新型煤基还原剂在回转式阳极炉的应用

摘要

中冶葫芦岛有色金属集团有限公司下属东方铜业有限公司火法精炼过程一直采用重油为还原剂，采用重油还原生产成本较高，且还原过程中逸冒黑烟造成环境污染。针对上述问题，公司于2005年设立“在铜冶炼系统阳极炉中使用新型固体煤基还原剂代替重油”研究课题。
　　 针对使用新型煤基炭质还原剂存在的阳极炉精炼渣熔点高、流动性差、操作中常出现干渣以及难以实现自动排渣等问题，通过利用冶金热力学及相图理论，本文系统研究了精炼渣的熔点，探讨了备选添加剂硼砂(Na2B4O710H2O)、石灰(CaO)、纯碱(Na2C03)、石英(Si02)对精炼渣熔点、粘度等方面的影响，并基于回转式阳极炉对精炼渣的性能要求，采用半球点法测定不同添加剂，不同的加入量对精炼渣熔点的影响；通过处理分析实验数据，从而初步选择合适的添加剂，得到了低熔点、低粘度、密度和表面张力适宜的精炼渣型。其主要成分为：CaO：6.59％～8.26％；SiO2:25.64％～29.82％，A12O3:6.61％～9.42％, FeO:26.94％～35.76％；熔点为1109℃～1146℃。
　　 进行生产实践，确定所选渣型合理。同时对新型煤基还原剂中灰分、挥发分、及带入的硫对其对精炼渣及阳极板质量的影响进行分析探讨，确定两种新型煤基还原剂的主要成分。
　　 采用新型煤基还原剂与采用重油还原相对比，使用新型煤基炭质固体还原剂，烟气黑度达到国家排放标准（林格曼级<1度）；阳极板质量达到国家有色标准YB740-82要求；还原剂单耗l2～15kg/t-铜阳极板；单炉还原时间15～25min。
　　 本研究课题有效解决了阳极炉精炼渣熔点高，流动性差、不能自动排渣等问题，解决困扰铜精炼生产中，溢冒黑烟污染环境问题，取得了巨大环境效益，同时也能降低生产成本，有一定的经济效益。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 火法精炼所用设备

1.2.1 固定式阳极炉

1.2.2 回转式阳极炉

1.2.3 倾动式阳极炉

1.3 铜冶炼基本原理

1.4 炉渣的物理性质

1.4.1 炉渣的熔化温度

1.4.2 炉渣的黏度

1.4.3 熔渣的密度

1.4.4 熔渣的表面张力

1.5 精炼渣及新型固体煤基还原剂的国内外的研究现状

1.5.1 精炼渣的相关研究

1.5.2 采用煤基固体还原剂的相关研究

1.6 葫芦岛东方铜业公司铜精炼现状

1.7 回转式阳极炉对精炼渣的性能要求及研究思路

1.8 论文的主要研究内容

第二章 煤基还原剂的成分选择

2.1 新型煤基还原剂的特点及主要化学成分

2.2 煤基还原剂成分对还原效果的影响

2.2.1 水分

2.2.2 灰分

2.2.3 挥发分

2.2.4 硫

2.2.5 热值

2.2.6 成分的确定

2.3 小结

第三章 不同添加剂对铜精炼渣熔点影响的研究

3.1 熔点测定实验的意义

3.2 半球法原理

3.3 实验原料

3.4 实验设备

3.5 实验数据分析与讨论

3.5.1 实验原始数据

3.5.2 实验数据处理

3.5.3 实验结果分析

3.6 小结

第四章 新型煤基还原剂在回转式阳极炉的应用

4.1 120吨回转式阳极炉主要技术参数

4.2 煤基炭质还原剂喷吹工艺流程及设备

4.2.1 工艺流程图

4.2.2 还原作业工艺条件控制

4.2.3 设备装置

4.3 回转式阳极炉精炼作业实践

4.3.1 加料

4.3.2 保温

4.3.3 氧化

4.3.4 还原

4.4 试验粗铜及还原剂的化学成分

4.5 结果分析

4.5.1 实践结果

4.5.2 技术经济分析

4.5.3 脱氧效果分析

4.5.4 炉渣粘度分析

4.5.5 影响还原剂单耗的因素

4.5.6 环境效益分析

4.6 小结

第五章 结论

致谢

参考文献