降低电炉渣含铜量的生产实践 | [PDF全文] |
贵溪冶炼厂熔炼车间采用闪速熔炼产生冰铜,冰铜送人转炉吹炼成粗铜,闪速炉渣直接流入电炉,经贫化后水淬,水淬渣外售,作为水泥原料。因而电炉水淬渣含铜是工厂一项重要技术经济指标,降低电炉渣含铜对提高冶炼铜总回收率有重要意义。以贵溪冶炼厂目前的生产规模,电炉渣含铜每降低0.1%,每年可减少铜资源流失450t。
1999年10月,贵冶进行二期二步扩容工程,铜产量由15万t提高到20万t,闪速炉铜精矿装入量相应地大幅提升,引起电炉渣含铜上升到0.75%以上。从2002年开始,车间组织技术人员进行攻关,采取了一些有效的措施,把电炉渣含铜量有效地控制在0.65%以下。
1 调查与分析表 1为2001年实际生产的电炉渣含铜量,年平均值高达0.83%。经分析我们认为:影响电炉渣含铜的因素有闪速炉铜精矿反应不完全、电炉冰铜面高、熔体温度偏低、电炉熔体表面结壳、电极控制系统故障等,而闪速炉铜精矿反应不完全和电炉冰铜面高是影响电炉渣含铜的两个主要因素。其中失重计量不准确和铜精矿下料偏流是影响闪速炉铜精矿反应不完全的主要原因;锢铍未完全熔化和电炉熔池容积缩小是影响电炉冰铜面高的主要原因。
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1.1 失重计量不准确
闪速炉给料失重计量系统安放在三个负荷传感器上,通过五个伸缩节与上、下设备脱离开,这些伸缩节容易粘矿板结。据一个月的调查发现,每个伸缩节都会发生不同程度的粘矿板结现象,使失重计量系统失去柔性连接,计量受到干扰,闪速炉投料量波动大,最大波动量达到±40t/h,出现下生料现象。
1.2 精矿下料偏流闪速炉精矿喷嘴给料螺旋安装时向上倾斜17°,下料溜管为方型,输送料时料量往北偏移,反应塔内南北炉料下料量相差最大可达30t/h。北侧部分精矿未参加热离解和氧化反应,形成下生料现象,南侧炉料则过氧化,产生大量的高熔点磁性铁,渣型恶化,铜渣分离不清,大量的冰铜随渣带入电炉。
1.3 锢铍未完全熔化现场蹲点观察两周发现:锢铍湿度大,加入到电炉时喷溅,下料管易粘结堵塞,操作人员为了完成锢铍的指令处理量就采取集中加入或定点加入,造成锢铍未完全熔化,就随电炉渣机械夹带而流失。据分析:有时加入的锢铍在7h内也不能完全熔化,渣中铜损失有60%以上是由冰铜颗粒机械夹带所造成。
1.4 电炉熔池容积缩小水淬渣中高熔点的磁性铁含量最高达到27.6%,炉底形成大量的炉结,熔池容积缩小,总液面从1200mm降低到950mm,铜渣澄清分离时间缩短,冰铜机械夹带损失严重。
2 对策与效果针对上述影响电炉渣含铜的主要原因,工程技术人员结合生产实践,提出并实施了一系列有效的技改措施。
2.1 诸项技改措施(1) 保障闪速炉下料稳定、准确。在各个伸缩节外围安装环型电加热器,每根功率为1000W,同时制定了《伸缩节检查与清理规章制度》,要求每月至少检查二次。电加热器投入使用后有效地抑制了各处伸缩节粘矿板结,伸缩节清理次数由原来的每月至少三次,减少到每月不到一次,失重计量系统作业逐渐正常,闪速炉下料量稳定,准确,料量波动已控制在3t/h左右。
(2) 改善精矿喷嘴下料分布不均匀现象。在精矿喷嘴的两台给料螺旋下料管处各增设一台电磁振动布料器,其额定电流为10A,同时为提高布料器的振幅,增设杂用风管,通风冷却布料器电机,布料器振幅已由最初的50%提升到85%以上,这样大大地改善了闪速炉反应塔内物料分布不均匀现象,闪速炉下生料现象明显降低,1月份反应塔下生料量累计高达1175t,以后逐月下降,8月份以后基本上没有出现过下生料现象。铜精矿耗氧量由185Nm3/t下降到165Nm3/t,氧气使用效率的提高从侧面反映出炉料与工艺风混合更均匀,反应更完善。
(3) 降低入炉锢铍的含水量。通过制定《锢铍堆场管理制度》,要求控制热态锢铍的洒水量,一旦锢铍冷却下来不冒烟,应立即停止洒水,并且要求物料运输公司及时地把车间主厂房内堆场的锢铍运到锢铍破碎堆场,充分摊开,晾晒,有效地降低了锢铍含水量,锢铍含水量已由6.5%降低到1.2%。
(4) 规范锢铍加入制度。明确指令锢铍不允许集中加入或定点加入,同时形成了定期清理锢铍下料管的制度,为班组正常加入锢铍尽可能地创造好的条件。锢铍在电炉内熔化所需时间已降低到3.5h以下,锢铍处理量也由60t/d上升到120t/d。
(5) 进行洗炉作业。铜精矿炉料中配入0.4%的焦粉,焦粉到达反应塔下部时与分压很低的氧反应,部分生成CO,造成弱还原气氛,使生成的磁性铁还原成FeO,且未反应的焦粉落人熔池后仍可与渣中的磁性铁作用[1-2]。同时电炉直投生铁,生铁直投量10根/班,生铁每根重量为10kg,并且从锢铍系统中带入块煤,每两小时0.5t。生铁能快速地消除炉底沉结物,投生铁后,要通过规范排放冰铜制度,来加强炉内熔体的流动,使炉底形成的渣能尽量排出。添加的块煤一方面能充当还原剂,降低渣中磁性铁的含量,另一方面块煤燃烧能提供热源。此外通过适当地提高电炉电功率,来提高渣温,新、老电极系统电功率分别由1400kW、1000kW调升到1800kW、1500kW。这样渣中磁性铁含量整体下降了6%,电炉熔池总液面由950mm上升到1250mm,保证了渣有良好的流动性,并且渣与冰铜澄清分离时间上升到4.8h以上,有效地降低了电炉渣夹带含铜量。
2.2 实施效果通过一年来的努力,电炉渣含铜量明显降低(见表 2)。由表 2可以看出,2002年电炉渣含铜量年均值为0.65%,较上年平均降低了0.18%。以贵冶年产水淬渣量45万t计算,每年可减少金属铜的流失810t,产生了巨大的效益。
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3 结语
电炉渣含铜量主要与闪速炉炉况与渣中磁性铁的含量有关,且闪速炉炉况是第一要素。从这两个方面人手,一方面稳定闪速炉下料量,改善精矿喷嘴物料分布的均匀性,使反应塔内物料充分反应,避免下生料现象,闪速炉炉况良好,冰铜与渣的沉降分离就完全,带入到电炉的总铜量自然会下降;另一方面通过炉料中配入焦粉。电炉直投生铁和添加块煤,抑制了炉内磁性铁的过量生成,扩大了熔池容积,也改善了渣的流动性。
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朱祖泽, 贺家齐.
现代铜冶金学[M]. 北京: 科学出版社, 2003: 150-153.
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[2] |
彭容秋.
重金属冶金学[M]. 长沙: 中南工业大学出版社, 1990.
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