冰铜富氧吹炼工艺的模型开发与应用

开发了铜转炉富氧吹炼冰铜过程的动态物料和能量控制模型及富氧吹炼节能模型,分析计算富氧浓度对物料和能量收地的影响,并预测富氧对转炉烟所在生成量,吹炼时间,冷料加入量的影响情况,结果与实践生产数据吻合较好。     

转炉渣选矿工艺的研究与设计

贵溪冶炼厂二期工程转炉渣选矿子项从 1996年开始研究与设计 ,由于贵冶转炉吹炼的冰铜品位逐年提高及富氧吹炼工艺的应用 ,转炉渣的铜含量及化学组成都发生了很大变化 ,通过对原一期生产工艺流程进行大量的试验研究 ,经多方论证 ,最终得出了能适应转炉渣性质变化的二期选矿工艺流程     

巴基斯坦山达克铜金工程冶炼厂转炉吹炼原矿的试验

介绍巴基斯坦山达克铜金工程冶炼厂反射炉熔炼及P-S转炉吹炼工艺过程，重点介绍了转炉吹炼原矿的试验过程及实际效果。结果表明在转炉吹炼原矿是可行的。但在进转炉前必须对原矿进行分选，进转炉的块矿粒度必须大于25mm。要求原矿含铜品位必须大于10％，含硫品位必须小于35％。在主要工艺指标上．每吹炼1包原矿（8～10t）增加吹炼时间30～45min。多产粗铜0．8～1．0t，此外其他工艺指标基本无变化。2004年和2005年分别处理原矿1065t和2100t。     

铜冶炼企业氧气系统simulink建模仿真研究

分析了铜冶炼企业中氧气的生产系统、缓冲储存系统和消耗系统的特点,建立了一个铜冶炼企业的氧气系统数学模型,并以此为基础建立了某铜冶炼企业氧气系统Simulink仿真模型,对此铜冶炼企业的氧气系统实施不同的制氧方案,以及添加氧气液化系统和气化系统运行进行了仿真模拟。结果表明,企业的制氧系统采取不同的生产方案对企业的氧气放散率影响很大,企业的制氧系统氧气生产量与企业的平均耗氧量相差越少,放散率越小;适宜的氧气液化系统和气化系统,能将企业氧气系统的氧气放散率减小至零。     

转炉炼钢动态控制模型研究与工程应用

为了提高转炉炼钢的自动化水平, 采用副枪和炉气分析系统的过程动态控制技术, 建立了适用于转炉半钢炼钢的终点动态控制模型。根据初始条件和终点目标, 用静态模型制定吹炼方案, 连续检测吹炼过程中的炉气成分; 全程在线预报熔池C、Si、Mn、 P、S含量及熔池温度; 接近吹炼终点时, 用副枪测温, 进行动态校正, 确定吹炼终点。工程应用证明, 基于本模型的计算机系统实现了转炉炼钢全过程的生产指导、生产控制和生产实绩收集, 并可对生产作业进行工艺优化。     

用氧浓差电池测定冰铜转炉吹炼过程熔体的氧位

用稳定的ZrO_2固体电解质构成下列氧浓差电池: Pt,Cr,Cr_2O_3|ZrO_2(CaO)|Pt,Ar-O_2|ZrO_2(CaO)|冰铜,Pt Pt,Cr,Cr_2O_3|ZrO_2(CaO)|Pt,Ar-O_2|ZrO_2(CaO)|炉渣,Pt Pt,Cr,Cr_2O_3|ZrO_2(CaO)|Pt,Ar-O_2|ZrO_2(CaO)|粗铜,Pt 测定了转炉吹炼冰铜过程中冰铜、炉渣、白冰铜及粗铜试样的氧位。鼓风炉冰铜的平衡氧分压约为10~(-14)atm(1343k),在转炉吹炼过程造渣期中冰铜的平衡氧分压由10~(-11)atm渐次增长到10~(-9)atm,而炉渣的平衡氧分压总保持为10~(-11)atm数量级;在造铜期中白冰铜的平衡氧分压跃增到10~(-3)atm,最后粗铜的平衡氧分压提高到4.6×10~(-5)atm(1513k)。用热力学数据计算了粗铜中氧的活度及氧的浓度。     

富氧吹炼风口区炉衬蚀损机理研究

冰铜转炉在吹炼过程中风口区及风口上方区域炉衬蚀损严重,其蚀损状况决定炉寿高低,通过对富氧吹炼前后被腐蚀镁砖样的Ｘ射线衍射分析和光学显微分析表明,富氧吹炼前风口区以金属Ｃｕ沿耐火砖裂缝与毛细孔侵染为主,风口上方区域则以Ｃｕ２Ｓ为主,伴有少量的金属Ｃｕ和Ｆｅ３Ｏ４,而采用富氧后均烃金属Ｃｕ为主,伴有少量的Ｃｕ２Ｓ和Ｆｅ３Ｏ４风口上方区域炉衬被侵蚀的状况有明显减轻。研究人炼的热力学条件和流体力学对炉衬的     

有色金属行业矿山重点节能技术

矿山重点采用大型、高效节能设备,提高采矿、选矿效率;铜熔炼采用先进的富氧闪速及富氧熔炼工艺,替代反射炉、鼓风炉和电炉等传统工艺,提高熔炼强度;氧化铝发展选矿拜耳法等技术,逐步淘汰直接加热熔出技术;电解铝生产采用大型预焙电解槽,限期淘汰自焙电解槽,逐步淘汰小预焙槽;钳熔炼生产采用氧气底吹炼铅新工艺及其它氧气直接炼铅技术,     

炼铜转炉炉况动态预报系统的开发及应用

以传统的物料平衡和热量平衡为基础 ,对炼铜转炉中最新的 30 0炉历史数据进行动态仿真 ,计算出吹炼过程中每隔 1min的熔体主要元素组成和熔体温度 ,然后对之进行四次曲线拟合 ,将拟合出的系数作为人工神经网络的输出 ,优化模块中优化出的操作参数和部分原始数据作为神经网络的输入 ,经过训练 ,使之能模拟吹炼过程中的炉况变化 ,达到炉况监控的目的。可以通过不断增加样本数 ,使网络进行自学习 ,并组合成为炼铜转炉炉况实时预报系统。该系统成功地应用于某厂的炼铜转炉中 ,2 0 0 0年 6～ 10月经过四个多月的试运行 ,炉况实时预报系统使操作人员按系统的预报值指挥生产 ,各项生产指标显著提高 ,粗铜产量提高 6 0 % ,冷料处理量提高 8% ,平均炉寿从原来的 2 13炉至少提高到 2 35炉 ,并为炼铜转炉实现在线控制提供了新思路     

熔锍Cu_2S吹炼动力学

本文研究了富氧吹炼、温度及空气流量等因素对熔体 Cu_2S 氧化脱硫速度的影响。试验结果表明,在 Cu—Cu_2S 体系中,反应速度为一常数,即在体系分层区,脱硫量与吹风时间成直线关系。直线斜率即反应速度随氧浓度、温度和空气流量的增高而增大。白冰铜(Cu_2S)在吹炼过程中的反应级数,在分层区:当Po_2<0.60atm 时,与氧分压为一阶反应,与硫浓度为零阶反应;Po_2>0.60atm 时,与 Po_2及硫浓度均为动力学上的零阶反应。在分层后的低硫单相区,用空气吹炼,与硫浓度及 Po_2均为一阶反应。试验还验证了:温度在1200℃时,用空气吹炼,脱硫速度由分层区转入低硫单相区时,有显著的转折点,与此转折点相应的含硫量约1.2%左右,和由热力学计算所得1.28%的含硫量相差不大。转折点以后的脱硫速度的降低,与含硫浓度的减少成直线关系,与硫活度的降低成比例。根据转折点前后的动力学方程式,讨论了铜转炉吹炼第二周期终点的控制问题。由于吹风量大,Cu—Cu_2S 系分层区吹炼过程的限制步骤,为氧分子在界面上的吸附作用,其动力学方程式与 Langmuir 等温吸附相似。     

An experimental evaluation of the leaching kinetics of PGM-containing Ni-Cu-Fe-S Peirce Smith converter matte, under atmospheric leach conditions

In a first stage atmospheric leach in a typical Sherritt Ni-Cu matte leach process, a Ni-Cu-Fe-S Peirce Smith converter matte is contacted with recycled copper spent electrolyte (an aqueous copper sulphate/sulphuric acid solution) at 85 °C with the purpose of dissolving nickel, while simultaneously removing copper from solution. In the PGM industry, copper removal is also important because it serves as a leading indicator in the removal of Ir, Rh, and Ru from the spent electrolyte. The matte mainly consists of heazlewoodite, chalcocite/djurleite, a Ni-Cu alloy phase and inert spinel minerals (magnetite and trevorite). Nickel is leached from the matte by two mechanisms: (i) leaching by sulphuric acid and oxygen; and (ii) an anaerobic metal exchange reaction (cementation and metathesis) between cupric ions in solution and nickel in the matte, which is also responsible for the removal of copper from solution.This study investigates the oxidative and non-oxidative leaching of converter matte in a laboratory batch reactor, with attention specifically being given to the effects of initial copper and acid concentrations and their effects on leaching kinetics. Experimental conditions were varied based on a 2^N experimental design. The availability of oxygen for acid-leaching reactions was found to be the most important factor influencing copper removal and nickel extraction. A 63% nickel extraction could be achieved during oxidative tests vs. 22% in a non-oxidative test. This also indicates that cementation did not take place to a significant degree and that nickel leaching mostly took place via leaching by acid and oxygen. It is suspected that the low degree of copper removal can be attributed to the solids/reactants ratio was employed in tests. The initial copper and acid concentrations did not have a significant effect on the rate of nickel extraction or the total amount of nickel extracted. The rate of copper removal was not significantly influenced by the initial copper concentration, but copper removal was affected by the initial acid concentration. In oxidative tests with high initial acid concentrations, the rate at which copper was leached from the matte was faster than the rate of cementation. The results suggest that operating under high initial acid conditions could interfere with copper removal with no significant benefit in terms of nickel extraction. The results allow the regression of rate expressions.     

从铅冰铜中高效选择性提取铜的工艺研究

采用高温高压纯氧氧化法选择性提取铅冰铜中铜, 研究了硫酸用量、浸出温度、反应时间、液固比、氧气压力、搅拌速度以及分散剂木质素用量对铜浸出率的影响及对浸出液中铁含量的影响。铅冰铜经氧压浸出后进行液固分离, 铅冰铜中的铜进入液相中, 绝大部分铁以赤铁矿的形式与铅、银、金等有价金属一起进入渣相中; 浸出后的硫酸铜溶液经调酸后直接进行旋流电解可得到合格的阴极铜产品, 浸出渣返回铅冶炼系统综合回收铅、银、金等有价元素。高温氧压浸出铅冰铜, 铜浸出率可达93.5%, 阴极铜产品质量达到99.975%, 有效实现了铅冰铜中铜的选择性提取。     

金隆闪速熔炼系统技术改进及其效果

介绍了金隆闪速熔炼系统的主要技术改进 ,包括熔炼工艺设备、机械设备、电气仪表及自动控制系统的技术改进。通过技术改进 ,取得了显著的成效 :闪速炉作业率 ,冰铜品位 ,冰铜、粗铜、阳极铜和阴极铜产量呈逐年提高态势 ,而其烟尘、固铍发生率 ,重油、煤、电单耗及电铜综合能耗逐年下降     

白银炉富氧自热熔炼工艺研究

本文针对白银有色金属公司冶炼厂提供的硫化铜精矿，研究了在高富氧熔炼条件下，氧料比、冰铜品位、冰铜及渣中Ｆｅ３Ｏ４含量、氧利用率、脱硫速率与富氧浓度关系、渣中铜损失及其影响因素，为我国白银炼铜炉实现富氧自热熔炼提供实验依据。     

富氧顶吹炉处理铜浮渣新工艺研究与实践

介绍了富氧顶吹炉处理铜浮渣的工艺方法,铜浮渣经过配料在富氧顶吹炉中高温还原熔炼,产出粗铅、富铅渣和铅冰铜。生产实践表明,该方法仅用原煤作为燃料及还原剂,能耗低、成本低,可达到床能力55~60 t/(m2·d),铅回收率97%~98%,烟气用于制酸。为铜浮渣的处理开辟了新的途径。     

Energy balance and operation equations of a copper flash smelting furnance based on the superposition principle

The energy balance of a copper flash smelting furnace is investigated by forming equations to describe heat balances in both the reaction shaft and in the settler. A new concept of characteristic parameters is introduced so as to improve the consistency of the construction of heat balances and operation equations. The characteristic parameters include the efficient heat, the demand for oxygen or the oxygen coefficient, and the specific amounts of gases generated. These parameters are characteristic for each feed material and can be calculated so that they follow the superposition principle. Based on these characteristic parameters, correlations are established between the feed rate of the concentrate and process parameters such as the matte grade, the level of oxygen enrichment of the process air and the rate of emission of the process gases. The generation of process gases is considered from the point of view of the improvement of the control of the process and the development of the sensor technology for this purpose.     

铜闪速熔炼贫化电炉渣含铜的线性回归分析

对金隆闪速熔炼渣贫化电炉的生产操作数据进行了多元线性回归分析,建立了电炉渣含铜与其影响因素的线性方程。方差分析结果表明,回归方程高度显著,渣含铜与其影响因素之间线性关系密切。通过对回归方程的分析,明确了各作业参数对渣含铜的影响及作用大小,找出了影响电炉渣含铜的主要因素和次要因素,指出影响金隆电炉渣含铜的最主要因素是闪速炉炉况、冰铜品位、电炉冰铜产出量、块煤加入量等,而冷冰铜加入量、电炉的有效容积、炉渣在电炉中的停留时间、炉渣的Fe/SiO2等对渣含铜的影响较小。由回归分析的结果对有效降低电炉渣含铜提出了6点建议。该回归方程对于准确的分析、有效的控制渣含铜具有指导意义。     

底吹熔炼渣工艺矿物学研究

为了回收铜渣中的有价金属,采用XRF、XRD、SEM、EDS和BPMA等分析手段对底吹熔炼铜渣进行了工艺矿物学研究,查明了熔炼渣的主要成分、主要矿物成分、铜物相赋存状态,并对渣中重要矿物相的嵌布 特征、嵌布粒度和主要矿物解离度进行了深入研究,结果表明：①熔炼渣中主要有价金属为Cu、Fe、Pb、Zn等,杂质成分主要为SiO2。②熔炼渣中主要矿物为冰铜、铁橄榄石、铁酸盐和玻璃相;主要含铜矿物为冰铜 、金属铜、黄铜矿和氧化铜等,以冰铜含量最高,分布率为92.69%。③熔炼渣中冰铜粒度分布不均匀,主要呈粗细不等的粒状或圆点状分布于渣中,与硫化铅、铁橄榄石、玻璃相、铁酸盐等矿物嵌布关系密切。④金 属铜主要呈长粒状和圆粒状,产出的多数金属铜被铁酸盐、铁橄榄石、玻璃相等矿物包裹或连生。⑤铁酸盐在放大后呈叶状雏晶,与金属铜和冰铜关系密切,易与铁橄榄石和其他硫化矿紧密共生。⑥铁橄榄石与金属 铜和冰铜关系密切,与铁酸盐相互包裹、夹杂、连生组成熔渣的基底物相。⑦玻璃相充填于铁酸盐、铁橄榄石、金属铜、冰铜粒间起胶黏作用。⑧主要含铜矿物金属铜与冰铜的单体解离度较低,分别为46.13%和 33.81%,主要分布于-0.038+0.020 mm粒级内,因此对粗粒冰铜和金属铜进行回收的同时,也应注重细粒冰铜和金属铜的回收。     

Slag cleaning in crossed electric and magnetic fields

Slags from smelting of copper concentrate contains from 2% to 20% of copper and are directed to slag cleaning operation carry out in electric furnaces or other slag cleaning reactors with injection of carboneous reductant.Ionic structure of liquid slags points out the possibilities of utilization of slag electrolysis in reduction of magnetite and precipitation of dissolved copper as well as electrokinetic phenomena in acceleration of removal of metal or matte inclusions from the slag.Analysis of physico-chemical phenomena, mathematical and fluidodynamic modeling of slag reduction and cleaning allowed for development of a new concept of slag cleaning in crossed electric and magnetic fields. Results of slag cleaning in a large laboratory scale confirmed expectations, showing the possibilities of very intensive slag reduction and copper recovery.