年處理5萬噸粗銅火法精煉反射爐設(shè)計1

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1、年處理5萬噸粗銅火法精煉反射爐設(shè)計摘要：反射爐一種室式火焰爐，燃料在燃燒室燃燒，生成的火焰靠爐頂反射到加熱室加熱坯料的爐子。爐內(nèi)傳熱方式不僅是靠火焰的反射，而且更主要的是借助爐頂、爐壁和熾熱氣體的輻射傳熱。反射爐煉銅適于處理細粒浮選精礦，對原料和不同類型的燃料適應(yīng)性強，流程簡短，生產(chǎn)穩(wěn)定，渣含銅低至可直接廢棄的程度，爐床面積大，適于大規(guī)模生產(chǎn)，從而成為當代最重要的煉銅方法。在世界銅的生產(chǎn)中，反射爐煉銅產(chǎn)出的銅量長期居于首位。關(guān)鍵詞：火法精煉反射爐粗銅一：前言銅精煉反射爐的入爐原料為礦石粗銅、再生雜銅、不同渠道獲得的各類銅錠等。原料中除含硫、氧外，還含有一些其他雜質(zhì)，如砷、銻

2、、鉛、鋅、錫、鐵、鈷、鎳等，此外還含有硒、碲、鉍、金、銀等稀有金屬。通常情況下，將銅料在銅精煉爐中進行火法精煉，產(chǎn)出Cu≥99.8%的陽極板，再進行電解精煉，產(chǎn)出Cu≥99.95%的電解銅。最后從陽極泥中將稀貴金屬提取出來[1]。銅火法精煉為間歇（周期）作業(yè)，分為加料熔化、氧化、還原、鑄型五個階段，每爐作業(yè)周期一般小于24小時，最快12小時。由于各工廠所處理的原料成分差異很大，所以氧化期的操作方法有不盡相同之處，但基本原理相同。用一段法處理雜銅熔煉時，一般都在固定反射爐中進行，所以實際上，在反射爐進行的既是熔煉也是精煉。并且與礦銅的火法精煉原理相同，不過，由于粗銅雜質(zhì)含量高

3、，所以在操作上有其獨特特點，雜銅在反射爐中處理時，整個精煉過程包括熔化、氧化、還原、除渣、澆鑄等作業(yè)。二：反射爐結(jié)構(gòu)1.1爐基爐基是整個爐子的基礎(chǔ)，承受爐子巨大的負荷，因此要求基礎(chǔ)堅實。爐基可做成混凝土的、爐渣的或石塊的，其外圍為混凝土或鋼筋混凝土側(cè)墻。爐基底部留有孔道，以便安放加固爐子用的底部拉桿。爐基上面設(shè)有為發(fā)生事故跑銅時排出和積存高溫銅液的深溝，設(shè)計時溝的傾斜方向應(yīng)注意機電設(shè)備和立柱的安置位置，溝的坡度以4%~5%為宜。爐基是一次性建筑設(shè)施，設(shè)計時應(yīng)考慮到擴大爐體的因素，保持爐體基礎(chǔ)整體性。1.2爐底爐底是反射爐的重要組成部分，對爐底的要求是堅實、耐腐蝕并在加熱時能

4、自由膨脹。銅精煉反射爐是周期作業(yè)，一般采用架空爐底，以防止金屬向爐底及爐基滲漏。而且，架空爐底通風道對爐底的冷卻程度有很大的影響[2]。反射爐爐底鋪墊30mm鑄鐵板或10～20mm鋼板，用磚墩或型鋼支撐，架空高度通常小于0.49m，爐基絕大多數(shù)都采用耐溫850℃以上的耐熱混凝土。爐底砌體與爐墻、爐頂、上升煙道等部位不同，它要承受相當大的機械負荷(高溫液體靜壓、殘極的沖擊)及高溫銅液的物理化學作用[3]。銅精煉反射爐大修壽命主要由爐底壽命決定，因此爐底結(jié)構(gòu)是否合理直接影響著反射爐大修壽命。生產(chǎn)實踐表明：合理的爐底結(jié)構(gòu)可使大修壽命長達十余年，否則只有幾個月。1.1爐墻反射爐的內(nèi)

5、墻多采用鎂磚、鎂鋁磚砌筑[4]。有些重要部位如銅精煉反射爐的粉煤燃燒器附近及轉(zhuǎn)爐渣口等，為了延長使用壽命均采用鉻鎂磚砌筑。熔點較低的金屬的溶化爐可用黏土磚砌筑。外墻一般采用粘土磚。銅熔煉反射爐爐墻砌筑方法：熔池上部的厚度一般為460~690mm。為了延長爐墻使用壽命，熔池下部逐漸采取錯臺加厚的方式，最厚處可達900~1290mm,端墻下部厚1000~1400mm[5]。對于周期性作業(yè)的爐子，因爐溫波動比較大，為增加爐墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，往往砌成弧形，避免爐墻向爐膛內(nèi)倒塌。1.2爐頂反射爐爐頂結(jié)構(gòu)形式很為磚砌拱形和吊掛爐頂。吊掛爐頂又可分為：簡易型吊頂、壓梁式止推吊頂和立桿式止推

6、吊頂。1.3加料口及轉(zhuǎn)爐渣注入口粗銅精煉反射爐加料口。粗銅精煉反射爐一般從操作門加料，也有少數(shù)在爐頂加料的。加料口的尺寸按加入銅塊的外形大小及加料方式來確定。采用機械加料時，加料口一般為1500×900毫米，人工加料口一般為1200×600毫米[6]。1.6放出口周期作業(yè)反射爐，如爐內(nèi)同時存在熔渣、冰銅和粗金屬等多層熔體，多采用扒口式產(chǎn)品放出口。1.7工作門周期作業(yè)反射爐的工作門用于加入塊料、插入氧化吹風管、還原油管、進行氧化還原操作以及向爐內(nèi)加入溶劑等。連續(xù)作業(yè)銅熔煉反射爐工作門為施工過程中筑爐材料的運送和工作人員進出之用，在爐子點火前即用與磚墻相同的耐火磚砌滿。工作門一

7、般設(shè)在熔池渣線以上的爐子側(cè)墻上。大型銅熔煉反射爐也有利用轉(zhuǎn)爐渣口進出而不另設(shè)工作門的。1.8煙道周期作業(yè)反射爐通常采用豎式煙道。當爐子寬度不大、豎煙道垂直部分不高時，可直接壓在爐子的拱定上，此處拱頂可采用“加強拱環(huán)”，已曾受煙道的荷重。三：反射爐使用的燃料與內(nèi)熱傳遞3.1燃料精煉反射爐可用原煤、粉煤、重油、原油、煤氣、天然氣作燃料。重油發(fā)熱值高，升溫速度快，燃燒過程易于控制和調(diào)節(jié)，是大多數(shù)工廠火法精煉爐的理想燃料。早在1987年，就把“重油摻水加節(jié)能素乳化燃燒”技術(shù)應(yīng)用到銅精煉反射爐中,并取得了明顯的效果[7]。但