冶金百科 | 铜冶金工艺——诺兰达法

2023-03-17 10:58:32 来源：中冶有色技术网

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简介：诺兰达炉示意图见图3-12，图3-13是诺兰达炉配套使用的加斯佩捅风口机示意图。诺兰达炉为圆柱形卧式转炉，规格为直径5m，长21~26m，外壳由厚0.1m的钼钢板制作，内衬0.5m厚铬镁砖。铜锍层厚度1m左右，渣层厚度0.3~0.6m。诺兰达炉有54~66个直径为5~6cm的浸没风口，诺兰达炉风口易堵塞，采用加斯佩捅风口机或人工用钢钎捅风口。

诺兰达法

1)方法简介

诺兰达炉示意图见图3-12，图3-13是诺兰达炉配套使用的加斯佩捅风口机示意图。诺兰达炉为圆柱形卧式转炉，规格为直径5m，长21~26m，外壳由厚0.1m的钼钢板制作，内衬0.5m厚铬镁砖。铜锍层厚度1m左右，渣层厚度0.3~0.6m。诺兰达炉有54~66个直径为5~6cm的浸没风口，诺兰达炉风口易堵塞，采用加斯佩捅风口机或人工用钢钎捅风口。

诺兰达炉示意图

图3-12 诺兰达炉示意图

诺兰达炉使用的加斯佩捅风口机

图3-13 诺兰达炉使用的加斯佩捅风口机

含水约8%的湿炉料从炉子一端的加料口通过加料皮带加入炉内，也可通过特制的风口，将干精矿喷进炉内熔体中。通过风口将含040%、表压为0.16 MPa的富氧空气连续鼓入炉内铜锍层中。烟气通过炉口烟罩进入余热回收及收尘系统。铜锍和炉渣间断从炉内排出。应尽可能维持熔体高度稳定。渣含Cu 6%~10%，其中70%为机械夹杂，其余为化学溶解。采用缓冷一浮选法回收铜。铜锍品位为71%～74%，用P-S转炉吹炼为粗铜。

熔体温度采用光学高温计测量(两个风口、渣流)，控制在1240 ± 20℃，通过调节富氧浓度或辅助燃料量控制。炉渣和铜锍成分采用现场XRF分析，取样后15~120min可得结果。炉渣成分通过熔剂量调节，m(Fe)/m(SiO2)为1.54。渣中Fe，O.15%~20%，结合炉温控制，可适当形成FeO沉积保护炉衬。铜锍品位通过控制料/O比调节。强烈的搅动使得Fe。O溶解和悬浮在炉渣中，避免其过度沉积形成炉结和铜锍与炉渣间黏稠状隔层。这是诺兰达炉能在高 m(Fe)/m(SiO)高铜锍品位条件下操作的原因。熔体深度采用插钢钎方法测定。铜锍层高度控制在风口上0.5m，以保证0利用率，渣层和铜锍层厚度，均尽可能控制稳定。图3-14为诺兰达炉通过风口的红外测温装置。

诺兰达炉通过风口的红外测温装置

图3-14 诺兰达炉通过风口的红外测温装置

表3-6为诺兰达造锍熔炼生产过程中元素的分配行为。表中数据表明，该法对As、Sb、Bi、Pb和Zn等有害杂质，均有较好的脱除效果。

表3-6 诺兰达炉造锍熔炼生产中元素的分配行为元素

诺兰达炉造锍熔炼生产中元素的分配行为元素

2)技术特点

炉料适应性强，可大量处理废杂料。

生产71%～74%高品位铜锍，炉渣m(Fe)/m(SiO)为1.54，在此条件下，可使Fe，O&适当过饱和析出，以保护炉衬，而由于熔体强烈搅动，促进Fe，O&溶解或悬浮于炉渣中，不会过度沉积在炉衬上形成炉结或在炉渣与铜锍层间形成黏稠隔膜层。

炉体中未大量使用铜水套，有利于炉子的热平衡与节能。

属过渡性技术。在能耗及SO排放方面，均不居领先地位。没有20万t/a 以上工厂实际运行经验，不宜用其建大型铜厂。

炉子寿命较短，仅1~2年;风口区耐火砖易损坏，但由于其设计为易于拆卸型，炉子无需降温可直接更换。

富氧浓度较低，仅40%。受炉体结构及反应动力学控制难以进一步提高。

渣含铜较高，达6%～10%，积存金属量大。

炉体需要转动，烟气出口不能严格密封，车间SO污染较大。

3)主要技术指标

富氧浓度：常温，含040%;

铜锍品位：71%～74%;

炉渣m(Fe)/m(SiO)：1.25～1.67;

炉渣含铜：6%～8%;

烟气SO浓度(炉口)：20%左右;

烟尘率：<1%。

4)国内外应用情况

由加拿大诺兰达公司研发，属侧吹熔池熔炼。1964年开始研发，1973——1975 年间，以黄铜矿型铜精矿为原料，在单一炉内一步冶炼粗铜，存在渣含铜高、炉子寿命短、操作困难、粗铜锍及杂质含量高等问题，1975年后转为生产高品位铜锍。20世纪80—90年代得到推广，但近年来应用趋于减少，目前仅有2座炉子在运行。1座在加拿大诺兰达公司，1座在智利Altonorte公司。大冶有色集团20世纪90年代初引进该应用，是我国引进的第二种炼铜技术。目前，大冶有色集团已另建澳斯麦特炉取代诺兰达炉。

5)总体评价

20世纪70年代是熔池熔炼技术大发展的时期，诺兰达法、三菱法、瓦纽科夫法、白银法等先后问世。诺兰达法连续炼铜的尝试，虽然最终未得到工业应用，但从其失败中得到的启示以及在其发展过程中积累的大量研究结果都对铜冶炼技术的进步起到了极大的促进作用。诺兰达法生产高品位铜锍，虽然在20世纪70—80年代得到较大推广，但随后大部分又逐步被淘汰，事实证明，诺兰达法是一种过渡型技术，其存在的问题为：由于炉型结构限制，富氧浓度不能提高，仅为40%左右。相对而言，其烟气量比较大，不利于炉子热平衡，导致烟气处理系统投资大，运行成本高。炉体寿命比较短，仅1~2年。渣含铜高，生产系统积存金属量大。