3鼓风炉熔炼.ppt

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1、第四节铜精矿的密闭鼓风炉熔炼一、概述鼓风炉熔炼法炼铜是一种历史悠久的冶炼方法。这种方法对炉料适应性强，床能率高，所以曾经长期成为世界上的一种重要炼铜方法。传统的鼓风炉炉顶是敞开式的，只能处理块状物料，所产烟气SO2浓度很低(约0.5％)，难以回收，造成烟害。上世纪50年代出现了密闭鼓风炉，近15年来又出现了富氧密闭鼓风炉。从而克服了上述缺点。1鼓风炉是一种具有垂直作业空间的冶金设备。炉料和燃料从炉子上部加料口分批加入，空气或富氧空气从炉子下部两侧的风口鼓入，产出的高温烟气通过炉料与燃料的空隙而上升，并经炉子上部的烟气出口排出炉外。二、密闭鼓风炉熔炼的基本原理

2、1、密闭鼓风炉的热工特性铜精矿密闭鼓风炉熔炼属于半自热氧化熔炼，炉气中含有较多的游离氧，炉内为氧化性气氛。冶炼过程所需的热量由焦炭燃烧和冶炼过程本身的放热反应供给。密闭鼓风炉的炉料由混捏铜精矿、熔剂和固体转炉渣。块料的容积比应在50％左右。2炉料和焦炭由加料斗加入。炉子两侧的块料和焦炭多，炉中心为夹有块料和焦炭的中心精矿料柱，从而形成炉料分布不均匀的状态。由于炉内炉料分布的不均匀，导致炉气沿炉子水平断面分布也不均匀。炉子两侧料柱中块料多，对炉气阻力小，而炉子中心的混捏铜精矿多，再加上料斗的密封料柱的压力，故对烟气的阻力较大。因而炉气由炉子两侧流过的多，而流经

3、炉子中心的则极少。3炉料和燃料从炉子上部加料斗分批加入，空气或富氧空气从炉子下部两侧风口鼓入。产出的熔体进入本床，通过咽喉口流入设于炉外的前床内进行冰铜与炉渣的澄清分离。炉气和炉料呈逆流运动，所以热交换好，热的直接利用率高达70％以上。图4.1密闭鼓风炉中炉料和炉气分布示意图4由于炉料和炉气分布的不同，炉内的温度分布也不同，炉子两侧气流量大，气固接触好，反应强烈，温度较高。而炉子中心部位则相反，温度较低。尤其在炉子上部，这种温差更大。2、密闭鼓风炉熔炼的物理化学过程密闭鼓风炉内从上到下，大致可分为三个区域，每个区域发生不同的物理化学过程。5（1）预备区预备区

4、位于炉子上部，温度大致从250~600℃到1000~1100℃。两侧料柱温度比中心料柱温度高。在这一区域上部主要进行炉料的干燥和预热。中心料柱只在中下部位发生炉料的干燥和预热。侧料柱中部和下部，铜和铁的高价硫化物将发生分解。预备区为氧化气氛，部分固态硫化物将发生氧化，中心料柱的氧化过程只在预备区下部才大理进行。6预备区下部温度较高，中心料柱的铜精矿又受到上部较柱的压力作用，且与侧料柱交界的界面上温度很高，从而发生固结和烧结，产出具有一定强度的精矿块。在预备区石灰石受热发生分解：CaCO3→CaO+CO27（2）焦点区焦点区是进行激烈化学反应和熔化过程的区段，

5、一般位于风口上方一米左右的地方，最高温度达1250~1350℃。在焦点区内，被氧化的主要是FeS，产出的FeO与炉料中的SiO2造渣。此外，转炉渣中的Fe3O4也直接与SiO2和FeS作用造渣。焦炭几乎全部在焦点区被鼓入的空气燃烧：C+O2=CO28对半自热熔炼而方，焦炭只起着供热的作用。一般密闭鼓风炉熔炼中，焦炭燃烧热占全部热收入的60%左右。熔融硫化物在焦点区被氧化的程度，在较大范围内决定于焦炭率。工厂常利用此规律，采用调整焦率的办法来调节熔炼过程的脱硫率和冰铜品位。在熔炼热平衡允许的条件下，应力求降低焦率，以便增加硫化物的氧化程度，提高脱硫率和获得品位

6、较高的冰铜。9（3）本床区本床区位于焦点区下部，是汇集熔体和最后调整熔体成分的区域。在调整熔体成分的过程中，最主要的反应是溶于炉渣中的少量Cu2O被冰铜中的FeS再硫化。调整后的熔体经咽喉口流入前床。10炉内区域划分如图所示。11铜精矿密闭鼓风炉熔炼发生的脱硫作用有下列几方面：（1）高价硫化物的离解及炉料中的固体硫化物在预热区的氧化；（2）熔融硫化物在焦点区的氧化；（3）硫化物和氧化物在本床区的相互作用。12三、鼓风炉的构造及操作1、密闭鼓风炉的构造密闭鼓风炉有矩形和椭圆形两种，大炉子均为矩形断面。密闭鼓风炉结构如下图所示。13图4.2密闭鼓风炉的构造1－水

7、套梁；2－顶水套；3－加料斗；4－端水套；5－风口；6－侧水套；7－山型；8－烟道；9－咽喉口；10－风管142、密闭鼓风炉的操作要点（1）加料对加料作业的要求：严格控制混捏铜精矿的水分，提高混捏质量，在加料时要按规定的配料比例，遵循一定的进料顺序，按照一定的布料方法，将炉料和焦炭均匀地、分层加入炉内。加料大多采用水平分层加料。装料的顺序是焦炭-转炉渣-熔剂-混捏铜精矿，转炉渣和熔剂加入顺序可颠倒。为保证布料均匀，常采用往复布料法。15（2）炉口操作与风口操作的协调炉口操作包括加料和炉结及故障的处理。风口操作主要是控制风量和故障处理。总的要求：在炉况顺行前提

8、下尽量多加料，多供风，保证合理的风料比；不时将太大的