闪速冶金安全生产监控系统的研究

介绍了以INTEMOR软件平台构建的闪速冶金企业“安全生产监控站”。对闪速冶金工厂存在的不安全因素 ,如熔炼车间SO2 低空污染、转炉转失控、精矿着火和重油熄火爆炸、反应塔挂渣异常和铜水套漏水等作了重点讨论 ,并叙述了闪速冶金企业高层安全决策专家支持系统。     

铜闪速炉悬浮熔炼反应过程机理的研究(Ⅰ)——反应塔中物料颗粒的取样分析

闪速熔炼是现代火法炼铜的主要方法,其主要反应是在反应塔内完成的,所以要研究闪速熔炼的机理,重点是对反应塔内反应过程的研究。本文详细描述了反应塔内工艺物料颗粒的高温急冷取样实验,并对试样进行了全面检验分析,作为悬浮熔炼反应过程机理研究的基础。得出如下结论:研究颗粒在反应塔中的反应过程采用快速急冷的颗粒取样方式是可行的;反应塔中颗粒分布极不均匀,在反应塔中央区域较集中;反应塔中粒子氧化程度极不均匀;大量游离二氧化硅未在反应塔内完成造渣反应;在矿相显微镜分析中发现了草莓状(或蜂窝状)的颗粒、部分粒子有孔洞和部分粒子呈现层状氧化,这些都是闪速熔炼过程中存在粒子分裂行为的有力证据;同时颗粒在反应塔中平均粒径长大了7倍多,说明粒子在反应塔中明显存在碰撞聚合过程。     

高强度铜闪速熔炼过程颗粒行为仿真研究

通过在Fluent中增加铜精矿颗粒燃烧模块,建立闪速熔炼仿真模型,对闪速熔炼炉冶金过程颗粒行为进行仿真研究。通过在给定工艺条件下对颗粒的运动速度及轨迹、存活时间、颗粒温度变化、氧化程度及颗粒在沉淀池分布状况进行模拟。研究表明,精矿颗粒在进入反应塔内平均存留时间较短,并不断偏离反应塔中央,闪速熔炼炉内颗粒温度受颗粒直径的影响,粒度越小,温度上升越快,20μm的颗粒受漩涡的影响程度比较大且易随烟气排出。     

闪速炼铜中烟尘的形成过程

从工业闪速炉及其排烟路径上的不同位置在线提取烟尘试样分析,研究了烟尘形貌、粒度等的变化及烟尘的形成条件,发现烟尘不是反应塔中没有反应的细颗粒精矿粒子,而是反应塔中未沉降到沉淀池的、过氧化的、粒度很小的熔融球形粒子;石英砂和吹炼渣粒子很难成为烟尘;反应塔高度对烟尘率有较大的影响,提高反应塔高度有利于降低烟尘发生率。提出了工业闪速熔炼生产中烟尘形成的过程机理。     

铜闪速吹炼过程颗粒行为仿真研究

通过UDF函数在FLUNET中增加冰铜颗粒的燃烧模块建立闪速吹炼仿真模型,进行了闪速吹炼炉冶金过程多场仿真研究。通过对给定工艺条件下的颗粒的温度、氧化程度、颗粒运动速度、存活时间和沉淀池分布情况的模拟研究发现:颗粒在反应塔内不断地偏离反应塔中央,在反应塔内,平均偏移距离约0.6 m;闪速吹炼炉内颗粒温度上升速度受颗粒直径的影响,颗粒越小,温度上升越快,对于20μm的颗粒在距离反应塔顶1~1.5 m处其温度即可达到最高点。     

闪速熔炼反应塔冶金热过程模拟(续)

三、耗油时率模拟放大曲线分析 (一)耗油时率模拟放大方程讨论根据上述模拟放大研究,由反应塔冶金热过程数学模型所得到的耗油时率模拟放大方程,可以概括为一般形式:y=aD_T+bD_T~2由此而得出:反应塔耗油时率是反应塔直径的二次幂函数。这一函数关系在实际问题中a>0;而b可能有:     

闪速铅冶炼计算机在线优化控制系统研究

以一类闪速铅冶炼计算机在线优化控制系统为研究对象,在分析、对比现存各类铅冶炼方法的基础上,以炉渣Fe／SiO2及CaO含量、PbS氧化率、炉渣温度为控制变量,石英及钙熔剂比率、反应塔工艺氧量、反应塔燃料量为操作变量,建立铅冶金过程控制数学模型。基于此模型,以某实际项目为背景,设计了闪速冶炼计算机在线优化控制系统。     

闪速熔炼

闪速熔炼又名悬浮熔炼,即是在炉子的反应塔顶上,将细磨的干精矿和预热空气通过喷嘴混合吹入反应塔中,并使这些物料在悬浮状态下进行熔炼。此法大多以自热熔炼进行,热源主要靠精矿中硫和铁的氧化反应,也可以加少量燃料以保持热平衡。该法将焙烧与熔炼结合为一以处     

铜硫化矿熔炼过程的能源消耗(下)

利用热化学模型和工业数据,对以下工艺方法铜硫化矿熔炼过程中能源消耗进行计算:a)闪速熔炼+闪速吹炼;b)艾萨熔炼+PS转炉吹炼;c)三菱法连续铜熔炼和吹炼;d)诺兰达/特尼恩特连续熔池熔炼+PS转炉吹炼。对于这些方法,作业的范围包括渣中有价金属的回收,工艺过程中烟气的热回收,以及工艺过程中烟气和环保烟气中SO2的回收,在此项研究中采用了单元计算法,因此可以快速评估其他工艺流程,如"闪速熔炼+PS转炉吹炼"。尽管天然气是用于计算的重要燃料,但该模型也可很容易计算出替代燃料所产生的影响。     

铜硫化矿熔炼过程的能源消耗(上)

利用热化学模型和工业数据,对以下工艺方法铜硫化矿熔炼过程中能源消耗进行计算:a)闪速熔炼+闪速吹炼;b)艾萨熔炼+PS转炉吹炼;c)三菱法连续铜熔炼和吹炼;d)诺兰达/特尼恩特连续熔池熔炼+PS转炉吹炼。对于这些方法,作业的范围包括渣中有价金属的回收,工艺过程中烟气的热回收,以及工艺过程中烟气和环保烟气中SO2的回收,在此项研究中采用了单元计算法,因此可以快速评估其他工艺流程,如"闪速熔炼+PS转炉吹炼"。尽管天然气是用于计算的重要燃料,但该模型也可很容易计算出替代燃料所产生的影响。     

铜火法冶金典型工艺单位产品排气量的比较分析

采用闪速熔炼+闪速吹炼、闪速熔炼+PS转炉吹炼、熔池熔炼+PS转炉吹炼这3种典型工艺的铜冶炼企业主要大气污染物排放环节的单位产品排气量均满足《铜镍钴工业污染物排放标准》中单位产品基准排气量的要求,按照单位产品废气排放量由小到大依次排序为闪速熔炼+闪速吹炼工艺、闪速熔炼+PS转炉吹炼工艺和熔池熔炼+PS转炉吹炼工艺。对各主要大气污染源排气量的对比分析结果表明,闪速熔炼、闪速吹炼具有环保、节能的优点,配合其生产能力大、工艺先进的特征,有利于现有和新建铜冶炼企业在扩大规模的同时还能满足日益严格的环保要求。     

铜闪速熔炼工艺

随着国内外市场的融通以及铜市场的全球化,我国的铜冶炼工业面临着更严峻的竞争和挑战,其焦点主要是产品质量、生产成本以及环境保护。本文通过介绍闪速熔炼在中国工艺、设备的发展,阐述了闪速熔炼技术的优势,并展望了闪速熔炼的未来。     

新书窗口

冶金工业出版社 6月出版的《有色金属提取冶金手册》的铜镍卷是目前最完整的有关铜、镍冶金的工具书。本卷主要内容包括铜、镍提取冶金过程的基本原理、现行生产工艺及生产数据。铜冶金篇以九章篇幅着重综述了铜火法冶金流程 ,包括造锍熔炼、闪速熔炼、熔池熔炼、传统熔炼、铜锍吹炼、炉渣贫化处理、火法精炼和电解精炼 ,第十章系统介绍了浸出 -萃取 -电积的湿法炼铜工艺。镍冶金篇共七章。用约一半的篇幅从综述火法炼镍的物理化学入手 ,着重介绍镍的造锍熔炼及吹炼、镍锍的分离和提取精炼以及镍铁熔炼。另一半的篇幅着重介绍了硫化镍阳极电…     

碳化钙降低闪速炉渣含镍的研究

闪速熔炼是强氧化熔炼,反应塔的氧势很高,必然产生大量Fe_3O_4及NiO、Cu_2O等并进入渣中,故渣含有价金属高。针对镍闪速炉产生炉渣的过程,分析了炉渣中镍损失的途径,探索了使用碳化钙降低渣含镍的过程。碳化钙加入后炉渣含镍降低0.03个百分点(或～11%)。     

大型铜冶炼厂发展进程

正铜冶炼工业之前一直主要采用反射炉,而现在取而代之的是高产能的闪速熔炼和熔池熔炼技术,该技术进一步降低了能源消耗。而我们长期以来对热力学和冶金学的理解也发生了巨大变化。本文以铜冶炼产业为参照,阐述了铜冶炼工业发生的巨大变化,同时也揭示了铜冶炼产业的发展趋势。上世纪60年代,戴维·罗博逊博士和作者从事冶金工作时,最好的高炉日产生铁2000吨。铜熔炼方面,效率较高的反射炉平均产量为300吨铜/天,相当于50吨精矿/小时。     

镍闪速熔炼黏渣产生的影响及控制研究

镍闪速熔炼过程中,由于闪速熔炼为强氧化熔炼过程,反应物在反应塔空间内氧化时,生成大量金属氧化物,后期通过硫化置换反应、造渣反应从而达到低镍锍与炉渣分离的目的,当炉渣中含有大量高价态金属氧化物或反应塔反应不完全时,导致贫化区低镍锍与炉渣分离差,黏渣层厚度大,或出现炉渣与低镍锍完全分离不清,导致渣中有价金属损失增大,同时低镍锍排放困难,对炉窑安全运行产生风险,因此,控制黏渣层的厚度对闪速炉的安全运行、渣含有价金属指标控制有重要意义。     

多功能闪速炼铜程序的原理和应用

前言闪速熔炼是二次大战后发展起来的硫化物精矿冶炼新工艺。目前世界上投入生产的闪速炉已超过二十座,其中约80%用于炼铜。经过三十年的发展,闪速熔炼取得很大改进。鼓风制度从单一的中温(400～500℃)鼓风发展成中温、高温(800～1000℃)和富氧三种鼓风制度,实现了反应塔自热熔炼和闪速炉自热熔炼。炉渣处理除电炉贫化外又有了浮选     

在处理复杂精矿的现代铜冶金中杂质的挥发与分配

柏林技术大学的一个科研组多年来研究了复杂精矿中铅、锑、锌和铋等杂质在分散性反应和熔炼体系中(类似于试验室规模的闪速熔炼)的挥发问题。将试验测得的这些元素在气相和液相问的分配,与取自有关硫化物现代火法冶金过程(奥托昆普闪速熔炼,诺兰达、TBRC法)的文献数据加以比较。     

祥光铜业闪速熔炼炉渣选矿生产实践与改进

祥光铜业采用选矿方法处理闪速熔炼炉渣,每年可以从废弃的闪速熔炼炉渣中多回收约10 kt金属铜。本文分析了闪速熔炼炉渣的性质、闪速熔炼炉渣选矿工艺流程,并从生产实践入手,分析论述了阳谷祥光铜业闪速熔炼炉渣选矿项目的技术改造情况。闪速熔炼炉渣性质复杂,对铜回收率和尾矿含铜等技术指标有一定影响,仍有待进一步的研究和探索。     

铜冶炼闪速炉精矿喷嘴优化与改造的生产实践

精矿喷嘴作为铜闪速炉核心设备,其结构与性能对炉料的混合及反应过程有显著的影响。紫金铜业闪速炉通过对精矿喷嘴进行了改造,优化了铜精矿在反应塔中分布情况,在相同条件下对新喷嘴和CJD喷嘴结构下的闪速熔炼过程进行仿真计算和实际应用。精矿喷嘴改造后削弱了物料在反应塔内部反应的物料偏析,强化了反应过程,降低了闪速炉烟尘发生率,取得了较好的成效。在本文主要介绍喷嘴优化方面的主要内容及取得的效果。