韩战旗， 彭国敏， 郭引刚， 俎小凤， 王伯义

(1.河南中原黄金冶炼厂有限责任公司， 河南 三门峡 472000；2.河南省金精矿资源综合利用院士工作站， 河南 三门峡 472000)

重金属

复杂金铜精矿富氧底吹—旋浮吹炼的生产实践

韩战旗1，2， 彭国敏1，2， 郭引刚1，2， 俎小凤1，2， 王伯义1

(1.河南中原黄金冶炼厂有限责任公司， 河南 三门峡 472000；2.河南省金精矿资源综合利用院士工作站， 河南 三门峡 472000)

以复杂金铜精矿为原料，采用富氧底吹熔炼工艺生产高品位冰铜，同时金、银、硒、碲等稀贵金属被富集并与熔炼渣分离；冰铜采用旋浮吹炼生产粗铜。本文叙述了富氧底吹—旋浮吹炼的生产实践，介绍了工艺流程、主要装备以及生产中存在的问题及解决方案。

复杂金铜精矿； 炼铜； 底吹熔炼； 旋浮吹炼

目前，世界上80%以上的金属铜是采用火法工艺生产的，其中以闪速熔炼、熔池熔炼为典型的富氧强化熔炼工艺，国内外均有成功应用[1-6]。国内外专家学者和高校科研机构也运用数值模拟的方法对熔炼过程进行了系统深入研究，为企业的生产管控提供了理论支持[7-11]。

河南中原黄金冶炼厂有限责任公司(以下简称中原冶炼厂)是目前世界上首次实现底吹熔池熔炼与旋浮吹炼工艺技术相结合的有色冶炼企业。设计规模年处理复杂精矿150万t，年产20万t阴极铜、125万t硫酸、36 t黄金和220 t白银，工艺流程为富氧底吹熔池熔炼—旋浮吹炼—回转式阳极炉精炼—永久不锈钢阴极电解—熔炼渣选矿。火法铜冶炼系统2013年10月正式开工建设。2015年6月19日底吹熔炼炉投料试生产，8月22日旋浮吹炼炉投料试生产，8月30日电解通电试生产，9月8日产出第一批高纯阴极铜，历经3个月实现了主工艺流程的全线拉通。

1 工艺特点及主要装备

1.1 工艺流程

中原冶炼厂处理的复杂金精矿以集团公司自产矿和国产矿为主，进口矿为辅；铜精矿是进口精矿与集团公司自产精矿相结合。

复杂金精矿、铜精矿、渣精矿、吹炼渣及熔剂等混合物料经抓斗完成配矿后，通过胶带输送机输送至底吹熔炼炉，熔炼生成的含铜68%左右的液态铜锍经粒化脱水后送铜锍仓储存。熔炼渣从底吹熔炼炉端部放入渣包中，再用渣包车送往渣缓冷场。

粒化后的冰铜粉经热风载气的立式磨系统磨碎干燥后，同生石灰、烟尘等经刮板输送机输送至旋浮吹炼炉，吹炼得到含铜≥98%的高硫粗铜。吹炼渣粒化后用链斗输送机倒运到渣仓，参与熔炼配料。

液态高硫粗铜经溜槽流入回转式阳极炉精炼，产出含铜>99%的阳极铜，阳极铜经双圆盘浇铸成合格阳极板送往电解。

电解采用永久不锈钢阴极技术生产高纯阴极铜，电解残极经竖炉熔化后重新浇铸成阳极板返电解。

冶炼过程产生的SO2烟气经过余热锅炉和电除尘降温收尘后，送制酸系统生产硫酸。

工艺流程见图1。

1.2 主要装备

主要装备规格及性能参数见表1。

图1 工艺流程图

表1 主要装备规格及性能参数

2 生产实践

底吹熔炼炉于2015年5月8日点火烘炉，6月19日投料试生产。初期投料量90 t/h，3个月后投料量基本稳定在260 t/h左右。投产初期遇到的主要问题：①余热锅炉和电收尘系统收集的烟灰湿度较大，易造成仓式泵烟灰输送系统堵塞，导致烟尘开路包装，增加人力、物力消耗；②放渣口溜槽易被熔炼渣粘结，清理十分困难，影响连续正常生产；③侧部放铜口的大头溜槽部分易结死，冰铜粒化系统刮板易出现压死、保护销切断等问题，影响系统开车率。试生产期间，熔炼炉运行平稳，铜渣分离彻底，冰铜品位基本稳定在68%～69%左右，熔炼渣含铜3.5%左右。

旋浮吹炼炉于2015年7月16日点火烘炉，8月22日投料试生产。初期投料量30 t/h，目前投料量基本稳定在50 t/h左右，超出45 t/h的设计产能。投产初期遇到的主要问题：①由于设计原因，2个放铜口位于反应塔附近，导致粗铜带渣严重，给阳极炉正常操作带来一定难度；②由于材料的原因，放渣溜槽破损更换频繁，影响正常生产。试生产期间，铜温、渣温、CaO/Fe及粗铜含硫指标正常。

阳极精炼炉于2015年7月22日点火烘炉，7月28日试生产。投产初期遇到的主要问题：①氧化还原喷枪易堵塞，疏通困难，影响吹炼系统开车率；②稀氧烧嘴由于程序及逆止阀频繁出现问题，导致天然气量低，氧气量不稳定，给铜液升温带来一定难度；③铜液成分复杂，精炼渣多，氧化还原时间长，氧化取样和倒渣困难。

经过近两个半月的技术改造和实践摸索，基本解决了喷枪及稀氧燃烧问题，生产趋于正常。

主要工艺指标控制见表2。

3 生产中遇到的问题及解决方案

3.1 烟灰输送系统不畅通

余热锅炉水平烟道沉降烟尘经旋风、布袋收尘器系统收集后，与电收尘烟尘一起由仓式泵输送至熔炼厂房顶部的烟尘接收仓，返回熔炼系统参与配料。由于系统漏风、热量不平衡及灰仓清理不彻底等原因，部分烟尘吸潮结块，导致仓式泵流化板堵塞，影响烟尘的正常输送，烟尘被迫开路，给正常生产造成一定困难，不仅有价金属流失，而且包装运输成本高，现场作业环境恶劣。

表2 主要工艺指标控制

主要解决方案：由浓相输送泵取代仓式泵，解决了流化板堵塞问题，烟灰输送趋于正常。

3.2 吹炼放渣碳化硅溜槽损坏严重

吹炼放渣溜槽原设计为浇注压制的碳化硅预制件。由于旋浮吹炼采用铁酸钙碱性渣型，渣温较高，渣流动性强，碳化硅溜槽被侵蚀，加之清理溜槽粘结渣时洒水降温骤冷等原因[12]，溜槽损坏较严重，更换频繁，严重制约生产稳定连续运行，设备检修、更换的直接费用增大。

主要解决方案：溜槽材质由铜水套替代碳化硅。由于采用预埋铜水套强化水冷[13]，流动过程中渣快速地在铜水套接触面形成一层固化渣壳层从而保护水套，且粘接渣层易清理，溜槽使用寿命大大延长。

3.3 阳极精炼喷枪堵塞难疏通

阳极精炼喷枪原设计采用奥美(RHI)公司可更换混合喷射风口系统，该系统主要由风口、插件及座砖组成。其中，风口(同轴风口)由一个外部钢管(外管)及一个内部可替换的风口(内管)组成。压缩空气、氮气及天然气通过内部风口喷射，冷却氮气则通过内部和外部风口之间的缝隙喷射。不同工况条件下，压缩空气、氮气及天然气通过各自的阀站实现通入气体的切换。实际生产操作过程中，受温度、渣层厚度及气体压力波动等多重因素的影响，出现喷枪内管堵塞和天然气回火的现象，影响阳极炉安全、连续运行。简单疏通没有效果时，需要借助钢钎或风镐将整个内管由外往内打入铜液，重新更换新内管，工人劳动强度大，影响生产的正常运行。

主要解决方案：缩小内管直径，更换材质，缩短内管，气体进入方式由内管端部直通式改为侧部三通式及增设观察检修口等，有效降低氧化还原作业时喷枪内管堵塞的机率，减少由于堵塞造成的作业中断和天然气回火次数，降低了工人劳动强度，提高了安全运行效率和系统开车率，实现了生产稳定。

4 结语

(1)富氧底吹造锍捕金工艺以其熔炼强度大、金铜等金属直收率高的特点，实现了低品位金精矿、复杂难处理多金属矿及块矿的有效处理，拓宽了原料采购渠道，提高了矿产资源综合利用率。

(2)实践证明，旋浮吹炼是环保条件好，自动化程度高的粗铜冶炼工艺。

(3)富氧底吹熔炼- 旋浮吹炼冶炼工艺是国内外冶金行业的首次集成创新，实现了多金属矿高效、节能、环保冶金。

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“十三五”期间全国城镇新增太阳能光电建筑装机容量达1 000万kW以上

住房和城乡建设部印发《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划的通知》(以下简称“通知”)，计划到2020年，城镇新建建筑能效水平比2015年提升20%，部分地区及建筑门窗等关键部位建筑节能标准达到或接近国际现阶段先进水平。城镇新建建筑中绿色建筑面积比重超过50%，绿色建材应用比重超过40%。完成既有居住建筑节能改造面积5亿m2以上，公共建筑节能改造1亿m2，全国城镇既有居住建筑中节能建筑所占比例超过60%。

“十二五”期间，我国可再生能源建筑应用规模持续扩大，共确定46个可再生能源建筑应用示范市、100个示范县和8个太阳能综合利用省级示范，实施398个太阳能光电建筑应用示范项目，装机容量683 MW。截至2015年底，全国城镇太阳能光热应用面积超过30亿m2，浅层地能应用面积超过5亿m2，可再生能源替代民用建筑常规能源消耗比重超过4%。

与此同时，我国建筑节能与绿色建筑发展还面临不少困难和问题，主要是：建筑节能标准要求与同等气候条件发达国家相比仍然偏低，标准执行质量参差不齐;城镇既有建筑中仍有约60%的不节能建筑，能源利用效率低，居住舒适度较差;绿色建筑总量规模偏少，发展不平衡，部分绿色建筑项目实际运行效果达不到预期;可再生能源在建筑领域应用形式单一，与建筑一体化程度不高;农村地区建筑节能刚刚起步，推进步伐缓慢;绿色节能建筑材料质量不高，对工程的支撑保障能力不强;主要依靠行政力量约束及财政资金投入推动，市场配置资源的机制尚不完善。

“十三五”时期是我国经济结构转型升级进程加快，人民群众改善居住生活条件需求强烈，住房城乡建设领域能源资源利用模式亟待转型升级，推进建筑节能与绿色建筑发展面临大有可为的机遇期，潜力巨大。“通知”中指出，“十三五”期间扩大可再生能源建筑应用规模。在末端用能负荷满足要求的情况下，因地制宜建设区域可再生能源站。鼓励在具备条件的建筑工程中应用太阳能光伏系统。

“通知”还强调，为了加强太阳能光伏建筑应用，在建筑屋面和条件适宜的建筑外墙，建设太阳能光伏设施，鼓励小区级、街区级统筹布置，“共同产出、共同使用”。鼓励专业建设和运营公司，投资和运行太阳能光伏建筑系统，提高运行管理，建立共赢模式，确保装置长期有效运行。全国城镇新增太阳能光电建筑应用装机容量1000万kW以上。

Production practice of refractory gold-copper concentrate treatment by oxygen-enriched bottom-blowing and rotation-suspension converting

HAN Zhan-qi， PENG Guo-min， GUO Yin-gang， ZU Xiao-feng， WANG Bo-yi

With the refractory gold-copper concentrate as raw material, the oxygen-enriched bottom-blowing converting process is adopted to produce high-grade copper matte. Meanwhile, rare and precious metals such as Au, Ag, Se and Te are enriched and separated from the smelting slag. Copper matte is treated by the rotation-suspension converting process to produce blister copper. The paper describes the production practice of the oxygen-enriched bottom-blowing and rotation-suspension converting process, and introduces the process flow, main equipment and problems existing in production as well as solutions to address them.

refractory gold-copper concentrate; copper smelting; bottom-blowing smelting; rotation-suspension converting

韩战旗(1983—)， 男， 河南周口人， 有色冶炼工程师， 从事一线生产管理工作。

2016-- 07-- 11

2016-- 08-- 24

TF811

B

1672-- 6103(2017)02-- 0007-- 04