CN116814977A - 一种提升阳极炉铜直收率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铜冶炼技术领域，尤其涉及一种提升阳极炉铜直收率的方法，包括步骤：将粗铜倒入阳极炉内，得到第一铜液；经氧化处理和还原处理，得到第二铜液；将第二铜液通过安装在阳极炉的出铜口上的铜液控流装置配合出铜溜槽一次性摇炉出铜，实现阳极炉铜直收率的提升；其中，一次性摇炉出铜的角度为‑78°～‑82°，出铜口与出铜溜槽的高度差在500mm以内。本发明通过控制第二铜液的温度、氧含量和化学成分，保证铜液具有良好的流动特性和化学品质，然后采用铜液控流装置配合出铜溜槽实现一次性摇炉出铜，最大限度降低阳极炉出铜口与出铜溜槽的高度差，改善出铜过程中铜液喷溅和出铜溜槽中铜液粘结现象，减少金属损失，提高阳极炉铜的直收率。

Description

一种提升阳极炉铜直收率的方法

技术领域

本发明涉及铜冶炼技术领域，尤其涉及一种提升阳极炉铜直收率的方法。

背景技术

阳极炉铜直收率指标是铜火法冶炼过程中衡量阳极炉工艺技术控制水平和设备先进程度的重要指标之一。目前，在回转式阳极炉生产阳极板过程中，由于受工艺控制波动影响，以及受耐火砖砌筑出铜口配合传统出铜溜槽的出铜方式影响，导致在铜阳极炉生产浇铸阳极板过程中，存在铜液化学性质差异大的问题，从而影响阳极板浇铸质量、出铜口与溜槽间的高度差大，高温熔体喷溅大，以及出铜溜槽铜液粘结严重，使用寿命短、金属损失严重等诸多问题，严重影响阳极炉直收率指标控制提升，对企业工艺控制水平和经济效益提升造成严重影响。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种提升阳极炉铜直收率的方法，旨在解决现有铜冶炼阳极炉生产阳极板过程中金属损失严重导致的阳极炉直收率低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种提升阳极炉铜直收率的方法，包括步骤：

将粗铜倒入阳极炉内，得到第一铜液；

对所述第一铜液依次进行氧化处理和还原处理，得到第二铜液；并控制所述第二铜液的化学成分、预定温度和预定氧含量；

将所述第二铜液通过安装在所述阳极炉的出铜口上的铜液控流装置配合出铜溜槽一次性摇炉出铜，实现阳极炉铜直收率的提升；

其中，所述一次性摇炉出铜的角度为-78°～-82°，所述出铜口与所述出铜溜槽的高度差在500mm以内。

所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其中，所述预定温度为1220℃～1260℃；所述预定氧含量为1400ppm以下。

所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其中，所述第二铜液的化学成分按质量百分数计，包括：Cu≥99.1％、As≤0.30％、Ni≤0.25％、Bi≤0.05％、Sb≤0.15％、Pb≤0.20％。

所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其中，所述粗铜为高品位铜锍，所述高品位铜锍的铜含量≥98.5％。

所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其中，所述铜液控流装置包括安装板部件、门框部件、滑动部件、油缸组件和冷却组件；所述安装板部件和所述门框部件通过轴销形成转动连接；所述滑动部件设置于所述安装板部件和所述门框部件之间，用于控制所述第二铜液的流量；所述油缸组件用于控制所述滑动部件；所述冷却组件用于冷却所述铜液控流装置。

所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其中，所述滑动部件包括两块开孔配套的滑板砖；所述安装板部件上设有上水口砖，且贯穿所述安装板部件设置；所述门框部件上设有下水口砖，且贯穿所述门框部件设置；所述上水口砖、两块开孔配套的滑板砖和下水口砖形成浇铸通道。

所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其中，所述浇铸通道的同心度在±5mm内。

所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其中，所述油缸组件包括油缸支座、油缸、连接座；所述油缸固定在所述连接座远离所述安装板部件的一端；所述油缸支座一端与所述连接座连接，另一端与所述滑动部件连接。

所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其中，所述出铜溜槽的材质为刚玉-尖晶石和防渗剂的混合物。

所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其中，所述阳极炉铜直收率在95.5％以上。

有益效果：本发明提供一种提升阳极炉铜直收率的方法，包括步骤：将粗铜倒入阳极炉内，得到第一铜液；对所述第一铜液依次进行氧化处理和还原处理，得到第二铜液；并控制所述第二铜液的化学成分、预定温度和预定氧含量；将所述第二铜液通过安装在所述阳极炉的出铜口上的铜液控流装置配合出铜溜槽一次性摇炉出铜，实现阳极炉铜直收率的提升；其中，所述一次性摇炉出铜的角度为-78°～-82°，所述出铜口与所述出铜溜槽的高度差在500mm以内。本发明通过对第一铜液进行氧化处理和还原处理，然后控制第二铜液的预定温度、预定氧含量和化学成分，保证铜液具有良好的流动特性和化学品质，实现铜渣较好的分离，避免阳极板化学质量缺陷；然后采用铜液控流装置配合出铜溜槽实现一次性摇炉出铜，可以最大限度降低阳极炉出铜口与出铜溜槽的高度差，最大程度上改善出铜过程中铜液喷溅和出铜溜槽中铜液粘结现象，从而减少金属损失，提高了阳极炉铜直收率。

附图说明

图1为本发明一种提升阳极炉铜直收率方法的工艺流程示意图；

图2为本发明一种提升阳极炉铜直收率方法所使用的阳极炉立体结构示意图；

图3为图2的剖面示意图；

图4为图3中的局部放大示意图；

图5为本发明中的铜液控流装置结构示意图；

图6为本发明中的铜液控流装置的俯视图；

图7为本发明中的铜液控流装置的剖面示意图；

附图标记说明：阳极炉100、铜液控流装置200、出铜溜槽300、安装板部件10、门框部件20、门框支架21、滑动部件30、浇铸通道31、油缸组件40、油缸支座41、油缸42、连接座43、内杆44、紧固结构45、冷却组件50、关门油缸60。

具体实施方式

本发明提供一种提升阳极炉铜直收率的方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明提供一种提升阳极炉铜直收率的方法，包括步骤：

步骤S100：将粗铜倒入阳极炉内，得到第一铜液；

步骤S200：对所述第一铜液依次进行氧化处理和还原处理，得到第二铜液；并控制所述第二铜液的化学成分、预定温度和预定氧含量；

步骤S300：将所述第二铜液通过安装在所述阳极炉的出铜口上的铜液控流装置配合出铜溜槽一次性摇炉出铜，实现阳极炉铜直收率的提升；

其中，所述一次性摇炉出铜的角度为-78°～-82°，所述出铜口与所述出铜溜槽的高度差在500mm以内。

本实施方式中，将粗铜熔融成第一铜液，然后对所述第一铜液依次进行氧化处理和还原处理，得到第二铜液，并使得所述第二铜液具有一定温度、化学成分和氧含量，保证铜液具有良好的流动特性和化学品质，实现铜渣较好分离，避免阳极板化学质量缺陷。然后采用安装在所述阳极炉100的出铜口上的铜液控流装置200配合出铜溜槽300将所述第二铜液进行一次性摇炉出铜，同时控制所述一次性摇炉出铜的角度为-78°～-82°，所述出铜口与所述出铜溜槽的高度差在500mm以内，能最大限度降低阳极炉出铜口与溜槽间的高度差，明显改善出铜过程中铜液喷溅和溜槽中铜液粘结现象，金属损失减少，大大提高了阳极铜的直收率。并且，所述提升阳极炉铜直收率的方法，工艺思路清晰，设备结构简单。

具体地，所述提升阳极炉铜直收率的方法通过对阳极炉内的铜液进行氧化、还原操作后，使铜液具有一定的温度、化学成分和氧含量，实现铜液中杂质元素的有效脱除和铜渣较好的分离，保证铜液具有良好的流动性和化学品质，避免了铜阳极板化学质量缺陷；同时通过安装在铜阳极炉出铜口上的铜液控流装置配合出铜溜槽使用，可实现一次性摇炉出铜，不仅能最大限度降低阳极炉出铜口位置与溜槽间的高度差，改善出铜过程中铜液喷溅和溜槽铜液粘结造成的金属损失，同时能彻底解决铜液夹渣现象，是一种有效提升阳极炉直收率的工艺技术方法。

在一些实施方式中，所述步骤S100中，所述阳极炉的容量为350～380t。

在一些实施方式中，所述步骤S300中，控制所述一次性摇炉出铜的角度为-78°～-82°和所述出铜口与所述出铜溜槽的高度差在500mm以内，使得出铜摇炉次数由传统的需15次渐进式摇炉出铜，转变为一次性摇炉出铜(极限位)，使出铜过程中出铜口位置与溜槽间的高度差最短，实现出铜过程铜液喷溅量最少、铜渣分离最好。而所述出铜口与所述出铜溜槽的高度差在500mm以内，较原有方式缩短了1500mm。

在一些实施方式中，所述预定温度为1220℃～1260℃；所述预定氧含量(铜液中氧元素的质量百分数)为1400ppm(0.14％)以下；将所述第一铜液经氧化、还原处理后的第二铜液的温度控制在1220℃～1260℃，氧含量控制在0.14％以下，可以保证铜液良好的流动特性，并且可以使得铜液中的杂质元素有效脱除和铜渣较好的分离。

在一些优选地实施方式中，所述预定温度为1240℃～1260℃；该温度范围内的铜液可以保证良好的流动特性。

在一些实施方式中，所述第二铜液的化学成分(铜液中金属元素的质量百分数)按质量百分数计，包括：Cu≥99.1％、As≤0.30％、Ni≤0.25％、Bi≤0.05％、Sb≤0.15％、Pb≤0.20％；将所述第二铜液的化学成分控制在上述范围内，可以保证铜液的化学品质，避免了铜阳极板化学质量缺陷。

在一些实施方式中，所述粗铜为高品位铜锍，由吹炼炉产生，所述高品位铜锍的铜含量≥98.5％。

在一些实施方式中，所述铜液控流装置包括安装板部件10、门框部件20、滑动部件30、油缸组件40和冷却组件50；所述安装板部件10和所述门框部件20通过轴销形成转动连接；所述滑动部件30设置于所述安装板部件10和所述门框部件20之间，用于控制所述第二铜液的流量；所述油缸组件40用于控制所述滑动部件30；所述冷却组件50用于冷却所述铜液控流装置。

具体地，所述门框部件20靠近所述轴销的一端设置有门框支架21，所述门框部件20靠近所述门框支架21的一端开设有两个第一铰合孔，所述门框支架21与两个所述第一铰合孔通过轴销连接；同时，所述安装板部件10靠近所述门框支架21的一端开设有两个第二铰合孔，所述门框支架21与两个所述第二铰合孔通过轴销连接，进而实现所述安装板部件10和所述门框部件20通过轴销形成转动连接。该结构可以将所述铜液控流装置的开门方向由原来的竖向改变为横向，可以有效减小装置开门所占用的空间。

在一些实施方式中，所述滑动部件30包括两块开孔配套的滑板砖；所述安装板部件上设有上水口砖，且贯穿所述安装板部件设置；所述门框部件上设有下水口砖，且贯穿所述门框部件设置；所述上水口砖、两块开孔配套的滑板砖和下水口砖形成浇铸通道31。通过所述油缸组件40驱动所述滑动部件30做往复运动，从而带动所述滑板砖来回滑动调整浇铸通道开度大小，达到精准控制阳极炉铜液流量目的。

在一些优选的实施方式中，两块开孔配套的滑板砖分别为上滑板砖和下滑板砖；所述门框部件中部开设有用于安装所述上滑板砖的上滑板腔，所述安装板部件10中部开设有用于安装下滑板砖的下滑板腔，通过所述油缸组件40驱动所述滑动部件30做往复运动，从而带动所述下滑板砖来回滑动调整浇铸通道开度大小，达到精准控制阳极炉铜液流量目的(开度范围为0～100％)。

在一些实施方式中，所述浇铸通道的同心度在±5mm内；将所述浇铸通道的同心度控制在±5mm内，可以精确地控制阳极炉铜液的流量。

在一些实施方式中，所述油缸组件40包括油缸支座41、油缸42、连接座43；所述油缸42固定在所述连接座43远离所述安装板部件10的一端；所述油缸支座41一端与所述连接座43连接，另一端与所述滑动部件30连接。

具体地，所述油缸支座41设有内杆44；所述内杆44的一端与所述滑动部件30连接，另一端与所述油缸42抵接，可利用油缸42控制内杆的运动，从而实现对滑动部件的控制，进而精准控制阳极炉铜液流量目的。所述油缸42与所述油缸支座41通过所述连接座43间接连接，所述油缸支座41与所述油缸42的连接处设有紧固结构45，所述紧固结构45由上下两个L形限位块组成，对该连接出进行进一步地固定，防止加压时发生错位，确保工作过程的安全性。

在一些实施方式中，所述铜液控流装置还包括关门油缸60，所述关门油缸设置于所述门框部件20上，在所述铜液控流装置关门时加压。

在一些实施方式中，所述出铜溜槽的主要成分为刚玉-尖晶石和防渗剂的混合物；使用材质为刚玉-尖晶石和含有一定量的防渗剂的出铜溜槽，具有较好的抗铜渣侵蚀性能、防铜液渗透性能和防粘结性能，可有效减少出铜过程中铜液在溜槽上的粘结，减少金属损失。

在一些实施方式中，所述阳极炉铜直收率(阳极板中铜元素金属量与入炉物料中铜元素金属量的比值)在95.5％以上，利用所述提升阳极炉铜直收率的方法可以较大程度上提升阳极炉铜的直收率，可达95.5％以上。

在一些实施方式中，所述提升阳极炉铜直收率的方法包括以下步骤：

将铜冶炼吹炼炉产出的粗铜，经50吨吊车倒入阳极炉内，通过天然气燃烧系统燃烧天然气对铜液进行加热升温，并向炉内通入压缩空气使熔体充分反应造渣脱除杂质元素，还原阶段时鼓入还原剂脱氧等，使铜液具有一定的温度、化学成分和氧含量，保证铜液良好的流动特性和化学品质。

操作好的铜液通过安装在阳极炉出铜口上的铜液控流装置和出铜溜槽实现一次性摇炉出铜，出铜时最大限度降低阳极炉出铜口与溜槽间的高度差，改善出铜过程中铜液喷溅和溜槽铜液粘结现象，减少金属损失，提高阳极炉铜直收率。

下面进一步举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例提供一种提升阳极炉铜直收率的方法，其包括以下步骤：

S1、将吹炼炉产生的高品位粗铜含铜98.86％，通过50吨吊车倒入6#回转式阳极炉内，进料量为360.2吨。

S2、开启风量-摇炉角度联动控制，进行氧化操作，氧化时间为60min。

S3、开启风量-摇炉角度联动控制，进行还原操作，还原时间为90min。

S4、还原结束时，测量铜水温度为1248℃。

S5、对铜水取样进行成分检测分析，经检测化学成分为含Cu：99.24％、As：0.14％、Ni：0.15％、Bi：0.04％、Sb：0.09％、Pb：0.12％。

S6、将阳极炉摇炉至-79°进行出铜操作。经测量，阳极炉出铜口与溜槽间的高度差为490mm，铜液喷溅量较少。

S7、取铜液进行含氧量检测，经检测铜液氧含量为1214.29ppm。

S8、出铜溜槽内无明显铜液粘结，铜液流动性良好，溜槽结构完整，满足阳极板浇铸要求，出铜时间为320min，阳极铜产量为346.5吨。

经测算，本炉次铜直收率为96.56％。

综上所述，本发明提供的一种提升阳极炉铜直收率的方法，包括步骤：将粗铜倒入阳极炉内，经加热处理，得到第一铜液；对所述第一铜液依次进行氧化处理和还原处理，得到第二铜液；将所述第二铜液控制在预定温度和预定氧含量；将所述第二铜液通过安装在所述阳极炉的出铜口上的铜液控流装置配合出铜溜槽一次性摇炉出铜，实现阳极炉铜直收率的提升；其中，所述一次性摇炉出铜的角度为-78°～-82°，所述出铜口与所述出铜溜槽的高度差在500mm以内。本发明通过对第一铜液进行氧化处理和还原处理，然后控制第二铜液的预定温度、预定氧含量和化学成分，保证铜液具有良好的流动特性和化学品质，实现铜渣较好的分离，避免阳极板化学质量缺陷；然后采用铜液控流装置配合出铜溜槽实现一次性摇炉出铜，可以最大限度降低阳极炉出铜口与出铜溜槽的高度差，大程度上改善出铜过程中铜液喷溅和出铜溜槽中铜液粘结现象，从而减少金属损失，提高了阳极炉铜的直收率。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种提升阳极炉铜直收率的方法，其特征在于，包括步骤：

将粗铜倒入阳极炉内，得到第一铜液；

对所述第一铜液依次进行氧化处理和还原处理，得到第二铜液；并控制所述第二铜液的化学成分、预定温度和预定氧含量；

将所述第二铜液通过安装在所述阳极炉的出铜口上的铜液控流装置配合出铜溜槽一次性摇炉出铜，实现阳极炉铜直收率的提升；

其中，所述一次性摇炉出铜的角度为-78°～-82°，所述出铜口与所述出铜溜槽的高度差在500mm以内。

2.根据权利要求1所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其特征在于，所述预定温度为1220℃～1260℃；所述预定氧含量为1400ppm以下。

3.根据权利要求1所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其特征在于，所述第二铜液的化学成分按质量百分数计，包括：Cu≥99.1％、As≤0.30％、Ni≤0.25％、Bi≤0.05％、Sb≤0.15％、Pb≤0.20％。

4.根据权利要求1所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其特征在于，所述粗铜为高品位铜锍，所述高品位铜锍的铜含量≥98.5％。

5.根据权利要求1所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其特征在于，所述铜液控流装置包括安装板部件、门框部件、滑动部件、油缸组件和冷却组件；所述安装板部件和所述门框部件通过轴销形成转动连接；所述滑动部件设置于所述安装板部件和所述门框部件之间，用于控制所述第二铜液的流量；所述油缸组件用于控制所述滑动部件；所述冷却组件用于冷却所述铜液控流装置。

6.根据权利要求5所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其特征在于，所述滑动部件包括两块开孔配套的滑板砖；所述安装板部件上设有上水口砖，且贯穿所述安装板部件设置；所述门框部件上设有下水口砖，且贯穿所述门框部件设置；所述上水口砖、两块开孔配套的滑板砖和下水口砖形成浇铸通道。

7.根据权利要求6所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其特征在于，所述浇铸通道的同心度在±5mm内。

8.根据权利要求5所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其特征在于，所述油缸组件包括油缸支座、油缸、连接座；所述油缸固定在所述连接座远离所述安装板部件的一端；所述油缸支座一端与所述连接座连接，另一端与所述滑动部件连接。

9.根据权利要求1所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其特征在于，所述出铜溜槽的材质为刚玉-尖晶石和防渗剂的混合物。

10.根据权利要求1所述的提升阳极炉铜直收率的方法，其特征在于，所述阳极炉铜直收率在95.5％以上。