根据铜精矿成分,添加一定比例的熔剂和少量碳质燃料。混合均匀输送至熔融脱硫炉上方,由炉顶下料口连续地投入炉内。落入炉中呈激烈搅动状态熔体的炉料,为从风口鼓入的热空气迅速氧化并造渣。所产主的二氧化硫烟气经管式热风炉将空气预热,然后通过净化、转化及成酸系统制取硫酸。
铜精矿熔融脱硫造渣之产物,连续地通过溜槽直接进行还原熔炼制取粗铜。条件不具备时,亦可用铸渣机铸块后送鼓风炉熔炼粗铜。铜渣中铜基本呈氧化亚铜存在,在氧势较低条件下易于还原熔炼为粗铜。
基于铜精矿熔融脱硫造渣甚至铜渣还原可以连续进行,炼铜新工艺实际上实现了无转炉炼铜法。不仅只有一个连续和稳定的二氧化硫发生源(省去了一套烟气净化装置),也不需要转炉作业所要求的桥式吊车和高大厂房。即对制酸有利,又节约了投资。
方案中所采用的熔融脱硫装置称之为熔融脱硫炉,系高强度和连续熔炼的熔池熔炼设备。即使用空气冶炼,其熔炼强度可达30t/㎡.d ;若用富氧,熔炼强度主要显著提高,其热风炉出口烟气仅含尘1~1.5g/Nm 时,烟尘率极低。因采取了强化冷却措施,具有耐火材料消耗很低。
铜精矿熔融脱硫造渣只能在高氧势冶炼条件下实现。原有的炼铜方法是添加石英熔剂,冶炼FeO-Fe203-SiO2 系炉渣。这种渣型对磁性氧化铁溶解能力有限,当氧势偏高时将形成厂Fe3O4 炉结,并导致炉况恶化。方案中采用了可防止磁性氧化
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铁析出的实用渣型。即:添加石灰质熔剂,营造FeO-Fe2O3 -CaO 系炉渣。在氧化铜渣含硫低于0.1%的极高氧势时仍确保熔融脱硫作业正常进行。
钙系炉渣的采用,可产出含硫远低于现有铜厂的弃渣含硫,提高了铜精矿中硫的利用率;还原后能获得以铁的氧化物和氧化钙为主要成分的炉渣,其铁的综合利用价值远高于以铁的硅酸盐为基本成分的传统炼铜炉渣。
若和添加石英和石灰石的通用炼铜方法(控制SiO/Fe~1、含CaO 约8 % )相比,熔炼钙系炉渣所需石灰熔剂量较少。因而,新工艺还具的渣率低的特点。
综上所述,铜精矿熔炼粗铜新工艺具有以下特点。
1、集中于一个工序将铜精矿中硫连续脱除,烟气量及二氧化硫浓度稳定,硫利用率高,达98%以上。
2、不需大吨位桥式吊车,高大厂房和二氧化硫烟气系统的简化,可节省投资30%左右。
3、钙系炉渣的采用提高了炉渣中铁的利用价值。 4、渣率较低。
5、采取了强化冷却措施,所用熔融脱硫炉优质耐火材料的消耗低。
三、项目成熟程度
通用炼铜方法均采用硅酸盐系炉渣,冶炼冰铜以及冰铜吹炼粗铜均要添加石英熔剂。理论研究及生产实践证实,这种炉渣溶解磁性氧化铁的能力的限。即使在1300℃ 高温下,氧势高
于10
-0.8
Pa ,或铜精矿连续熔炼的冰铜品位达到65%时,磁性
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氧化铁就析出。而采用钙系炉渣时,氧势高达1.01* IOPa ( 1 大气压),即铜精矿中铜氧化为氧化亚铜,磁性氧化亚铁也不析出。
在理论分析基础上进行了大量铜精矿熔融硫实验室试验。获得了残硫低于0.1%、熔体流动性良好的氧化铜渣。结果证实了,采用钙系炉渣可在高氧势条件下熔融脱硫,磁性氧化铁并未析出,熔炼过程能够正常进行。
经过基础试验、工业投产试验和初步生产实践的验证,新工艺的核心技术已经掌握。显然,铜精矿熔炼粗铜新工艺技术成熟可靠。
至于铜渣的还原熔炼,因氧化亚铜易于还原而难度较低。铜渣铸块冷却后鼓风炉还原熔炼已用于生产,其缺点是熔融铜渣的热量未能利用能耗偏高。
该项新技术已于2003年6月28 日通过了河南省科技厅组织的科技成果鉴定,并被评为河南省科学技术成果,其登记号为9412003Y0422 。
项目中的产品粗铜均符合国家现行粗铜标准YS/T70-93 的要求。
由于采用新工艺生产的粗铜产品成本比传统工艺生产的产品成本下降了1500 左右,因此,项目产品极具价格竞争优势。
四、市场需求情况和风险分析
随着世界经济全球化、一体化的加剧,全球精铜产量供求失衡的状况将得到改观,市场出现积极变化,已在努力朝供求平衡的方向发展。我国铜工业在2002年也发生了较大的变化,消费持续增长,进出口贸易更加活跃,产品结构得到更加合理的调整。世界铜业界纷纷看好中国市场前景,已引起国际铜业巨头调整发展战略,中国铜工业已成为世界铜业界关注的焦点。 (一)国际铜市场需求
根据英国商品研究所(RV)报告,2002 年全球精炼铜产量为1502 万吨,精铜消费受美国、日本等经济增长乏力影响,全年消费量为1490万吨,但与2001 年相比,精铜消费出现明显回升。在此情况下,随着2003年美国经济特续复苏,市场将趋向供求平衡。
(二)国内市场供求状况
在全球经济大环境仍存在诸多不确定因素的情况下,我国经济仍保持稳定增长,与此相对应的是我国铜的生产及消费也相应出现显著的增长,从而使国内铜市场呈现供求两旺的格局。2002 年国内全年精铜产量为155 万吨,消费量为250 万吨,比上年增长19%左右。2003年,虽然全球经济的发展仍带有很大的不确定性,但我国经济仍有望继续保持强劲的增长势头,在此情况下,铜需求将保持稳定增长,成为世界消费大国。我国大量进口精铜已成为调节国际市场供需的主要法码,中国市 场也因此成为国际铜业界关注焦点。

