Lo que no es razonable es la gran inversión y los costosos derechos de patente. El fundente y las materias primas se muelen primero y luego se secan profundamente, lo que requiere un consumo de energía adicional. El cobre y el azufre producidos en el horno de fundición deben triturarse, secarse y molerse finamente, lo cual es un proceso complicado. Es difícil garantizar una tasa de recuperación del 100% para cada proceso, lo que provocará ciertas pérdidas mecánicas; el calor físico de la mata caliente a alta temperatura se pierde casi por completo y se seca después de la trituración con agua. Además, una gran cantidad de camisas de agua en el horno eliminan el calor del agua de refrigeración y la utilización de energía térmica no es razonable. La mata de cobre triturada con agua requiere una gran cantidad de agua para enjuagarse, lo que aumenta el consumo de energía. La trituración y el secado aumentarán el consumo de mano de obra y electricidad. Éstas son razones importantes por las que esta tecnología no se ha promocionado a gran escala durante muchos años.
2. Tanto el método ISA como el método Ausmelt pertenecen a la serie de fundición de alto soplado.
Las fábricas de gran altura deben construirse con soplado superior debido al alto ruido. Baja concentración de oxígeno y gran volumen de humo. La pistola de oxígeno superior tiene 12 metros de largo y debe reemplazarse cada tres días a una semana. El consumo de acero inoxidable es grande, la inversión es grande y la operación es inconveniente. Los hornos eléctricos se utilizan como hornos de dilución y el contenido de cobre en la escoria es generalmente superior a 0,6, lo que no es adecuado para China.
3. Desventajas del método Mitsubishi
Los cuatro hornos (horno de fundición, horno eléctrico de dilución, horno de soplado y horno de ánodo) están dispuestos por sí mismos. El horno de fundición del primer proceso debe disponerse en un piso más alto y el coste de construcción es relativamente alto. La escoria se diluye con un horno eléctrico y el contenido de cobre en la escoria residual alcanza 0,6 ~ 0,7, que es mucho más alto que la ley promedio del mineral extraído en la mayoría de las grandes minas de cobre nacionales, y los recursos no se utilizan por completo.
4. Los procesos de soplado continuo de Noranda y Teniente aún se encuentran en etapa de prueba industrial.
Noranda es de soplado lateral y requiere perforación manual, lo cual requiere mucha mano de obra y tiene una tasa de fuga de aire de 10 a 15. El ruido es fuerte, las condiciones operativas son malas y el entorno de fundición no es el ideal. Si no se domina adecuadamente, puede provocar fácilmente accidentes por pulverización de espuma.
En resumen, busquemos nuevas tecnologías de fundición y encontremos nuevas formas a través de la exploración continua. La fundición de plomo y cobre del horno de soplado de fondo de oxígeno fue desarrollada por primera vez por Shuikoushan, Hunan y el Instituto de Investigación y Diseño de Ingeniería No Ferrosa de China, y se llevaron a cabo pruebas semiindustriales en Shuikoushan. En primer lugar, se utiliza para fundir plomo y se ha industrializado con éxito. Más tarde, Jiang, ex vicepresidente, ingeniero jefe y maestro de diseño nacional del Instituto de Diseño de Ingeniería No Ferrosa de China, lo utilizó para la fundición de cobre. Intentó muchas cooperaciones, pero nadie estaba dispuesto a comerse el primer cangrejo. Muchos años después, cuando el mercado del cobre en China y el mercado internacional estaban en su mejor momento, Cui Zhixiang, presidente del Grupo del Cobre en Dongying, provincia de Shandong, se acercó a Jiang y le propuso fundir 200.000 toneladas de cobre y oro en dos fases. Después de muchas discusiones y demostraciones, Cui Zhixiang y el Maestro Jiang llegaron a un acuerdo para desarrollar conjuntamente un nuevo proceso de fundición en piscina fundida y un proyecto de demostración industrial de "soplado de fondo de oxígeno y captura de oro". Desde el comienzo del diseño del proyecto hasta el inicio de la producción, el Maestro Jiang llevó a cabo investigaciones en profundidad en el sitio muchas veces, implementó el concepto científico de desarrollo y realizó revisiones detalladas de cada parámetro y datos de operación del equipo en el diseño. Para la "nueva tecnología de soplado de oxígeno del fondo", trabajó duro día y noche, estrictamente y respetó los hechos. Desde encender el horno hasta depurar, estaba sudando mucho. La exitosa puesta en servicio del horno de oxígeno de fondo soplado muestra que desde el diseño, la construcción hasta la producción, todo el personal técnico y de ingeniería y los empleados de la fábrica respetan la ciencia y la práctica, que es la base para ganar cada batalla y la fuente del desarrollo. Cuando se inicia el horno de oxígeno de fondo soplado, todo el proceso es fluido. El Maestro Jiang dijo alegremente: "Este es el primer paso en la innovación. Todavía quedan muchos problemas que deben resolverse paso a paso. Todavía queda un largo camino por recorrer".
La fundición relativamente avanzada actual El proceso es factible y no hay escape de gases. En lo que respecta al soplado de convertidores de cobre, más del 90% del mundo utiliza actualmente convertidores PS, que funcionan de forma intermitente. La mata de cobre producida por la fundición debe empaquetarse y transportarse en el taller, lo que provoca que los gases de combustión de dióxido de azufre se escapen a baja velocidad. altitud. Además, es difícil sellar completamente los gases de combustión durante la alimentación y el soplado del convertidor, y existen diversos grados de fenómenos de escape, lo que hace que el entorno operativo de la operación de soplado del convertidor PS sea muy severo. Este es un problema mundial que enfrenta la fundición de cobre en la actualidad, y todos los países están trabajando arduamente para resolver este gran problema. Para encontrar una manera de resolver el problema desde la fuente, debemos trabajar duro para cancelar el convertidor y hacer un escándalo por quemar el horno.
Actualmente existen dos procesos de soplado continuo utilizados en la producción industrial extranjera, que solucionan el problema del transporte inverso del cobre en el taller. La tasa de captura de azufre es superior a 99,8, lo que soluciona la contaminación a baja altura provocada por el soplado de mata de cobre.
El proceso Mitsubishi desarrollado en Japón utiliza un horno de soplado superior para fundir. Se utiliza un horno eléctrico para precipitar la mata de cobre, agotar la escoria y luego usar un horno de soplado superior para soplar continuamente el cobre. mate hasta convertirse en cobre ampolla. Los tres hornos están conectados por dos tolvas para lograr una fundición continua de cobre. Hay cinco fábricas de este tipo en producción en el mundo. Se trata de un proceso continuo de fundición de cobre con baja inversión y bajo costo.
El otro es el proceso de fundición de cobre de la fundición Kennecott en Utah, EE. UU., que utiliza fundición en horno flash, beneficio de escoria, trituración, secado, molienda y luego soplado en horno flash para producir cobre ampollado.
Aunque los dos procesos de fundición continua de cobre anteriores han resuelto los problemas de protección ambiental de la operación de soplado, todavía tienen deficiencias y necesitan mejoras adicionales.
El proceso Mitsubishi consta de cuatro hornos de flujo por gravedad (horno de fundición, horno eléctrico de dilución, horno de soplado y horno de ánodo). El horno de fundición para el primer proceso debe ubicarse en un piso más alto, por lo que el costo de construcción es relativamente alto. Además, la escoria del proceso Mitsubishi se diluye en el horno eléctrico y el contenido de cobre de la escoria residual alcanza 0,6 ~ 0,8, que es mucho más alto que el grado promedio de la mayoría de las grandes minas de cobre nacionales, y los recursos no se aprovechan por completo. utilizado. La desventaja del soplado continuo instantáneo es que la mata debe triturarse primero en agua, luego secarse y molerse antes de poder llevarse a cabo la operación de soplado. El proceso es complejo, la tasa de recuperación de cada proceso es difícil de garantizar 100 y hay una pequeña cantidad de pérdida mecánica. Además, el calor físico se pierde casi por completo cuando la mata líquida a alta temperatura se rompe con agua. El proceso de secado y soplado de la mata sólida requiere una fuente de calor externa y la utilización de energía térmica no es razonable. La hidrotrituración de la mata de cobre requiere una gran cantidad de agua, y el secado y la trituración aumentan el consumo de mano de obra y electricidad. Esta puede ser una razón importante por la que este proceso no se ha promovido a gran escala durante muchos años.
Además, los procesos de soplado continuo Noranda y Teniente aún se encuentran en etapa de prueba industrial.
A través de la prueba del horno de soplado de fondo de oxígeno, hemos encontrado un método eficaz para resolver la contaminación actual de dióxido de azufre a baja altitud en el soplado del convertidor PS de fundición de cobre y, al mismo tiempo, proporcionar un método mejor. que el método Mitsubishi existente, el método de soplado rápido en el mundo, etc. Es una tarea importante para nosotros desarrollar un nuevo proceso de fundición de cobre con tecnología de fundición continua de cobre más avanzada, proceso más corto, menos inversión, menor costo, mayor tasa de recuperación y mejor utilización integral.
La esencia de la "fundición continua de cobre con soplado de fondo de oxígeno" inventada por Jiang es aprender de la configuración de gravedad del método Mitsubishi y utilizar el mecanismo de fundición y las ventajas del soplado de fondo de oxígeno para combinar los tres procesos de Fundición, soplado y refinado por fuego. Se conectan tres hornos de soplado de fondo diferentes para superar las deficiencias del soplado del convertidor. Esto puede resolver completamente el problema de que el 90% de las matas de cobre del mundo todavía son expulsadas por convertidores y necesitan ser levantadas en el taller. El escape de dióxido de azufre y la contaminación durante la operación se eliminan efectivamente en el taller y se elimina el daño del humo a baja altitud en el taller. Esto no sólo ahorra la grúa necesaria para la producción de convertidores, sino que también elimina la gran superficie de inversión en taller y construcción que ocupan varios convertidores, ahorrando 1/3 del coste en las mismas condiciones.
Se caracteriza por fundir mata de cobre de alta calidad en un horno de soplado de fondo con oxígeno y soplarla en cobre blister en un horno de soplado de fondo o en un horno de soplado continuo desarrollado en mi país. Durante el proceso de fundición se produce escoria de hierro de alta calidad. El concentrado de cobre se selecciona de la escoria y se devuelve a la fundición. El concentrado de hierro se vende y los relaves de escoria. La escoria de calcio generada durante el proceso de soplado se devuelve a la fundición y el gas de combustión se purifica y se envía para producir ácido sulfúrico. Un método de fundición de cobre en ampolla incluye los siguientes pasos:
1. Después de granular el concentrado de sulfuro de cobre, otros materiales que contienen cobre y los ingredientes del fundente, agréguelos a un horno de fundición de oxígeno por soplado inferior para fundir y producir alta calidad. -grado de mata de cobre y escorias de fundición. Después de que la caldera de calor residual enfría los gases de combustión para recuperar el calor residual, se envía al precipitador electrostático para su purificación y eliminación de polvo, y luego se envía al taller de fabricación de ácido para producir ácido sulfúrico. Sus características son:
(1) Ajustar la proporción de suministro de oxígeno para producir mate de alta calidad. El grado de mata de cobre se controla entre 68 y 70 para reducir la carga de las operaciones posteriores de soplado de mata de cobre. Al mismo tiempo, se produce mata de cobre de menos de 70. El contenido de cobre en la escoria de fundición es bajo. Se puede obtener un mayor rendimiento de fundición directa. 2) El tipo de escoria de hierro de alta velocidad se utiliza para la fundición. Al agregar fundente, la relación óxido de hierro/sílice (relación en peso) de la escoria de fundición se controla entre 2,0 y 2,2, que es más alta que los niveles del proceso Mitsubishi 1,4~1,6 y el horno instantáneo 1,6~1,8 (el tipo de escoria es beneficio de escoria) . La razón por la que se puede utilizar una alta proporción de hierro a silicio para producir escoria es porque el mecanismo de reacción de la fundición por soplado de fondo es que el oxígeno actúa directamente sobre la mata de cobre. La mata de cobre actúa como portador de oxígeno para generar óxido cuproso. reacciona con el sulfuro de hierro en el concentrado para formar escoria de hierro oxidada.
El potencial de oxígeno de la reacción de formación de escoria es bajo y es difícil generar óxido férrico, por lo que la escoria puede utilizar una relación hierro-silicio más alta. Por el contrario, el mecanismo de reacción del método Mitsubishi o método de fundición instantánea es que el oxígeno actúa directamente sobre el concentrado y el sulfuro de hierro reacciona directamente con el oxígeno, por lo que el potencial de oxígeno es alto, la tendencia a generar óxido férrico es grande, la proporción es alto, la escoria es viscosa y la escoria aumenta el grado de fusión del óxido cuproso, lo que no favorece la separación de la escoria de cobre. Especialmente para el proceso Mitsubishi, si la relación hierro-silicio es demasiado alta, el óxido de hierro en la escoria aumentará. Además del aumento en el contenido de cobre en la escoria, también existe el peligro de que la escoria forme espuma. Dado que la escoria de fundición que sopla desde el fondo con oxígeno tiene un bajo contenido de Fe3O4, se puede utilizar una alta proporción de hierro a silicio para la producción de escoria. Por lo tanto, la cantidad de adición oportuna durante la fundición es relativamente pequeña, la cantidad de materiales de fundición se reduce, la tasa de escoria es baja, la cantidad de materiales para el beneficio de la escoria es pequeña, el consumo de energía se reduce en consecuencia y la cantidad de cobre se pierde. con la escoria se reduce correspondientemente.
2. Tratamiento del mineral de escoria de fundición
La escoria de fundición producida por el horno de soplado inferior pasa a través de la bolsa de escoria o del pozo de escoria y se enfría lentamente antes de enviarse al tratamiento del mineral. El proceso de procesamiento de minerales incluye trituración y molienda de la escoria, flotación para seleccionar el concentrado de cobre de la escoria y luego selección del concentrado de hierro y relaves. El beneficio de escoria de fundición de cobre cuenta con tecnología madura en el país y en el extranjero. La escoria soplada desde el fondo es similar a la escoria de fundición de Noranda. Daye procesa escoria de fundición de Noranda para producir concentrado de cobre y concentrado de hierro. Los relaves generados se pueden utilizar para la dosificación de cemento o la fabricación de ladrillos, logrando una planta de fundición sin residuos. El contenido de cobre de los relaves es inferior a 0,35, lo que puede aumentar la tasa total de recuperación de cobre entre 0,6 y 0,7 en comparación con el proceso de dilución en horno eléctrico. El excelente índice de contenido de cobre en la escoria agotada de hornos eléctricos es de 0,6~0,7. Mi país tiene una escasez extrema de recursos de cobre y todavía se están extrayendo recursos con un contenido de cobre de aproximadamente 0,42 en mineral bruto. Esta tecnología utiliza un proceso de tratamiento de mineral para recuperar el cobre residual de la escoria. La tasa de recuperación de cobre es alta, los recursos se utilizan en su totalidad y está en línea con las condiciones nacionales. Es más, la inversión de capital unitaria y los costos operativos por tonelada de escoria procesada mediante el método de procesamiento de minerales son básicamente los mismos que los del método de dilución en horno eléctrico. Por lo tanto, el beneficio de escoria también es más beneficioso desde una perspectiva económica.
3. Soplado de mata de cobre
La mata de cobre líquida de alta temperatura producida por el horno de fundición por soplado por el fondo se inyecta continuamente en el horno de fundición por soplado por el fondo con oxígeno a través del conducto, y El aire rico en oxígeno se envía continuamente desde la parte inferior del horno de fundición. Entrada, soplado continuo de mata de cobre de alta calidad. Al mismo tiempo, se agrega continuamente piedra caliza fundente desde la abertura superior del horno a través del silo y la cinta dosificadora alimentadora para crear escoria. (También puede moler la cal fundente o la piedra caliza hasta convertirla en polvo sin abrir el techo del horno y enviarla al horno junto con el oxígeno de la pistola de oxígeno a través del silo y el alimentador de cinta dosificadora para producir escoria). La parte superior de un extremo del horno está perforado para descargar la escoria de fusión, y la parte inferior está perforada hay un dispositivo de sifón para descargar el cobre crudo, como se muestra en la Figura 2. Realice la adición continua de mata de cobre, soplado continuo, adición continua de fundente, producción y descarga continua de escoria y descarga continua de cobre blister para realizar el proceso de soplado continuo. Sus características son las siguientes: 1) Horno de soplado de fondo. En las condiciones en las que coexisten el cobre ampollado, la mata y la escoria, el oxígeno se transfiere a través del cobre ampollado. Por lo tanto, el potencial de oxígeno del cobre blister es el más alto, lo que puede garantizar que se pueda obtener cobre blister con menor contenido de azufre que otras fundiciones continuas, lo que es beneficioso para la eliminación de elementos del Grupo V como As, Sb y Bi, y Mejora la calidad del cobre blister. Al mismo tiempo, el soplado de fondo puede reducir la formación de Fe3O4 y prevenir la precipitación de Fe3O4 y la generación de escoria espumosa. El bajo contenido de óxido férrico en la escoria reducirá la viscosidad de la escoria, lo que puede reducir la inclusión de óxido cuproso en la escoria, haciendo que el contenido de cobre en la escoria sea menor que el del soplado instantáneo y el soplado Mitsubishi, y puede reducirse. a menos de 10. (2) Se utiliza mate de alta calidad para la fundición (que contiene 68 ~ 70 de cobre), por lo que la carga de fundición es pequeña y la escoria de fundición es relativamente pequeña. Ajustando la relación oxígeno-nitrógeno y la presión de suministro de oxígeno (la relación de volumen oxígeno-nitrógeno se puede ajustar en el rango de 5:5 a 8:2, y la presión del suministro de oxígeno se puede ajustar en el rango de 0,4 MPa a 0,8 MPa ), se puede controlar la velocidad de reacción del soplado de aire, controlando así la temperatura de soplado dentro del rango de 1220 ℃ a 1250 ℃.
(3) Determinar el tipo de soplado de escoria según la composición del concentrado: En general, la ganga del concentrado de cobre contiene alto contenido de hierro y menos elementos alcalinos como calcio y magnesio. El fundente que necesita el óxido de calcio. que se agregará durante la fundición. Se utiliza escoria de hierro y calcio. La escoria soplada se tritura con agua y se devuelve al horno de fundición para reemplazar el fundente de piedra caliza necesario para la fundición. Cuando se trata de concentrados de cobre con alto contenido de calcio en circunstancias especiales (no se requiere fundente de piedra caliza durante la fundición), también se puede agregar piedra de cuarzo al horno de soplado para producir escoria de ferrosilicio, y luego enfriar lentamente y enviar al taller de selección de escoria para su procesamiento. .
(4) Según el tamaño del horno de soplado inferior, mantenga una inclinación de 1 a 3 durante la preparación, de modo que la capa gruesa de cobre en el extremo de entrada de la mata sea más delgada y el oxígeno- El aire rico enviado desde la pistola rociadora se puede enviar directamente. La capa mate sufre una reacción de soplado para evitar el exceso de óxido cuproso.
Un extremo de la salida de cobre grueso puede mantener una capa de cobre más gruesa. Para evitar una reacción de equilibrio inversa con la mata de cobre y aumentar el contenido de azufre del cobre ampollado, se colocan algunos ladrillos respirables en el fondo en este extremo y se introduce lentamente una pequeña cantidad de aire rico en oxígeno en la capa de cobre ampolla para aumentar su potencial de oxígeno y controlar el contenido de cobre en ampollas para cumplir con el estándar. Evita la necesidad de redesulfuración en el horno de ánodo mediante el método Mitsubishi y el método de soplado continuo flash, lo que hace que los gases de combustión del horno de ánodo necesiten un tratamiento especial. resuelve problemas ambientales.
(5) El horno de fondo sopla continuamente y la temperatura del horno es estable, lo que supera las deficiencias de las fluctuaciones excesivas de temperatura durante el funcionamiento periódico del convertidor, lo que es beneficioso para extender en gran medida la vida útil del horno de soplado, reduciendo el consumo de materiales refractarios y la carga de trabajo de mantenimiento, reduciendo así los costos de fundición de cobre. Con la inyección continua, el volumen y la composición de los gases de combustión (contenido de dióxido de azufre) son estables y equilibrados, y no es necesario girar el cuerpo del horno con frecuencia, lo que reduce el costo de la fundición de cobre. El soplado continuo supera las deficiencias de las grandes fluctuaciones en el volumen y la composición de los gases de combustión durante el funcionamiento periódico del convertidor y puede utilizar la producción de ácido para reducir la inversión en equipos de producción de ácido.
(6) Hay un conducto de mata de cobre desde el horno de fundición al horno de conversión, y la mata de cobre fluye directamente desde el horno de fundición al horno de conversión a través del conducto. Se instala un quemador aislante en el conducto de conexión para calentar y conservar el calor para evitar que la mata de cobre se congele en el conducto. Se proporciona una campana de ventilación en un extremo del conducto para eliminar los gases de combustión que se escapan del quemador de conservación de calor y el conducto se descarga después de la desulfuración. Supera el problema del uso de camiones para transportar mata en el taller durante la operación periódica del convertidor, y una gran cantidad de dióxido de azufre en la mata se escapa desorganizada, causando una grave contaminación por dióxido de azufre a baja altitud y deteriorando la operación del taller.