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氧氣側吹爐處理銅浮渣的生產實踐

文檔作者：張立王媛媛李小兵盧國才王慶軍文檔來源：濟源市萬洋冶煉集團有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年10月05日
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上一篇：一種低成本綜合回收金屬的冶煉工藝模式

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2016年6月第3期張立等：氧氣側吹爐處理銅浮渣的生產實踐·13·
氧氣側吹爐處理銅浮渣的生產實踐
張立，王媛媛，李小兵，盧國才，王慶軍
(濟源市萬洋冶煉集團有限公司，河南濟源454691)
[摘要] 介紹了氧氣側吹爐處理銅浮渣的生產實踐。實踐表明，該方法生產效率高，環保效果好，運
行穩定，為銅浮渣的處理提供了一種新的技術方式。
[關鍵詞] 銅浮渣；氧氣側吹爐；熔池熔煉；冰銅
[中圖分類號]TF812；TF811 [文獻標志碼] B [文章編號] 1672—6103(2016)03—0013—03
O 前言
銅浮渣是粗鉛火法精煉熔析除銅的產物，其主
要成分是鉛和銅，一般含銅10％～15％、鉛70％左
右，此外還含有zn、sn、As、Sb、Co、Ni、Ag、Au及其他
元素。目前銅浮渣處理工藝有反射爐法、鼓風爐法、
轉爐法、電爐法、酸浸法、氨浸法等。其中，反射爐法
勞動條件差、熱效率低及爐襯腐蝕快、檢修頻繁，已
被國家列為限期淘汰工藝；鼓風爐法處理銅浮渣，銅
锍中鉛品位高，銅品位低，Cu／Pb較低，鉛和銅的回
收率低，大量的銅留在粗鉛中，大量的鉛進入銅锍，
造成銅、砷和貴金屬在過程中循環；轉爐處理銅浮渣
存在燃料耗量較大，生產成本較高的問題；電爐法電
耗較大，達340～380 kWh／t，運行費用高；酸浸法、氨
浸法，適合處理含銅高的銅浮渣，但對于含銅低的銅
浮渣不經濟，而且濕法產生的污水、廢氣處理較為
復雜。
濟源市萬洋冶煉(集團)有限公司鉛冶煉系統
電鉛產能為25萬t，年產銅浮渣3萬t左右。公司
技術改造前銅浮渣采用蘇打一鐵屑法在反射爐內處
理，將鉛分離出來，然后渣和低品位冰銅再人冰銅爐
熔煉，使冰銅富集達到出售要求。由于該工藝環保
較差，效率低，公司在2013年進行了技術改造，采用
氧氣側吹爐處理銅浮渣。經過不斷試驗和改進，鉛
銅分離較好，熔煉效率高，環保狀況得到改善，達到
[作者簡介]張立(1983一)，男，河南項城人，濟源市萬洋冶煉集
團有限公司科技處處長，負責生產工藝工作。
[收稿日期]2015—04—23
了預期目標，目前生產穩定，指標良好。
1 氧氣側吹爐處理銅浮渣工藝概況
1．1側吹爐工藝的選擇
萬洋公司按照工藝先進、環保達標、熔煉高效、
自動化程度高，投資成本低、節能降耗的原則，對氧
氣側吹爐處理銅浮渣進行了分析論證。
最近幾年，國內氧氣側吹熔煉技術發展較快，其
主要用在高鉛渣還原熔煉和銅精礦的造锍熔煉。高
鉛渣中的鉛以氧化鉛的形式存在，高鉛渣在氧氣側
吹爐內還原30min，渣含鉛即可降至2％以下，熔煉
效率很高。銅浮渣中鉛大部分也以PbO的形式存
在，因此高鉛渣側吹熔煉為銅浮渣側吹熔煉降低渣
含鉛、提高鉛回收率提供了依據。冰銅以硫化物為
主，它是熔煉過程中產生的重金屬硫化物的共熔體，
以Cu：S、FeS為主，溶解少量其他金屬硫化物(PbS、
ZnS等)、氧化鐵(FeO、Fe：O，等)、貴金屬(Au、Ag
等)。側吹爐在銅精礦的造锍熔煉生產中應用成
熟，側吹熔煉過程的傳質和傳熱條件好，攪拌強度
大，生產效率高。
萬洋公司已有兩臺氧氣側吹爐用于高鉛渣的還
原熔煉，投產以來，運行穩定，指標良好，爐前工人具
備熟練的操作技能，為工藝探索試驗提供了很好的
條件。氧氣側吹爐占地很小，爐子銅水套壽命長，控
制系統自動化程度高。因此，公司決定選擇氧氣側
吹爐對銅浮渣的處理進行技術改造。
1．2側吹爐爐型結構
氧氣側吹爐從下到上可分為四個區域：爐缸區、
熔池區、鼓泡區和再燃燒區。
萬方數據
·14· 中國有色冶金生產實踐篇·重金屬
爐缸區：爐缸外殼是一矩形的鋼質焊接容器
(槽形)，爐缸鋼外殼內底部和墻壁砌有耐高溫鎂鉻
磚。在熔池的一端，為了將熔體從爐內有計劃地放
出，設有從爐內正常放渣的放渣口和冰銅lZl，在爐缸
下部，還設有安全口(底鉛口)，用于停爐時將底鉛
放出。在爐的一側設有放鉛的虹吸裝置，調整鉛流
口的高度可控制爐缸中鉛層的高度。
熔池區：熔池區是用來實現冶金過程的區域，向
爐渣熔體鼓風送入富氧空氣，進行燃料燃燒對熔體
的加熱和熔煉反應，生成爐渣、冰銅和粗鉛。為了減
少爐料顆粒和熔體液滴被氣流機械帶出，爐身做成
向上擴展的形式(2、3層水套向外傾斜)。
鼓泡區：從熔池區的靜止渣面到二次風口的下
面稱為鼓泡區。在一次富氧空氣作用下，氣體使熔
渣熔池強烈翻滾、攪動、噴濺，在此區域完成熔煉過
程，同時熔渣在翻滾、噴濺的過程中，可被二次燃燒
的高溫氣體加熱，從而提高了熱利用率。
再燃燒區：在爐子側墻第三排水套上安裝有向
下傾斜的再燃燒風嘴，以提供空氣或富氧空氣鼓風，
其目的是燃燒爐氣中CO，并將燃燒產生的熱部分返
回熔池。
1．3熔煉過程
將銅浮渣、純堿、鐵屑和硫鐵礦按照一定比例進
行配料，均勻不間斷地投料(10～15 t／h)，同時從富
氧熔池熔煉側吹爐下料口下煤(1～2 t／h)，從一次
風口鼓入富氧空氣(氧濃度45％～65％)，控制熔煉
反應氣氛。配人純堿是為了降低爐渣和锍的熔點；
加入鐵屑的作用是將硫化鉛置換成金屬鉛，降低冰
銅含鉛；加入硫鐵礦，為了補充造冰銅所需的硫。
銅浮渣中的鉛經過熔煉形成粗鉛，通過虹吸道
虹吸排出，租鉛進入電解系統；銅以冰銅形式通過冰
銅口排出，含銅35％～45％、含鉛3～6％，這部分冰
銅銷售。含有少量鉛的渣通過渣El排出，同時產生
高溫煙氣。氧氣側吹爐處理銅浮渣工藝流程如圖1
所示。
處理銅浮渣過程中產生的高溫煙氣，通過表面
冷卻器降溫進入脈沖收塵器收塵，收塵煙氣經氣動
乳化脫硫后達標排放，排放煙氣SO：濃度小于200
mg／m3。收塵煙灰返回配料系統。
每個熔煉周期150～180 rain，熔煉周期內虹吸
道保持通暢，根據人爐配料的含鉛量自由排出粗鉛。
爐內冰銅和熔渣單獨間斷排放。
銅浮渣純堿鐵屑煤硫鐵礦
粗鉛煙氣爐渣冰銅
返回配料達標排放返回配料
圖1 氧氣側吹爐處理銅浮渣工藝流程圖
2生產期間出現的問題及技術改造
側吹爐處理銅浮渣為新技術，自2013年12月
試驗開爐以來，生產中出現了很多問題，先后改造了
13次，問題得以解決，確保了生產的順利進行。工
藝裝備的改造主要有以下幾個方面：
(1)煙氣管道改造：氧氣側吹爐出口煙氣經表
面冷卻器降溫進入脈沖收塵器，試驗階段未上余熱
鍋爐，熔煉廠房內部的煙氣管道由內襯耐火爐磚、外
襯鋼板組成，生產中內襯耐火磚壽命較短，外襯鋼板
變形嚴重，同時平管道內結渣嚴重，清理頻繁。改造
采用原公司淘汰的鼓風爐水套做煙道，取消平管道，
改為人字形管道，實踐中運行較好，未出現管道變形
的問題，管道結渣現象明顯改善。
(2)冰銅口改造：生產運行初期，冰銅帶鉛嚴
重，鑄錠機模中有大量的粗鉛，鉛與冰銅分離不好，
在改變渣型、調整配料后仍未能有效解決后，對冰銅
lZl的高度位置進行了調整，調整以后，冰銅帶鉛問題
得到了解決，含鉛量控制在3％～6％，達到了預期
目標。
(3)收塵器改造：試驗階段選用一臺收塵器，既
做熔煉煙氣收塵又做衛生收塵，通過管道閥門調節
現場衛生收塵風量，運行情況非常不理想，放鉛、放
渣、放冰銅閥門開大時，對爐內的負壓影響較大，爐
體出口有冒煙現象。改造后，增加一臺脈沖衛生收
塵器，現場環境得到改善。
(4)后期改造：目前雖然生產穩定，指標良好，
較反射爐處理工藝有明顯改善，但后期仍需做部分
改造。首先需增加一臺余熱鍋爐，以替代現有的水
套加表面冷卻器的降溫方式，既能回收余熱，又能因
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萬方數據
2016年6月第3期張立等：氧氣側吹爐處理銅浮渣的生產實踐·15·
直升煙道高度的增加而降低煙塵率，同時徹底解決
煙道結渣堵塞現象；其次增加電熱前床，目前側吹爐
的渣含鉛可降至3％以下，但渣含銅在6％左右，這
部分渣需進入冰銅爐處理，后期改造增加前床降低
渣含銅，取消冰銅爐的二次熔煉過程。
3主要技術指標
氧氣側吹爐工藝的主要技術指標如表1所示。
表1主要技術指標
4氧氣側吹爐的工藝優勢
氧氣側吹爐處理銅浮渣工藝與改造前的反射爐
工藝相比，具有以下技術優勢：
(1)環境得以改善。反射爐現場環境差，煙氣
逸出點較多，采用富氧側吹工藝，生產操作環境
改善。
(2)側吹爐為富氧熔池熔煉技術，熔煉效率高，
改造后l臺6 m2側吹爐的處理量超過了原3臺反射
爐(1臺13 m2和2臺6 m2)的處理量。
(3)自動化程度提高，側吹爐工藝采用DCS自
動化控制，工人勞動強度明顯減小，指標易于
控制。
(4)冰銅品質提高，反射爐所產冰銅含銅30％
～40％，含鉛高達16％～20％，這部分冰銅需再人
冰銅爐進行銅的富集和鉛的分離。采用側吹爐處理
銅浮渣，冰銅品位35％～45％，含鉛3％～6％，省去
了再次進入冰銅爐二次處理的費用。
(5)側吹爐處理工藝采用單一的煤作為燃料，
同時通人富氧進行熔煉，效率提高，處理成本
降低。
5 結語
河南濟源市萬洋冶煉(集團)有限公司氧氣側
吹爐處理銅浮渣工藝投產運行以來，針對生產中遇
到的問題做了大量的改造工作，探索出了側吹爐熔
煉的技術參數，取得了較好的技術指標和經濟指標。
實踐表明，其是一種高效、節能、環保的現代冶煉方
法，為替代反射爐提供了一種新的熔煉工藝，在銅浮
渣冶煉領域將具有推廣前景。
[參考文獻]
[1] 鉛鋅冶金學編委會．鉛鋅冶金學[M]．北京：科學出版社，
2003．
[2] 朱祖澤，賀家齊．現代銅冶金學[M]．北京：科學出版社，
，00"4
Production practice of copper dross treatment with oxygen side-blowing furnace
ZHANG Li，WANG Yuan—yuan，LI Xiao-bing，LU Guo—cai，WANG Qing—jun
Abstract：This paper introduces the production practice of copper dross treatment with oxygen side—blowing fur—
nace．According to the production practice，this method is high in production efficiency with good environmental
performance and stable operation，which provides a new way to treat copper dross．
Key words：copper dross；oxygen side-blowing furnace；bath smelting；copper matte

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