一种熔融铜渣综合利用系统

一种熔融铜渣综合利用系统技术额域W01本实川新也涉歴有芭冶倉找钢铁冶金技术领域.特别涉麼一种熔融铜廣综合利用系绒背景技术0002铜淹葩火注治炼过棍中冋收铜気的刮余拘.在火注炼铜中毎T产11嗣厂出釣卜引铜禅.渣中含有大量的有愉值的组分其中含铜1石左右.含铁40%左右.同:时述借存少星的锌*撫*站黑贵巫金属.咖町当前輛淹冋收捅主货采用火;秋祐化沙和浮选広.火后倉含flWt在0右詡&右.血浮选注召（U怀庄柑.铜的回收率闵不离.铜渣中的诙上耍以铁臟櫛石、四竝化丄铁的书冗存在.者互相怅布.和吃都较小.冋收怖唯大戚不薛.II闸钢祇中铁的冋战捉燃酬究较少.尚处在初出硏究陶段.上要研究路线是向装有臧态捐渣的渣包屮散吹富氣.便渣中的氧化亚铁氣化成四氣化三诜，然后述过磁选方式斑行回收，但铁的冋收率及盘I楼均小高*0004传统饷逬確化都鸟赴冷态逬进帝的处理*灿掘态熔蛆铜義综仟利用的硏究较少.铜渣中的热就没有得到充分利用，渣中的大潇分热昆都被白狛浪贯，存在着成木爵、施激浪貂严車等何痙.0005汀丽铜裤购黄化形式比较单一十雯集中亦单魏地冋醴的或铁間技术帀向而件为耐醮期原料的霭铁合金，相黃回收技术却鲜见报道.耐候钢因其隧好的耐觀性利优P的力学*焊接性能，H前广泛问用于轨道交通、桥黑工程和集装箱等盹域”所臥可以断盲可作为耐帙钢原料的網铁舎金具为T的的山场前呆实用新型内容0005帛真用新堂为克服上述铜直中有册金属赛澹化存在的不足,研发了一种増融铜斎烷合利用工艺及英系统，琳决上述方法处理铜渣存在的肓擀金届提取率低、it収成木諾、提取畛式单一、能源浪哝严重等问腕.选熔临钢潰综合刊时匚北典仔提取丰間r战术低、卄釣能源等特点B0007为实现匕述日的.本卖用新型采用如卜技术方案；000一种熔融钢渔总侍利用工艺用系统，它包牺提嗣炉*提铜炉进料瑙埒熔融热总铜漬连接*同时捉徊炉込伐有连原剂1和惰性气体哺枪.喷枪末端殺人熔池内：提铜炉卜部设仃铜水由口，提稱炉炉渲出口爼过送料装置打握铜铁含金护进制端连接.ChO通过料樑加入擬钢炉：提徊铁件金忙设有还原和口添加闻|枪*讳喷枪末漏浸入熔池内*提制铁合金炉統部设有纯氧吹枪：提钢铁合金炉设有捅铁合金排出口和弃渣排出口弃渣甘出1】9逍莉装置连播：提饷铁舍金炉问商温烟气一制好迪过笛道送入擬铜炉.力一部廿周温烟气送入虑热利用系统；余热利用祭统包括换熱装觀.换热蛙祀与離汽轮机连接.蘆汽轮机9闻八连接1同时换迪装置!际工装貝连接，除T裝宜与庆坐回收系统连接.收集的烟气一部分作为辅料分解热源，刃一部分送入汽轮机发电.0009所述换热装置为余热锅炉：所述除尘装置为伤袋除尘器.0010所述造粒製迎力粒化器。0011一种熔融铜択综合利用匸艺.它包括低温提铜I序、岛温提铜铁合金匸序以及余热回收工序：其中.0012低温提铜为将炼铜炉扌作出的1270-C1370*C的熔融热态铜祥送入提的炉：随麻加入过呈的还原刑Ii舌性炭川CaO:热后向提铜炉内啖入20kpa-30kpa的加性气体.并利用惰性气体喷枪喷出的气体对熔池产生搅样作用:还原后铜水收如炉渣送入高温提铜铁合金工序：0013捉提铜铁含金匸序，來j|提铜炉的炉渣送入提洞铁介金炉中，将过呈还原剂1】水蒸汽送过喷枪送入炉内.喷枪一端浸入熔池中.对熔池产生搅样作用.使炉戒勺还原剂混合均匀:纯氧从提镐铁合金炉底吹入同样对熔池产生搅捋作用:熔池温度在1500C-1600CZ何，产丫的1600-C1700C的夜沮煤气一部分力送入提铜炉保温，刃部分送余热回收匸序.0014所述余热回收匸序将盒温炯气送入预热锅炉进行热交换.热交换后严生的蒸汽送入蒸汽轮机发电电能供给用户：热交换后的低温煤气经除尘后，分別作为提铜和提铜铁中需耍的辅料分解热源:剩余部分也送丿、汽轮机发电:除尘后收集的灰尘送入坎T回收系统.0015所述CaO预热温度为650C75(TC2何。0016所述还原剂I为活性炭:还原剂II为水裁汽.0017术实用新型的丁艺分卷个部分：低温阶段提铜，高温阶段提铜铁合金，髙温诜余热回收。001B1、提铜工序:从炼铜炉排出的127O-C13709的熔融热态铜渣通过海苗流入提铜炉中，等熔池液面达到一定岛度后丿JI1过呈的还原剂活性炭及CaO提羽炉严格密封.还原剂迪过捉铜炉囲边的喷枪用加压氮代啖入，预热好的650*C750*C的CaO从捉询炉卜.啲的料鳏加入.喷枪的一端浸没在熔池中，对熔池产牛搅样作用.因提铜炉用铜冷却坚冷却，敢热较快，为了保持温度恒疋将*门捉個诙介金炉的部分岛温煤气引入捉铜炉中來补给热駅的损光.提铜炉产生的烟气直接丼放.在提铜炉卜部的高温熔池中.热态铜渣和还廉刑及辅料发生的主婆反应为二0019Cu2SH?aO+aC-2Cu+CaS+(2al)CO+(la)CO20020Fc3O4+C=3FeO+CO0021Fe2SiOI+CaO=2FcO+CaSiO30022还原得到的铜水从炉子一侧卜方较低开II流出，炉激从另一侧卜方较高开口流出进入提制铁合金炉中.00232、提術铁合金工序：來I捉铜炉的炉法流入提铜铁介金炉中.还原刑用水蒸汽经喷枪喷入炉中.喷枪的一端浸入熔池中.对熔池产生强烈的搅拌作出，使炉浅和还原刑混介均匀.纯筑从捉铜诙介金炉底部吹入，底吹的方式强化了对熔池的搅样作用，町以加快反应的速度.反闷产牛的高温热磺通过辐肘、传导提供反应所需要的还原热.熔池的温度维持住1500C1600C左右。产生的1600*C1700C妁岛温煤V部分提供给提铜炉保温.另一部分去余热锅炉进行余热冋收利用.在提铜铁合金炉内，熔池和二次燃烧区发生的主要反应如F:0024FeO+C=Fc+CO0025Fe2SiOl+2C=2Fe+SiO2+2CO0026Cu2S+CaO-aC=2Cu-H?aS+(2a1)CO+(1a)CO200272CO92=2CO20028产生的铜铁合金由卜面的出口排出.弃渣由上面的出口排出,进入粒化器进行液态潰干法造粒.00293、余热回收工序：从捉铜佚介金炉出來的部分高温煤气.进入余热锅炉进行热交换.热交换后产生的蒸汽推动蒸汽轮机发电供给所布用户。热交换后的低温煤气经伯袋除尘器收尘后，部分作为捉制fil捉铜铁介金中盂耍削純料分解热源.钊余的部分去汽轮机发电.经布袋除尘器收集的灰尘则进入灰尘冋收系统.0030本实用新型的何益效果是：00311、工艺简肛，低温阶段直接还版出铜，品位可达99%可以直接送阳极炉精炼，省去了冋收提取铜硫后再进一步进行吹炼生成粗铜的工艺：00322、极人地提高了铜渣中铜的回收率，改变了传统方法铜回收率低的状况,铜回收率可达98%以上：00333、岛温卜可玄接用粉状或粒状的II伍煤作还匪剂，不用焦炭.也不川烧结，h省了成本：0034k生成的制铁合金铜含址00.8%,其他朵质也少，完全满足耐候钢对原料的要求，真价值比纯铁高.00355、在回收铜的基础上,剩余的铜和铁直接还原得到产物铜铁合金,方法简使,操作灵活，易于推广.00366、肚接利用熔融热态袱进行铜及铜铁合金的提収，节约能源.00377、対捉铜诙后的热态渣进行余热回收利用，降低成本，肖约能源.附图说明0038图1融木实用新醴的工艺系统图；0039图2是图1工艺流程图的余热回收部分系统图.0040戏中1熔融热态洞漬，2提铜炉，3还原刑【4CaO5絶气，6料罐，7炉液，8提铜铁合金炉，9高温煤气，10余热锅炉，11粒化器，12铜铁合金，13烟气，1-1铜水，15还療剂II,16纯氧,17荼汽轮机，18用户.19布袋除尘20辅料分解热源，21汽轮机发电，22灰尘冋收系统.具体实施方式0041卜M结合附图与实施例対本实用新型做进一步说明.0042图1、图2中.熔融駅裤综介利用工艺用系统，包括捉铜炉2捉铜炉2进料琳与熔融热态铜淡1连接.同时提铜炉2还设仔还原剂I3和氮气5的喷枪.喷枪末端浸入熔池内：提铜炉2的炉渣7出口通过送料装置与提铜铁合金炉8进料端连接,CaO4通过料鑼6加入提制炉2,提铜炉2卜部还设仃制水14排出口：提制铁合金炉8设存还总刑1115添加喷枪，该啖枪末端浸入熔池内，提铜铁介金炉8底部设仃纯氧16吹枪：提铜铁合金炉8设白铜铁合金12排出口和弁潰排出口，弃洽排岀口与造粒装世连接：提铜铁合-金炉8的高隘炯气9-部分通过管逍送入握個炉2,另-部分高濫烟气9送入余热利用系统：余热利用系统包括换热装迓，换热装迓号蒸汽轮机17连接，蒸汽轮机17与用户18连接，同时换热装置还与除I；装咒连接，除尘装置与灰尘回收系统22连接，收集的烟气13部分作为辅料分解热源20,另一部分送入汽轮机发电210043所述换热裝置为余热锅炉10：所述除尘装置为布伎除尘器19.0044所述造粒裝迓为粒化器11.0045本实用新甲的工艺为：0046实施例1：0047提铜流用：从炼铜炉排出的1270*C的熔型热态铜洒1通过渝巒流入提铜炉2中,等熔池液面达到一定高度后加过址的还原剂I3活性炭及CaO4。提铜炉2严格密封，还原剂I3通过提铜炉1周边的喷枪用加压氮气5喷入.预热好的650C的CO4从提铜炉2上面的料鑰6加入.喷枪一竭浸没在熔池中.对熔池产生搅拌作用.因提铜炉2用铜冷却吐冷却，散热较快.为了保持温度恒定，将來I提饷铁合金炉8的-部分奇温煤气9引入提铜炉2中來补给热虽的拥失.提铜炉2产牛的烟气13苴接排放.在提铜炉2卜部的高沿熔池中，热态铜渣和还原剂及辅料发生的主嬰反应为：0048Cu2SYaO+aC=2CuYaS+(2a1)CO+(1a)CO20049Fc3O卄C=3FcO+CO0050J-c2SiOI+CaO=2FeO+CaSiO30051还原得到的铜水14从炉子一侧卜方较低开口流出，炉潰7从列一侧卜方较高开口潦出进入提铜铁令金炉8中.00522、提铜铁合金流程：來I提制炉2的炉淡7流入提铜铁合金炉8中.还原剂II15为水照、经喷枪喷入炉屮.喷枪的-竭浸入熔池中，对熔池产生强烈的搅拌作用，使炉漬7和还原剂II15混介均匀.纯氧16从提铜铁合金炉8底部吹入，底吹的方式强化广对熔池的搅拌作用，可以加快反丿2的速度.反血产生的岛温热就通过辐射、传导捉供反应所需耍的还原热.熔池的温度维持在1500*C产生的iGOO-C的岛温煤气9部分提供给提铜炉2保温.另一部分去余热锅炉10进行余热冋收利用.在提铜铁合金炉8内,熔池和二次燃烧区发生的主嬰反应如卜：0053FeO+C=Fc+CO0054Fc2Si01+2C=2Fe+SiO2+2C00055Cu2S+CaO+aC=2CuH?aS+(2a1)CO+(1a)CO200562CO+O2=2CO20057产生的嗣诙介金12由下面的出L1排出，弃渣由上面的出排出，进入粒化器11进行液态祓干法造钝.00583、岛温渣余热回收：从捉铜铁介金炉出來的部分岛温煤气9.进入余热锅炉10透行热交换.热交换后产牛的蒸汽推动英汽轮肌17发电.供给所需用户18热交换后的低温煤气经伯袋除尘器19收尘后，部分作为提铜和提铜恢介金中需要的辅料分解热源20剩余的部分去汽轮机发电21经布袋除尘器19收集的灰：工则进入尿尘冋收系统22.0059实施例2：0060提铜流程:从炼制炉排出的1300*C的熔融热态制渣1通过溜懵流入提制炉2中，等熔池液而达到一定閒度麻加过虽的还原剂I3活性炭及CaOI.提铜炉2严格密封，还原剂13通过提刑炉1周边的喷枪用加压氮气5喷入硕热好的700C的CaO4从提铜炉2上而的料堆6加入.喷枪一端浸没在熔池中苛熔池产生搅样作用.冈提铜炉2用铜冷却堆冷却，散热较快.为了保持温度恒定，将來“提铜铁合金炉8的一部分高温煤气9引入提铜炉2中未补给热虽的损失.提匍炉2产生的烟气13直後排放.在提铜炉2下部的髙温熔池中.热态铜液和还原剂及辅料发卞的主要反应为：0061Cu2S+CaO+aC=2CuYaS+(2a1)CO+(1a)CO20062Fc3OI+C=3FeO+CO0063Fe2SiQl+CaO=2FcO*CaSiO3OOM还原得到的铜水14从炉了侧卜方较低开口淹出，炉渣7从另侧卜方较高开口流出进入提铜铁合金炉8中.00652、捉铜恢介金流程：來门提個炉2的炉渣7流入提铜饮介金炉8中。还原剂II曲为水蒸汽，经喷枪喷入炉中，喷枪的一端浸入熔池中，对熔池产牛强烈的搅并作用，便炉渣7和连原剂1115總合均匀。纯氧16从提铜铁合金炉8底部吹入，鹿吹的方式强化了对熔池的搅样作用.可以加快反应的速度.反应产生的髙温热址通过辐射、传导提供反应所需要的还原热,熔池的温度维持在15509。产生的1650*C&右的高温煤气9-部分提供给捉铜炉2保温.另-部分余热锅炉10进行余热冋收利用.在提個铁介金炉8内，熔池和二次燃烧区发生的主要反应如K:0066FeO+C-Fc+CO0067Fc2SiOI+2C=2FbSiO2+2CO0068Cu2SYaO+aC=2CuYaS+(2a1)CO4-(1a)CO200692COY)2=2CO20070产生的铜铁介金12由卜面的出口挣出,弃渣由上向的出口排出，进入粒化器11进行液态淹干法造粒.00713、奇温渔余热冋收：从提铜铁合金炉岀來的部分髙温煤气9.进入余热锅炉10进行热公换.热公换后产生的蒸汽推动慕汽轮机17发电.供给所甜用户18。热交换后的低温煤气经布袋除卡器19收T后.部分作为提铜和提铜铁合金屮需要的辅料分解热源20,fij余的部分汽轮机发电21。经伯袋除尘谿19收集的尿尘则进入灰尘回收系统22.0072实施例3：0073提铜流用:从炼铜炉排出的1370-C的熔融热态铜淹1通过溜椚流入提铜炉2中，等熔池液面达到一定髙度后加过屋的还原剂I3活性炭及CaO4.提铜炉2严格密対，还原剂I3通过捉洞炉1周边的喷枪用加“；氮气5喷入，预热好的750-C的CaO4从提铜炉2hlfll的料鑼6加入.喷枪一端浸没在熔池中，对熔池产住搅样作用.因提匍炉2用铜冷却壁冷却,散热较快，为了保持温度恒定,将来1*1提钢快合金炉8的一部分高温煤气9引入提铜炉2中來补给热虽的损光.提铜炉2产生的炯气13直接排放.在提铜炉2F部的离温熔池中,热态铜渣和还原剂及辅料发;生的主要反应为:0074Cu2S+CaO+aC-2Cu+aS+(2a1)CO+(1a)020075Fc3O4+C=3FcO+CO0076Fe2SiOl*aO=2FeOHaSiO30077还原得到的铜水14从炉子一侧下方较低开门流出，炉济7从另-侧卜方较髙开口流出进入提铜铁合金炉8中.00782、提铜资介金流程：来门提铜炉2的炉淹7流入提铜铁介金炉8中.辻原剂II15为水裁汽，经喷枪喷入炉中.喷枪的一端浸入熔池中.对熔池产生强烈的搅拌作用，便炉渣7和还原剂II15混合均匀。纯氧16从提铜铁合佥炉8底部吹入.底吹的方式强化了对熔池的搅并作用，可以加快反应的速度.反应产生的高温热虽通过辐射、传导提供反应所需耍的还原热.熔池的温度维打在1600X?.产生的17009左右的高沮煤气9一部分提供给提铜炉2保温，另一部分决余热锅炉10谨行余热冋收利用.在提铜铁合金炉8内.熔池和二次燃烧区发生的主耍反应如F:0079FeO+C-Fe+CO0080Fc2SiOI+2C=2Fc-SiO2+2CO0081Cu2S+CaO+aC=2CuYaS+(2a1)CO+(1a)0200822CO+O2=2CO20083产生的購铁合金12由F面的出口排出.弃渣由上浙的出口排出，进入粒化器11进行液态浹干法造粒.00843、烏温裤余热冋收：从提铜铁合金炉出来的部分閉温煤气9进入余热锅炉10进行热交换，热交换后产生的蒸汽推动蘿汽枪机17发电.供给所石川户18热交换后的低温煤气经布袋除尘器19收尘后，部分作为提铜和提铜快合金中需要的辅料分解热源20,制余的部分去汽轮机发电21。经伤袋除尘路19收集的灰尘则进入灰尘回收系统22.is19a/it.