回转式阳极炉用煤基还原剂合理渣型研究

论文摘要

目前国内外大多数铜冶炼厂采用木炭粉、重油、青木、柴油、液化石油气、天然气、氨、丙烷等作为铜火法精炼还原剂。但出于对资源条件限制,环境要求的提高以及经济方面等因素的考虑,这些还原剂暴露出明显的缺点。新型煤基炭质还原剂生产原料资源丰富,可以很好的改善生态保护和坏境保护的现状,并可以大大降低还原成本,因此国内已有部分厂家开始使用其作为铜精炼还原剂。云南铜业股份有限公司在固定式阳极炉上使用煤基还原剂获得很好的效果。现该公司拟在新建的两台350t的回转式阳极炉采用煤基还原剂,甘肃会川公司也计划在其新建的350t回转式阳极炉使用煤基还原剂。由于受原料成分的限制,煤基还原剂的渣量较大并且有时会出现干渣,生产中需要人工补充扒渣,生产工艺难以稳定。为了充分体现回转式阳极炉自动排渣的特点,必须保证精炼渣具有较好的流动性。 本课题针对云南铜业股份有限公司阳极炉精炼渣的熔点高,流动性差的问题,从前人的工作基础上出发,依掘冶会热力学及相图理论,寻求低熔点、流动性好的合理渣型。通过改变炉渣成分比例或加入熔剂的方法来降低精炼渣的熔点,增加渣的流动性。采用半球点法测定在不同条件下熔渣的熔点,来分析各添加剂对精炼渣熔点的影响,从而初步选择合适的添加剂。从理论角度分析备选添加剂对精炼渣黏度等方面的影响,优选出合适的添加剂,再进行工业化实验最终确定合适的添加剂。通过对纯碱、硼砂、石灰、萤石、石英等五种添加剂对精炼渣熔点影响的测定和黏度分析及对其它各因素的综合考虑,经过工业化实验检验,最终选择石灰作为添加剂。生产中合理渣型的主要成分为CaO:6.60%～8.27%,SiO2:26.60%～26.98%,Al2O3:6.31%～6.40%,FeO:30.32%～30.76%,熔点为1115～1140℃,可取得良好的精炼效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 铜冶炼简述
• 1.1.1 铜的用途
• 1.1.2 铜的冶炼
• 1.2 铜的火法精炼
• 1.3 火法精炼所用设备
• 1.3.1 固定式式阳极炉
• 1.3.2 回转式阳极炉
• 1.3.3 倾动式阳极炉
• 1.4 国内外火法精炼所使用的还原剂
• 1.5 煤基还原刺煤灰化学成分及高温性质
• 1.6 本研究工作的提出及内容
• 1.7 本课题的研究创新点
• 第二章 基础理论
• 2.1 铜火法精炼的反应原理
• 2.1.1 氧化反应
• 2.1.2 还原反应
• 2.2 熔融炉渣
• 2.2.1 炉渣的热力学模型
• 2.2.2 炉渣的结构
• 2.2.3 炉渣的物理性质
• 2.3 精炼渣的研究现状
• 2.4 本课题的研究方法
• 2.5 环保分析
• 第三章 实验研究
• 3.1 熔化温度测定实验的意义
• 3.2 半球法原理
• 3.3 实验原料
• 3.4 实验设备
• 第四章 实验结果分析与讨论
• 4.1 实验原始数据
• 4.2 实验数据处理
• 4.3 实验结果分析
• 2CO₃对精炼渣熔点的影响'>4.3.1 Na₂CO₃对精炼渣熔点的影响
• 2对精炼渣熔点的影响'>4.3.3 CaF₂对精炼渣熔点的影响
• 4.3.4 CaO对精炼渣熔点的影响
• 2对精炼渣熔点的影响'>4.3.5 SiO₂对精炼渣熔点的影响
• 4.4 小结
• 第五章 工业化实验
• 5.1 350吨回转式阳极炉主要技术参数
• 5.2 精炼作业实践
• 5.2.1 加料
• 5.2.2 保温
• 5.2.3 氧化
• 5.2.4 还原
• 5.2.5 阳极浇铸
• 5.3 试验粗铜及还原剂的化学成分
• 5.4 实验结果
• 5.5 阳极炉脱氧速度分析
• 5.6 炉渣粘度分析
• 5.7 小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A（攻读学位期间发表论文目录）
• 附录B