一種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于冶煉領域，尤其是一種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝。
【背景技術】
[0002] 現有技術中，火法冶煉銅時大多采用空氣一天然氣燃燒系統，該燃燒系統為傳統 燃燒方式，由于參與燃燒的為空氣中的氧氣，而氧氣在空氣中的比例僅為20%左右，因此有 將近80 %的氣體鼓入爐子中后沒有參與燃燒，卻被加熱后變成煙氣排出爐外，該部分氣體 帶走了大部分熱量，使得燃燒的熱能損耗率大大降低，而且外排的運部分煙氣使得爐前操 作環境惡化，造成了周邊環境的污染。全氧燃燒技術可W充分利用燃料燃燒產生的熱量，明 顯地提高其生產效率及節約成本，但是全氧燃燒技術銅在冶煉過程中應用時，氧然比控制 不合理，由于純氧的作用會使產品質量差。
【發明內容】
[0003] 有鑒于此，本發明旨在提出一種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝，W解決現有技 術中銅冶煉燃料利用率低、成本高、尾氣污染和產品質量差的問題。
[0004] 為達到上述目的，本發明的技術方案是運樣實現的：
[0005] -種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝，包括化料、氧化、還原和保溫四個階段，燃 料采用天然氣，助燃氣體采用純氧；
[0006] 化料階段，純氧與天然氣的體積比為2.5-3.0;
[0007] 氧化階段，純氧與天然氣的體積比為3.0-3.5;
[000引還原階段，純氧與天然氣的體積比為1.8-2.0;
[0009] 保溫階段，純氧與天然氣的體積比為1.5-1.8。
[0010] 進一步，所述化料階段冶煉爐內溫度范圍為1150-1250°C，壓力范圍為-20-- 50Pa，時間為3-5小時；天然氣在空氣（含有大約21 %的氧氣）中的燃燒火焰溫度約為1938 °C，增加氧氣的濃度至23 %時，火焰溫度可提高至2004°C，火焰溫度隨著氧氣濃度的增加有 明顯的升高，較高的火焰溫度可W增強爐內傳熱，采用純氧助燃，化料時間由原來的8-10小 時縮短至3-5小時，提高了生產效率。
[0011] 進一步，所述氧化階段冶煉爐內溫度范圍為1150-1200°C，壓力范圍為-20-- 50Pa〇
[0012] 進一步，所述還原階段冶煉爐內溫度不低于1120°C，壓力范圍為-20--50Pa;在還 原階段，銅液內通入還原劑，天然氣在銅液表面燃燒，一方面使得銅液保持一定的溫度，即 不低于1120°C;另一方面，控制氧燃比（純氧與天然氣的體積比）在1.8-2.0,天然氣燃燒產 生的C0可W還原位于表面的銅液，運樣起到了保溫與還原的雙重作用，又不會浪原料。
[0013] 進一步，所述保溫階段銅液的溫度不低于1120°c，壓力范圍為-20--50化，保證銅 液質量，W便進入后續生產。
[0014] 進一步，所述純氧的含氧量為85%-99.2%。
[0015] 相對于現有技術，本發明所述的一種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝具有W下優 勢:采用全氧燃燒技術冶煉銅，燃料利用率高，節省能源、節約成本，冶煉爐內溫度高，冶煉 時間短，生產效率高;有害氣體排放量小，銅液純度高，產品質量好。
【具體實施方式】
[0016] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可W相 互組合。
[0017] 在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語"安裝"、"相 連"、"連接"應做廣義理解，例如，可W是固定連接，也可W是可拆卸連接，或一體地連接； 可W是機械連接，也可W是電連接;可W是直接相連，也可W通過中間媒介間接相連，可W 是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可W通過具體情況理解上述術 語在本發明中的具體含義。
[001引實施例1
[0019] -種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝，包括化料、氧化、還原和保溫四個階段，燃 料采用天然氣，助燃氣體采用純氧，純氧的含氧量為85%-99.2% ;
[0020] 化料階段，純氧與天然氣的體積比為2.6，冶煉爐內溫度范圍為1150-1250°C，壓力 范圍為-20--50化，時間為3-5小時；
[0021] 氧化階段，純氧與天然氣的體積比為3.2，冶煉爐內溫度范圍為1150-1200°〇，壓力 范圍為-20--50化；
[0022] 還原階段，純氧與天然氣的體積比為1.85,冶煉爐內溫度不低于1120°C，壓力范圍 為-20--50化；
[0023] 保溫階段，純氧與天然氣的體積比為1.6,冶煉爐內溫度不低于1120°C，壓力范圍 為-20--50化。
[0024] 實施例2
[0025] -種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝，包括化料、氧化、還原和保溫四個階段，燃 料采用天然氣，助燃氣體采用純氧，含氧量為85 % -99.2 % ;
[00%]化料階段，純氧與天然氣的體積比為2.8，冶煉爐內溫度范圍為1150-1250°C，壓力 范圍為-20--50化，時間為3-5小時；
[0027]氧化階段，純氧與天然氣的體積比為3.3，冶煉爐內溫度范圍為1150-1200°〇，壓力 范圍為-20--50化；
[00%]還原階段，純氧與天然氣的體積比為1.88,冶煉爐內溫度不低于1120°C，壓力范圍 為-20--50化；
[0029] 保溫階段，純氧與天然氣的體積比為1.65,冶煉爐內溫度不低于1120°C，壓力范圍 為-20--50化。
[0030] 實施例3
[0031] -種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝，包括化料、氧化、還原和保溫四個階段，燃 料采用天然氣，助燃氣體采用純氧，含氧量為85 % -99.2 % ;
[0032] 化料階段，純氧與天然氣的體積比為2.9，冶煉爐內溫度范圍為1150-1250°C，壓力 范圍為-20--50化，時間為3-5小時；
[0033] 氧化階段，純氧與天然氣的體積比為3.4，冶煉爐內溫度范圍為1150-1200°〇，壓力 范圍為-20--50化；
[0034] 還原階段，純氧與天然氣的體積比為1.9,冶煉爐內溫度不低于1120°C，壓力范圍 為-20--50化；
[0035] 保溫階段，純氧與天然氣的體積比為1.7,冶煉爐內溫度不低于1120°C，壓力范圍 為-20--50化。
[0036] -、全氧燃燒冶煉的銅生產銅線的檢測效果實施例
[0037] 效果實施例1
[0038] 采用全氧燃燒技術冶煉，銅液的純度可達99.5-99.9%，可用于銅線生產。
[0039] 表1實施例1、2、3冶煉的銅生產銅線的質量檢測數據 Γ00401
[0041] 綜上可知，采用全氧燃燒技術冶煉銅，冶煉完成的銅液純度高，生產成銅線后，銅 線的可拉拔直徑小、電阻率低，質量好。
[0042] 二、全氧燃燒代替空氣助燃冶煉銅時節能方面的效果實施例
[0043] 效果實施例2
[0044] 表2采用空氣助燃時單臺冶煉爐的工藝參數
[0045] _
[0046] 由上表可知，單位產品能源消耗=每循環所需要的燃料/每循環銅產量，約為120 立方。通過燃燒熱值和銅的烙點等理論計算，在能源不被浪費的前提下烙化1噸廢銅約需要 天然氣為32立方。可W得到，采用全氧燃燒技術可W比空氣助燃方式節能40%。
[0047] 除此之外，當空氣作為氧化劑時，氮氣相當于一個氣流團，當高溫氮氣被排出爐外 時，同時都帶走了大量的能量，運通常是空氣燃燒爐的效率不是很高的原因之一。采用全氧 燃燒，助燃氣體中只有較少的不可燃氣體，尾氣帶走得熱量較少，爐內熱能的利用率高，廢 氣和污染物排放量底。
[004引 W上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用W限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝，其特征在于:包括化料、氧化、還原和保溫四 個階段，燃料采用天然氣，助燃氣體采用純氧； 化料階段，純氧與天然氣的體積比為2.5-3.0; 氧化階段，純氧與天然氣的體積比為3.0-3.5; 還原階段，純氧與天然氣的體積比為1.8-2.0; 保溫階段，純氧與天然氣的體積比為1.5-1.8。2. 根據權利要求1所述的一種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝，其特征在于:所述化料 階段冶煉爐內溫度范圍為1150-1250°C，壓力范圍為-20--50Pa，時間為3-5小時。3. 根據權利要求1所述的一種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝，其特征在于:所述氧化 階段冶煉爐內溫度范圍為1150-1200°C，壓力范圍為-20--50Pa。4. 根據權利要求1所述的一種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝，其特征在于:所述還原 階段冶煉爐內溫度不低于1120°C，壓力范圍為-20--50Pa。5. 根據權利要求1所述的一種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝，其特征在于:所述保溫 階段銅液的溫度不低于1120°C，壓力范圍為-20--50Pa。6. 根據權利要求1-5中任一項所述的一種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝，其特征在 于:所述純氧的含氧量為85%-99.2%。
【專利摘要】本發明提供了一種利用全氧燃燒技術冶煉銅的工藝，包括化料、氧化、還原和保溫四個階段，燃料采用天然氣，助燃氣體采用純氧；化料階段，純氧與天然氣的體積比為2.5-3.0；氧化階段，純氧與天然氣的體積比為3.0-3.5；還原階段，純氧與天然氣的體積比為1.8-2.0；保溫階段，純氧與天然氣的體積比為1.5-1.8。采用全氧燃燒技術冶煉銅，燃料利用率高，節省能源、節約成本，冶煉爐內溫度高，冶煉時間短，生產效率高；有害氣體排放量小，銅液純度高，產品質量好。
【IPC分類】C22B15/00
【公開號】CN105543497
【申請號】CN201510956952
【發明人】張海峰, 李傳倉, 齊建爽
【申請人】天津華北集團銅業有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月17日