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氧氣側(cè)吹爐處理銅浮渣的生產(chǎn)實(shí)踐

文檔作者：張立王媛媛李小兵盧國才王慶軍文檔來源：濟(jì)源市萬洋冶煉集團(tuán)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年10月05日
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上一篇：一種低成本綜合回收金屬的冶煉工藝模式

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2016年6月第3期張立等：氧氣側(cè)吹爐處理銅浮渣的生產(chǎn)實(shí)踐·13·
氧氣側(cè)吹爐處理銅浮渣的生產(chǎn)實(shí)踐
張立，王媛媛，李小兵，盧國才，王慶軍
(濟(jì)源市萬洋冶煉集團(tuán)有限公司，河南濟(jì)源454691)
[摘要] 介紹了氧氣側(cè)吹爐處理銅浮渣的生產(chǎn)實(shí)踐。實(shí)踐表明，該方法生產(chǎn)效率高，環(huán)保效果好，運(yùn)
行穩(wěn)定，為銅浮渣的處理提供了一種新的技術(shù)方式。
[關(guān)鍵詞] 銅浮渣；氧氣側(cè)吹爐；熔池熔煉；冰銅
[中圖分類號(hào)]TF812；TF811 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] B [文章編號(hào)] 1672—6103(2016)03—0013—03
O 前言
銅浮渣是粗鉛火法精煉熔析除銅的產(chǎn)物，其主
要成分是鉛和銅，一般含銅10％～15％、鉛70％左
右，此外還含有zn、sn、As、Sb、Co、Ni、Ag、Au及其他
元素。目前銅浮渣處理工藝有反射爐法、鼓風(fēng)爐法、
轉(zhuǎn)爐法、電爐法、酸浸法、氨浸法等。其中，反射爐法
勞動(dòng)條件差、熱效率低及爐襯腐蝕快、檢修頻繁，已
被國家列為限期淘汰工藝；鼓風(fēng)爐法處理銅浮渣，銅
锍中鉛品位高，銅品位低，Cu／Pb較低，鉛和銅的回
收率低，大量的銅留在粗鉛中，大量的鉛進(jìn)入銅锍，
造成銅、砷和貴金屬在過程中循環(huán)；轉(zhuǎn)爐處理銅浮渣
存在燃料耗量較大，生產(chǎn)成本較高的問題；電爐法電
耗較大，達(dá)340～380 kWh／t，運(yùn)行費(fèi)用高；酸浸法、氨
浸法，適合處理含銅高的銅浮渣，但對(duì)于含銅低的銅
浮渣不經(jīng)濟(jì)，而且濕法產(chǎn)生的污水、廢氣處理較為
復(fù)雜。
濟(jì)源市萬洋冶煉(集團(tuán))有限公司鉛冶煉系統(tǒng)
電鉛產(chǎn)能為25萬t，年產(chǎn)銅浮渣3萬t左右。公司
技術(shù)改造前銅浮渣采用蘇打一鐵屑法在反射爐內(nèi)處
理，將鉛分離出來，然后渣和低品位冰銅再人冰銅爐
熔煉，使冰銅富集達(dá)到出售要求。由于該工藝環(huán)保
較差，效率低，公司在2013年進(jìn)行了技術(shù)改造，采用
氧氣側(cè)吹爐處理銅浮渣。經(jīng)過不斷試驗(yàn)和改進(jìn)，鉛
銅分離較好，熔煉效率高，環(huán)保狀況得到改善，達(dá)到
[作者簡介]張立(1983一)，男，河南項(xiàng)城人，濟(jì)源市萬洋冶煉集
團(tuán)有限公司科技處處長，負(fù)責(zé)生產(chǎn)工藝工作。
[收稿日期]2015—04—23
了預(yù)期目標(biāo)，目前生產(chǎn)穩(wěn)定，指標(biāo)良好。
1 氧氣側(cè)吹爐處理銅浮渣工藝概況
1．1側(cè)吹爐工藝的選擇
萬洋公司按照工藝先進(jìn)、環(huán)保達(dá)標(biāo)、熔煉高效、
自動(dòng)化程度高，投資成本低、節(jié)能降耗的原則，對(duì)氧
氣側(cè)吹爐處理銅浮渣進(jìn)行了分析論證。
最近幾年，國內(nèi)氧氣側(cè)吹熔煉技術(shù)發(fā)展較快，其
主要用在高鉛渣還原熔煉和銅精礦的造锍熔煉。高
鉛渣中的鉛以氧化鉛的形式存在，高鉛渣在氧氣側(cè)
吹爐內(nèi)還原30min，渣含鉛即可降至2％以下，熔煉
效率很高。銅浮渣中鉛大部分也以PbO的形式存
在，因此高鉛渣側(cè)吹熔煉為銅浮渣側(cè)吹熔煉降低渣
含鉛、提高鉛回收率提供了依據(jù)。冰銅以硫化物為
主，它是熔煉過程中產(chǎn)生的重金屬硫化物的共熔體，
以Cu：S、FeS為主，溶解少量其他金屬硫化物(PbS、
ZnS等)、氧化鐵(FeO、Fe：O，等)、貴金屬(Au、Ag
等)。側(cè)吹爐在銅精礦的造锍熔煉生產(chǎn)中應(yīng)用成
熟，側(cè)吹熔煉過程的傳質(zhì)和傳熱條件好，攪拌強(qiáng)度
大，生產(chǎn)效率高。
萬洋公司已有兩臺(tái)氧氣側(cè)吹爐用于高鉛渣的還
原熔煉，投產(chǎn)以來，運(yùn)行穩(wěn)定，指標(biāo)良好，爐前工人具
備熟練的操作技能，為工藝探索試驗(yàn)提供了很好的
條件。氧氣側(cè)吹爐占地很小，爐子銅水套壽命長，控
制系統(tǒng)自動(dòng)化程度高。因此，公司決定選擇氧氣側(cè)
吹爐對(duì)銅浮渣的處理進(jìn)行技術(shù)改造。
1．2側(cè)吹爐爐型結(jié)構(gòu)
氧氣側(cè)吹爐從下到上可分為四個(gè)區(qū)域：爐缸區(qū)、
熔池區(qū)、鼓泡區(qū)和再燃燒區(qū)。
萬方數(shù)據(jù)
·14· 中國有色冶金生產(chǎn)實(shí)踐篇·重金屬
爐缸區(qū)：爐缸外殼是一矩形的鋼質(zhì)焊接容器
(槽形)，爐缸鋼外殼內(nèi)底部和墻壁砌有耐高溫鎂鉻
磚。在熔池的一端，為了將熔體從爐內(nèi)有計(jì)劃地放
出，設(shè)有從爐內(nèi)正常放渣的放渣口和冰銅lZl，在爐缸
下部，還設(shè)有安全口(底鉛口)，用于停爐時(shí)將底鉛
放出。在爐的一側(cè)設(shè)有放鉛的虹吸裝置，調(diào)整鉛流
口的高度可控制爐缸中鉛層的高度。
熔池區(qū)：熔池區(qū)是用來實(shí)現(xiàn)冶金過程的區(qū)域，向
爐渣熔體鼓風(fēng)送入富氧空氣，進(jìn)行燃料燃燒對(duì)熔體
的加熱和熔煉反應(yīng)，生成爐渣、冰銅和粗鉛。為了減
少爐料顆粒和熔體液滴被氣流機(jī)械帶出，爐身做成
向上擴(kuò)展的形式(2、3層水套向外傾斜)。
鼓泡區(qū)：從熔池區(qū)的靜止渣面到二次風(fēng)口的下
面稱為鼓泡區(qū)。在一次富氧空氣作用下，氣體使熔
渣熔池強(qiáng)烈翻滾、攪動(dòng)、噴濺，在此區(qū)域完成熔煉過
程，同時(shí)熔渣在翻滾、噴濺的過程中，可被二次燃燒
的高溫氣體加熱，從而提高了熱利用率。
再燃燒區(qū)：在爐子側(cè)墻第三排水套上安裝有向
下傾斜的再燃燒風(fēng)嘴，以提供空氣或富氧空氣鼓風(fēng)，
其目的是燃燒爐氣中CO，并將燃燒產(chǎn)生的熱部分返
回熔池。
1．3熔煉過程
將銅浮渣、純堿、鐵屑和硫鐵礦按照一定比例進(jìn)
行配料，均勻不間斷地投料(10～15 t／h)，同時(shí)從富
氧熔池熔煉側(cè)吹爐下料口下煤(1～2 t／h)，從一次
風(fēng)口鼓入富氧空氣(氧濃度45％～65％)，控制熔煉
反應(yīng)氣氛。配人純堿是為了降低爐渣和锍的熔點(diǎn)；
加入鐵屑的作用是將硫化鉛置換成金屬鉛，降低冰
銅含鉛；加入硫鐵礦，為了補(bǔ)充造冰銅所需的硫。
銅浮渣中的鉛經(jīng)過熔煉形成粗鉛，通過虹吸道
虹吸排出，租鉛進(jìn)入電解系統(tǒng)；銅以冰銅形式通過冰
銅口排出，含銅35％～45％、含鉛3～6％，這部分冰
銅銷售。含有少量鉛的渣通過渣El排出，同時(shí)產(chǎn)生
高溫?zé)煔?。氧氣?cè)吹爐處理銅浮渣工藝流程如圖1
所示。
處理銅浮渣過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，通過表面
冷卻器降溫進(jìn)入脈沖收塵器收塵，收塵煙氣經(jīng)氣動(dòng)
乳化脫硫后達(dá)標(biāo)排放，排放煙氣SO：濃度小于200
mg／m3。收塵煙灰返回配料系統(tǒng)。
每個(gè)熔煉周期150～180 rain，熔煉周期內(nèi)虹吸
道保持通暢，根據(jù)人爐配料的含鉛量自由排出粗鉛。
爐內(nèi)冰銅和熔渣單獨(dú)間斷排放。
銅浮渣純堿鐵屑煤硫鐵礦
粗鉛煙氣爐渣冰銅
返回配料達(dá)標(biāo)排放返回配料
圖1 氧氣側(cè)吹爐處理銅浮渣工藝流程圖
2生產(chǎn)期間出現(xiàn)的問題及技術(shù)改造
側(cè)吹爐處理銅浮渣為新技術(shù)，自2013年12月
試驗(yàn)開爐以來，生產(chǎn)中出現(xiàn)了很多問題，先后改造了
13次，問題得以解決，確保了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。工
藝裝備的改造主要有以下幾個(gè)方面：
(1)煙氣管道改造：氧氣側(cè)吹爐出口煙氣經(jīng)表
面冷卻器降溫進(jìn)入脈沖收塵器，試驗(yàn)階段未上余熱
鍋爐，熔煉廠房內(nèi)部的煙氣管道由內(nèi)襯耐火爐磚、外
襯鋼板組成，生產(chǎn)中內(nèi)襯耐火磚壽命較短，外襯鋼板
變形嚴(yán)重，同時(shí)平管道內(nèi)結(jié)渣嚴(yán)重，清理頻繁。改造
采用原公司淘汰的鼓風(fēng)爐水套做煙道，取消平管道，
改為人字形管道，實(shí)踐中運(yùn)行較好，未出現(xiàn)管道變形
的問題，管道結(jié)渣現(xiàn)象明顯改善。
(2)冰銅口改造：生產(chǎn)運(yùn)行初期，冰銅帶鉛嚴(yán)
重，鑄錠機(jī)模中有大量的粗鉛，鉛與冰銅分離不好，
在改變?cè)?、調(diào)整配料后仍未能有效解決后，對(duì)冰銅
lZl的高度位置進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整以后，冰銅帶鉛問題
得到了解決，含鉛量控制在3％～6％，達(dá)到了預(yù)期
目標(biāo)。
(3)收塵器改造：試驗(yàn)階段選用一臺(tái)收塵器，既
做熔煉煙氣收塵又做衛(wèi)生收塵，通過管道閥門調(diào)節(jié)
現(xiàn)場衛(wèi)生收塵風(fēng)量，運(yùn)行情況非常不理想，放鉛、放
渣、放冰銅閥門開大時(shí)，對(duì)爐內(nèi)的負(fù)壓影響較大，爐
體出口有冒煙現(xiàn)象。改造后，增加一臺(tái)脈沖衛(wèi)生收
塵器，現(xiàn)場環(huán)境得到改善。
(4)后期改造：目前雖然生產(chǎn)穩(wěn)定，指標(biāo)良好，
較反射爐處理工藝有明顯改善，但后期仍需做部分
改造。首先需增加一臺(tái)余熱鍋爐，以替代現(xiàn)有的水
套加表面冷卻器的降溫方式，既能回收余熱，又能因
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萬方數(shù)據(jù)
2016年6月第3期張立等：氧氣側(cè)吹爐處理銅浮渣的生產(chǎn)實(shí)踐·15·
直升煙道高度的增加而降低煙塵率，同時(shí)徹底解決
煙道結(jié)渣堵塞現(xiàn)象；其次增加電熱前床，目前側(cè)吹爐
的渣含鉛可降至3％以下，但渣含銅在6％左右，這
部分渣需進(jìn)入冰銅爐處理，后期改造增加前床降低
渣含銅，取消冰銅爐的二次熔煉過程。
3主要技術(shù)指標(biāo)
氧氣側(cè)吹爐工藝的主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。
表1主要技術(shù)指標(biāo)
4氧氣側(cè)吹爐的工藝優(yōu)勢
氧氣側(cè)吹爐處理銅浮渣工藝與改造前的反射爐
工藝相比，具有以下技術(shù)優(yōu)勢：
(1)環(huán)境得以改善。反射爐現(xiàn)場環(huán)境差，煙氣
逸出點(diǎn)較多，采用富氧側(cè)吹工藝，生產(chǎn)操作環(huán)境
改善。
(2)側(cè)吹爐為富氧熔池熔煉技術(shù)，熔煉效率高，
改造后l臺(tái)6 m2側(cè)吹爐的處理量超過了原3臺(tái)反射
爐(1臺(tái)13 m2和2臺(tái)6 m2)的處理量。
(3)自動(dòng)化程度提高，側(cè)吹爐工藝采用DCS自
動(dòng)化控制，工人勞動(dòng)強(qiáng)度明顯減小，指標(biāo)易于
控制。
(4)冰銅品質(zhì)提高，反射爐所產(chǎn)冰銅含銅30％
～40％，含鉛高達(dá)16％～20％，這部分冰銅需再人
冰銅爐進(jìn)行銅的富集和鉛的分離。采用側(cè)吹爐處理
銅浮渣，冰銅品位35％～45％，含鉛3％～6％，省去
了再次進(jìn)入冰銅爐二次處理的費(fèi)用。
(5)側(cè)吹爐處理工藝采用單一的煤作為燃料，
同時(shí)通人富氧進(jìn)行熔煉，效率提高，處理成本
降低。
5 結(jié)語
河南濟(jì)源市萬洋冶煉(集團(tuán))有限公司氧氣側(cè)
吹爐處理銅浮渣工藝投產(chǎn)運(yùn)行以來，針對(duì)生產(chǎn)中遇
到的問題做了大量的改造工作，探索出了側(cè)吹爐熔
煉的技術(shù)參數(shù)，取得了較好的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
實(shí)踐表明，其是一種高效、節(jié)能、環(huán)保的現(xiàn)代冶煉方
法，為替代反射爐提供了一種新的熔煉工藝，在銅浮
渣冶煉領(lǐng)域?qū)⒕哂型茝V前景。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 鉛鋅冶金學(xué)編委會(huì)．鉛鋅冶金學(xué)[M]．北京：科學(xué)出版社，
2003．
[2] 朱祖澤，賀家齊．現(xiàn)代銅冶金學(xué)[M]．北京：科學(xué)出版社，
，00"4
Production practice of copper dross treatment with oxygen side-blowing furnace
ZHANG Li，WANG Yuan—yuan，LI Xiao-bing，LU Guo—cai，WANG Qing—jun
Abstract：This paper introduces the production practice of copper dross treatment with oxygen side—blowing fur—
nace．According to the production practice，this method is high in production efficiency with good environmental
performance and stable operation，which provides a new way to treat copper dross．
Key words：copper dross；oxygen side-blowing furnace；bath smelting；copper matte

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