉銅裝置產出的粗銅，通過虹吸式放銅口放出，經過溜槽送至陽極工段，按陽極工段常規作業，鑄造成銅陽極板送電解槽電解。

根據冰銅品位和其中鐵賦存狀態的變化，粉煤以50～200kg/h、氮氣以15～45m³/h為保護氣體、冷卻水以10～38m³/h由噴槍噴入，實現四氧化三鐵含量的降低，優化渣的流動性。

爐渣經磨礦、選礦后返回連續煉銅裝置。

本發明的連續煉銅裝置，冰銅直接入爐，完全能夠處理復雜低品位冰銅，有利于資源高效利用，處理能力可達60-100t/h。

由于本發明工藝單元在一臺裝置內完成，氧濃度高，煙氣so2濃度高，煙氣量小，硫回收利用率高，還原劑不用焦炭直接用粉煤，粉煤是從爐體側部和下部直接噴入熔體中參與直接反應，極大地提高了反應效率。

本發明與現有技術相比較有如下特點或有益效果：

（1）工藝簡單、投資省：該工藝實現冰銅一步得到粗銅，流程簡短，所需設備及勞動力不多，生產費用和建設投資分別比三菱法和閃速吹煉約低40%和30%～40%。

（2）作業率高：爐體壽命長，可達2.5-3年以上；氧槍壽命長，一般為20～40天，最長達2個月，更換一批氧槍需時不超過6小時；

（3）環境污染小：富氧熔煉產生的煙氣量為傳統煉鉛法的l/4～1/5，s02濃度高，有利于制酸。“三廢”排放達到環保要求。

上述特點或效果保證了本發明具有系統與現有銅冶煉熔煉系統的銜接性好，建設規模可調節性強，建設投資省、金屬回收率高、產品成本低、資源綜合利用水平高，綜合能耗低、作業環境優良等優點，為未來行業發展的先進煉銅工藝。

附圖說明

圖1為連續煉銅裝置圖；

圖2為圖1的a-a向、b-b向、c-c向的剖面圖；

圖3為本發明工藝流程圖；

圖中，1-造銅區，2-造渣區，3-隔墻，4-粉煤噴槍，5-輻射煙道，6-放銅口。

具體實施方式

以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

本發明冰銅成份范圍為cu40-75%

實施例1：

冰銅10t，品位40%。

（1）將冰銅通過連續煉銅裝置加料口加入爐內，通過氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為5°；通過粉煤噴槍噴入粉煤進行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為2°，將冰銅連續吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時，按造渣要求量連續定量的加入石英石和石灰石，控制吹煉溫度1200℃；

（2）連續煉銅爐產出的粗銅，通過虹吸式放銅口放出，經過溜槽送至陽極工段，按陽極工段常規作業，鑄造成銅陽極板送電解槽電解。

計算的綜合收率為：粗銅：cu：98.5%，s：0.8%，吹煉渣含銅：3.2%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：235kgce/t。

實施例2：

冰銅15t，品位45%。

（1）將冰銅通過連續煉銅裝置加料口加入爐內，通過氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為10°；通過粉煤噴槍噴入粉煤進行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為5°，將冰銅連續吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時，按造渣要求量連續定量的加入石英石和石灰石，控制吹煉溫度1200℃；

（2）連續煉銅爐產出的粗銅，通過虹吸式放銅口放出，經過溜槽送至陽極工段，按陽極工段常規作業，鑄造成銅陽極板送電解槽電解。

計算的綜合收率為：粗銅：cu：98.7%，s：0.6%，吹煉渣含銅：3.1%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：225kgce/t。

實施例3：

冰銅15t，品位70%。

（1）將冰銅通過連續煉銅裝置加料口加入爐內，通過氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為15°；通過粉煤噴槍噴入粉煤進行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為10°，將冰銅連續吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時，按造渣要求量連續定量的加入石英石，控制吹煉溫度1250℃；

（2）連續煉銅爐產出的粗銅，通過虹吸式放銅口放出，經過溜槽送至陽極工段，按陽極工段常規作業，鑄造成銅陽極板送電解槽電解。

計算的綜合收率為：粗銅：cu：99.1%，s：0.6%，吹煉渣含銅：3.8%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：232kgce/t。

實施例4：

冰銅10t，品位65%。

（1）將冰銅通過連續煉銅裝置加料口加入爐內，通過氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為20°；通過粉煤噴槍噴入粉煤進行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為15°，將冰銅連續吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時，按造渣要求量連續定量的加入石英石和石灰石，控制吹煉溫度1350℃；

（2）連續煉銅爐產出的粗銅，通過虹吸式放銅口放出，經過溜槽送至陽極工段，按陽極工段常規作業，鑄造成銅陽極板送電解槽電解。

計算的綜合收率為：粗銅：cu：98.5%，s：0.8%，吹煉渣含銅：3.2%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：235kgce/t。

實施例5：

冰銅10t，品位60%。

（1）將冰銅通過連續煉銅裝置加料口加入爐內，通過氧氣噴槍送入氧氣進行吹煉，氧氣噴槍角度控制范圍為25°；通過粉煤噴槍噴入粉煤進行還原，粉煤噴槍角度控制范圍為15°，將冰銅連續吹煉成粗銅和爐渣；吹煉的同時，按造渣要求量連續定量的加入石英石，控制吹煉溫度1300℃；

（2）連續煉銅爐產出的粗銅，通過虹吸式放銅口放出，經過溜槽送至陽極工段，按陽極工段常規作業，鑄造成銅陽極板送電解槽電解。

計算的綜合收率為：粗銅：cu：98.7%，s：0.7%，吹煉渣含銅：3.4%，綜合能耗（冰銅-粗銅）：238kgce/t。

以上所述僅為本發明的較佳實施案例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。

上述實施例說明本裝置及方法可以與現有銅冶煉企業的熔煉系統實現無縫銜接，可以處理不同品位的冰銅，利用粉煤降低了渣含銅，合理優化爐體結構，實現了熔池合理隔斷與爐渣分流。本工藝和裝置建設投資省，爐型可大可小，根據銅資源量進行調整，適合5萬t-20萬t/a不同銅冶煉規模的建設，金屬回收率高、產品成本低、資源綜合利用水平高，綜合能耗低、作業環境優良等優點，為未來行業發展的先進煉銅工藝。