顶吹熔炼设施的改造方法、连续炼铜设施及方法与流程

本发明涉及有色冶金技术领域，具体地，涉及一种顶吹熔炼炼铜设施改造为连续炼铜设施的方法和连续炼铜设施。

背景技术：

顶吹熔炼技术广泛用于铜、镍、铅、锡、铁及锌渣以及铜、铅的冶炼。顶吹熔炼技术开发于19世纪70年代，19世纪末至20世纪前十年得到快速推广，在铜冶炼领域相继建设了十几座顶吹冶炼厂。然而，随着铜冶炼技术的发展和环保标准的提高，顶吹熔炼技术的运行成本优势不在，存在升级改造的需求。

技术实现要素：

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

顶吹熔炼技术，也称为富氧顶吹浸没式喷枪熔池熔炼技术,主要包括澳斯麦特法(ausmelt法)和艾萨法(isa法)两种顶吹工艺。1981年，顶吹熔炼技术的主要发明人弗洛伊德建立澳斯麦特公司，将顶吹熔炼技术用于铜、镍、铅、锡、铁及锌渣等的冶炼，称之为澳斯麦特法(ausmelt法)。同一时期，澳大利亚芒特·艾萨矿业公司也将顶吹熔炼技术应用于铜、铅的冶炼，称之为艾萨法(isa法)。

本发明的发明人通过研究顶吹熔炼技术的特点，发现和认识到：现有顶吹熔炼技术中，无论是澳斯麦特法还是艾萨法，顶吹喷枪为单支枪且喷枪下端浸没到熔池的渣层内(由此也称为富氧顶吹浸没式单喷枪熔池熔炼技术)，因此，熔炉内的渣层需要非常厚，例如渣层通常达到1米左右，铜锍对喷枪的枪腐蚀严重，而且单支喷枪的风量需要非常大，从而吹到渣层时对渣层的搅动严重，此外，由于喷枪喷氧到渣层，氧靠渣层传递到铜硫层内，渣层存过氧化，从而产不出高品位的铜硫，而且熔炼炉的高度需要非常高。

目前国内使用的顶吹熔炼炼铜主要由两种设施和工艺，第一种工艺：具体设施为：顶吹熔炼(澳斯麦特炉或艾萨炉)+沉降电炉+ps转炉吹炼，具体工艺为：铜精矿、熔剂配料(—制粒)—顶吹熔炼—电炉沉降分离，产出铜锍和熔炼渣，铜锍用钢包运送到ps转炉吹炼产出粗铜；第二种工艺：具体设施为顶吹熔炼(澳斯麦特炉或艾萨炉)+沉降电炉+顶吹浸没式单喷枪顶吹吹炼炉，具体工艺为：铜精矿、熔剂配料(—制粒)—顶吹熔炼—电炉沉降分离，产出铜锍和熔炼渣，铜锍输送到顶吹吹炼产出粗铜。

发明人从上述现有设施和工艺发现和意识到，两种工艺均需要沉降电炉对从顶吹熔炼炉排出的铜硫和熔炼渣进行沉降，原因在于，如上所述，现有顶吹熔炼技术，熔炼炉内的搅动严重，铜锍和炉渣无法完全分离，必须使用沉降电炉进行沉降，然后沉降分离出的铜锍进吹炼炉进行吹炼，从而导致设备投资大，成本高，能耗高。另外，对于第一种工艺，由于使用转炉吹炼，必须使用钢包将熔炼熔体倒运到ps转炉，一方面低空污染严重，另一方面吹炼为间断式操作，无法实现连续炼铜。对于第二种工艺，顶吹吹炼也是单支喷枪，喷枪也是浸没式，因此，也未实现真正意义上的连续炼铜。

通过研究和分析，综上所述，发明人发现相关技术中的顶吹熔炼设施和工艺存在如下问题：

(1)作业率低，由于采用单支顶吹浸没式喷枪送风，喷枪寿命短，通常为7天～14天，需要频繁将喷枪提出炉子以更换喷枪。

(2)由于单支顶吹浸没式喷枪，因此喷枪的风量大、搅动剧烈。

(3)熔池喷溅严重，炉膛高，喷枪过长，易变形，寿命低。

(4)熔池搅动剧烈，铜锍和熔炼渣在熔池内无法完全分离，必须通过沉降电炉分离，运行成本高。

(5)难以生产高品位铜锍，目前尚无产出含铜65％以上铜锍的生产实践，无法满足连续吹炼的要求。

(6)配套转炉环保效果差，大部分顶吹熔炼冶炼配套ps转炉吹炼铜锍，铜锍吊运及吹炼过程中，逸散的so2烟气治理难度大。

(7)所需燃料量大，运行成本高，出于热平衡及安全生产考虑，顶吹熔炼炉通常需要加入大量的燃料和还原剂，从而增加了运行成本。

为此，本发明的实施例提出一种将顶吹熔炼设施改造为连续炼铜设施的方法，利用该方法，可以对现有顶吹熔炼设施进行改造，由此不但可以充分利用现有顶吹熔炼设施，还可降低连续炼铜的投资成本，而且可以至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本发明的实施例还提出一种连续炼铜设施和方法。

根据本发明的第一方面的实施例提出的顶吹熔炼设施的改造方法包括：

取消吹炼工序的转炉或吹炼炉；

降低所述顶吹熔炼工序的顶吹熔炼炉的炉膛高度；

取消所述顶吹熔炼炉的单支浸没式顶吹喷枪；

在所述顶吹熔炼炉的顶部设置彼此间隔开的至少三支顶吹熔炼喷枪；

在所述顶吹熔炼炉上增设铜锍排放口；

取消所述顶吹熔炼工序的沉降电炉的电极和电极配套装置，在所述沉降电炉的顶部设置彼此间隔开的至少三支顶吹吹炼喷枪，以将所述沉降电炉改造为顶吹吹炼炉；

通过流槽将所述顶吹熔炼炉的铜锍排放口与所述顶吹吹炼炉的铜锍进口相连。

根据本发明实施例提出的顶吹熔炼设施的改造方法至少具有如下有益效果：

1.顶吹熔炼炉采用多支喷枪进行喷吹熔炼，可减少炉膛高度，炉膛高度降低之后，混合精矿在炉内落入熔池的落差小、时间短，降低烟尘率，可取消精矿制粒工序，降低运行成本，并降低混合精矿含水量；顶吹熔炼炉炉膛高度降低后，喷枪长度随之减短，减少喷枪变形，提高喷枪寿命。

2.采用多支喷枪进行喷吹熔炼，单支喷枪气量小，熔池喷溅小，需要的搅动半径小，一方面可降低操作渣层厚度，可降低泡沫渣风险，利于提高炉内氧势，产出高品位铜锍，为连续吹炼创造条件；另一方面喷枪搅拌动能减小，利于铜锍和熔炼渣沉降分离，可取消沉降电炉，降低运行成本。

3.最大限度的利用现有顶吹熔炼设施，降低了投资成本，同时实现了高品位铜锍的连续吹炼，投资省，施工周期短，停产复产间歇期短。

4.顶吹熔炼炉和顶吹吹炼炉用流槽连接，避免了铜锍包吊运低空so2污染的问题，环保效果好。

在一些实施例中，所述顶吹熔炼喷枪为非浸没式顶吹熔炼喷枪或浸没式顶吹熔炼喷枪，所述顶吹吹炼喷枪为非浸没式顶吹吹炼喷枪或浸没式顶吹吹炼喷枪。

在一些实施例中，所述顶吹熔炼炉的炉膛高度降低到6米-8米，所述顶吹熔炼喷枪的数量为3-6支，所述顶吹吹炼喷枪的数量为4-12支。

根据本发明的第二方面的实施例提出的连续炼铜设施包括：顶吹熔炼炉，所述顶吹熔炼炉具有熔炼炉体和至少三支顶吹熔炼喷枪，所述顶吹熔炼喷枪设在所述熔炼炉体的顶部且彼此间隔开，所述熔炼炉体具有加料口，熔炼渣排放口和铜锍排放口；顶吹吹炼炉，所述顶吹吹炼炉具有吹炼炉体和至少三支顶吹吹炼喷枪，所述顶吹吹炼喷枪设在所述吹炼炉体的顶部且彼此间隔开，所述吹炼炉体具有熔剂入口，铜锍进口、吹炼渣排放口和粗铜排放口，所述铜锍进口通过流槽与所述熔炼炉体的铜锍排放口相连。

根据本发明实施例提出的连续炼铜设施至少具有如下有益效果：

1.顶吹熔炼炉采用多支喷枪进行喷吹熔炼，可减少炉膛高度，炉膛高度降低之后，混合精矿在炉内落入熔池的落差小、时间短，降低烟尘率，可取消精矿制粒工序，降低运行成本，并降低混合精矿含水量；顶吹熔炼炉炉膛高度降低后，喷枪长度随之减短，减少喷枪变形，提高喷枪寿命。

2.采用多支喷枪进行喷吹熔炼，单支喷枪气量小，熔池喷溅小，需要的搅动半径小，一方面可降低操作渣层厚度，可降低泡沫渣风险，利于提高炉内氧势，产出高品位铜锍，为连续吹炼创造条件；另一方面喷枪搅拌动能减小，利于铜锍和熔炼渣沉降分离，可取消沉降电炉，降低运行成本。

3.顶吹熔炼炉和顶吹吹炼炉用流槽连接，避免了铜锍包吊运低空so2污染的问题，环保效果好。

在一些实施例中，所述顶吹熔炼喷枪为非浸没式顶吹熔炼喷枪或浸没式顶吹熔炼喷枪，所述顶吹吹炼喷枪为非浸没式顶吹吹炼喷枪或浸没式顶吹熔炼喷枪。

在一些实施例中，所述顶吹熔炼喷枪的数量为3-6支，所述顶吹吹炼喷枪的数量为4-12支。

在一些实施例中，所述顶吹熔炼喷枪中的一支为备用顶吹熔炼喷枪，所述顶吹吹炼喷枪中的一支为备用顶吹吹炼喷枪。

在一些实施例中，所述熔炼炉体内的渣层厚度为300毫米-800毫米，所述吹炼炉体内的渣层厚度为100毫米-500毫米，所述顶吹熔炼喷枪喷射的富氧空气的氧气浓度为50％-90％，所述顶吹吹炼喷枪喷射的富氧空气的氧气浓度为20％-50％。

根据本发明的第三方面的实施例提出的连续炼铜方法包括：

将铜精矿、石英石、煤和混合配料以制备混合铜精矿；

将混合铜精矿从顶吹熔炼炉的加料口加入到所述顶吹熔炼炉内；

通过彼此间隔开的至少三支顶吹熔炼喷枪向所述顶吹熔炼炉内喷吹第一浓度的富氧空气以进行熔炼；

从所述顶吹熔炼炉的熔炼渣排出口排出熔炼渣；

从所述顶吹熔炼炉的铜锍排出口将铜锍通过流槽排出到顶吹吹炼炉内；

向顶吹吹炼炉内加入熔剂；

通过彼此间隔开的至少三支顶吹吹炼喷枪向所述顶吹吹炼炉内喷吹第二浓度的富氧空气以进行吹炼；

从所述顶吹吹炼炉的吹炼渣排放口排出吹炼渣；

从所述顶吹吹炼炉的粗铜排放口排出粗铜。

根据本发明实施例提出的连续炼铜方法，实现了高品位铜锍的连续吹炼，投资省，施工周期短，停产复产间歇期短。

在一些实施例中，所述熔炼炉体内的渣层厚度控制为300毫米-800毫米，所述吹炼炉体内的渣层厚度控制为100毫米-500毫米，所述顶吹熔炼喷枪喷射的富氧空气的氧气浓度为50％-90％，所述顶吹吹炼喷枪喷射的富氧空气的氧气浓度为20％-50％。

附图说明

图1是本发明实施例中的连续炼铜设施的主视图。

图2是本发明实施例中的连续炼铜设施的俯视图。

附图标记：

顶吹熔炼喷枪1，铜锍虹吸道2，熔炼渣虹吸池3，熔炼渣流槽4，流槽5，虹吸池流槽6，顶吹吹炼喷枪7，熔剂入口8，出烟口9，粗铜排放口10，吹炼渣排放口11，熔炼渣排放口12，铜锍排放口13，顶吹熔炼炉14，熔炼炉体141，顶吹吹炼炉15，吹炼炉体151，铜锍进口152。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，根据本发明实施例提出的顶吹熔炼设施的改造方法包括：

取消原有吹炼工序中的转炉或吹炼炉，只保留原有顶吹吹炼工序中的顶吹熔炼炉14和沉降电炉。

降低原有顶吹熔炼工序中的顶吹熔炼炉14的炉膛高度。优选地，顶吹熔炼炉14的炉膛高度降低到6米-8米。降低炉膛后的顶吹熔炼炉14的炉顶结构不变，依旧采用锅炉膜式壁连接，炉墙包括铜水套和耐火砖，顶吹熔炼炉14下部采用立水套冷却，上部采用齿形水套冷却。

取消原顶吹熔炼炉的单支浸没式顶吹喷枪。

在顶吹熔炼炉14顶部设置彼此间隔开的至少三支顶吹熔炼喷枪1。顶吹熔炼喷枪1的规格和数量根据炉体直径和生产规模确定。优选地，顶吹熔炼喷枪1的数量可以为3-6支。

如图2所示，多支顶吹熔炼喷枪1沿顶吹熔炼炉14的周向均匀间隔分布，多支顶吹熔炼喷枪1彼此间隔分布时围成一个与顶吹熔炼炉14圆周所同心的一个分布圆a，分布圆的直径为2-3m。在一些具体实施例中，顶吹熔炼喷枪1设置有四支，四支顶吹熔炼喷枪1沿顶吹熔炼炉14的周向彼此均匀间隔设置。

在顶吹熔炼炉14上增设铜锍排放口13。

取消原顶吹熔炼工序中的沉降电炉的电极和电极配套装置，炉墙依旧为原铜水套和耐火砖结构，在原沉降电炉的顶部设置彼此间隔开的至少三支顶吹吹炼喷枪7，以将原沉降电炉改造为新的顶吹吹炼炉15。顶吹吹炼喷枪7的规格和数量根据炉体直径和生产规模确定，优选地，顶吹吹炼喷枪7的数量可以为6-10支。

如图1所示，通过流槽5(铜锍流槽)将顶吹熔炼炉14的铜锍排放口13与顶吹吹炼炉15的铜锍进口152相连。

根据本发明实施例提出的顶吹熔炼设施的改造方法，包括如下有益效果：

1.顶吹熔炼炉采用多支喷枪进行喷吹熔炼，可减少炉膛高度，炉膛高度降低之后，混合精矿在炉内落入熔池的落差小、时间短，降低烟尘率，可取消精矿制粒工序，降低运行成本，并降低混合精矿含水量；顶吹熔炼炉的炉膛高度降低后，喷枪长度随之减短，减少喷枪变形，提高喷枪寿命。

2.采用多支喷枪进行喷吹熔炼，单支喷枪气量小，熔池喷溅小，需要的搅动半径小，一方面可降低操作渣层厚度，可降低泡沫渣风险，利于提高炉内氧势，产出高品位铜锍，为连续吹炼创造条件；另一方面喷枪搅拌动能减小，利于铜锍和熔炼渣沉降分离，可取消沉降电炉，降低运行成本。

3.最大限度的利用现有顶吹熔炼设施，降低了投资成本，同时实现了高品位铜锍的连续吹炼，投资省，施工周期短，停产复产间歇期短。

4.顶吹熔炼炉和顶吹吹炼炉用流槽连接，避免了铜锍包吊运过程中so2污染的问题，环保效果好。

在一些实施例中，顶吹熔炼喷枪1为非浸没式顶吹熔炼喷枪或浸没式顶吹熔炼喷枪1，顶吹吹炼喷枪7为非浸没式顶吹吹炼喷枪或浸没式顶吹熔炼喷枪7。顶吹熔炼喷枪1与顶吹吹炼喷枪7均为非浸没式或浸没式，每根喷枪气量小，并且每根负责一个区域，可以采用薄渣层操作，提高铜锍的品位，利于减小喷溅，还可降低炉膛高度，减短氧枪长度。

在一些实施例中，顶吹吹炼设施的改造方法还可以取消原顶吹熔炼炉14的单支浸没式顶吹主喷枪，将炉体渣线附近改为铜水套结构，并在原顶吹熔炼炉14上设侧吹喷枪，从而将将原顶吹熔炼炉14改造为侧吹熔炼炉。

顶吹吹炼设施的改造方法还可以在原顶吹熔炼设施的沉降电炉的炉顶增设熔剂仓、上料及计量装置及供风供氧系统。

在一些实施例中，多支顶吹吹炼喷枪7布置成沿顶吹吹炼炉15的宽度方向(图2所示的左右方向)间隔布置的多列，且每一列中的顶吹吹炼喷枪7沿顶吹吹炼炉15的长度方向(图2所示的前后方向)间隔布置。

优选地，多支顶吹吹炼喷枪7布置成沿顶吹吹炼炉15的宽度方向间隔布置的两列。顶吹吹炼炉具有沿其长度方向延伸的中心线，两列顶吹吹炼喷枪7相对于该中心线对称布置。

如图2所示的具体实施例中，顶吹吹炼喷枪7设有12支，12支顶吹吹炼喷枪7以每6支为一列呈两列分布，并且两列顶吹吹炼喷枪7以顶吹吹炼炉15的沿其长度方向延伸的中心线对称布置，每列顶吹吹炼喷枪7沿顶吹吹炼炉15的长度方向彼此均匀间隔设置。

在一些实施例中，在新增的铜锍排放口13外部连通铜锍虹吸道2，将原有虹吸池改造为熔炼渣虹吸池3用于沉淀熔炼渣，在改造后的熔炼渣虹吸池3上增设用于排放熔炼渣的熔炼渣流槽4，熔炼渣流槽4两端分别与熔炼渣虹吸池3和渣选矿系统连通，并且在改造后的熔炼渣虹吸池3上增设虹吸池流槽6，虹吸池流槽6与流槽5连通。

下面参考附图1和附图2描述根据本发明实施例的连续炼铜设施。

如图1-2所示，根据本发明实施例提出的连续炼铜设施包括顶吹熔炼炉14和顶吹吹炼炉15。

顶吹熔炼炉14具有熔炼炉体141和至少三支顶吹熔炼喷枪1，顶吹熔炼喷枪1设在熔炼炉体141的顶部且彼此间隔开。优选地，顶吹熔炼喷枪1的数量可以为3-6支。如图1和图2所示，熔炼炉体141为圆筒形，顶吹熔炼喷枪1沿上下方向竖直设置，并且顶吹熔炼喷枪1顶部伸出熔炼炉体141与熔炼炉体141外部的供风供氧系统连接，通过供风供氧系统持续不断的向顶吹熔炼喷枪1输送富氧空气。

熔炼炉体141具有加料口(未示出)、熔炼渣排放口12和铜锍排放口13。加料口处还设有原有的混合精矿配料装置、如图1和图2所示，熔炼渣排放口12处连通有熔炼渣虹吸池3，熔炼渣虹吸池3通过虹吸池流槽6与流槽5连通，熔炼渣虹吸池3通过熔炼渣流槽4排放熔炼渣，铜锍排放口13连接有铜锍虹吸道2，铜锍虹吸道2的另一端与流槽5连通。

顶吹吹炼炉15具有吹炼炉体151和至少三支顶吹吹炼喷枪7，顶吹吹炼喷枪7设在吹炼炉体151的顶部且彼此间隔开。优选地，顶吹吹炼喷枪7的数量可以为4-12支。如图1和图2所示，顶吹吹炼喷枪7沿上下方向竖直设置，顶吹吹炼喷枪7的下端设在吹炼炉体151内部且上端伸出吹炼炉体151，顶吹吹炼喷枪7的上端的伸出部与外部的供风供氧系统连接，供风供氧系统持续不断的向顶吹吹炼喷枪7内部输送富氧空气。

吹炼炉体151具有熔剂入口8、铜锍进口152、吹炼渣排放口11和粗铜排放口10。石灰石、电解残极及其它含铜冷料通过熔剂入口8加入顶吹吹炼炉15内，铜锍进口通过流槽5与熔炼炉体141的铜锍排放口13外的铜锍虹吸道2相连，吹炼渣排放口11设在吹炼炉体151的后端，粗铜排放口10设在吹炼炉体151的左侧。可以理解的是，吹炼渣排放口11和粗铜排放口10的设置位置并不限于此。

根据本发明实施例提出的连续炼铜设施，包括如下有益效果：

1.顶吹熔炼炉采用多支喷枪进行喷吹熔炼，可减少炉膛高度，炉膛高度降低之后，混合精矿在炉内落入熔池的落差小、时间短，降低烟尘率，可取消精矿制粒工序，降低运行成本，并降低混合精矿含水量；顶吹熔炼炉的炉膛高度降低后，喷枪长度随之减短，减少喷枪变形，提高喷枪寿命。

2.采用多支喷枪进行喷吹熔炼，单支喷枪气量小，熔池喷溅小，需要的搅动半径小，一方面可降低操作渣层厚度，可降低泡沫渣风险，利于提高炉内氧势，产出高品位铜锍，为连续吹炼创造条件；另一方面喷枪搅拌动能减小，利于铜锍和熔炼渣沉降分离，可取消沉降电炉，降低运行成本。

3.顶吹熔炼炉和顶吹吹炼炉用流槽连接，避免了铜锍包吊运过程中so2污染的问题，环保效果好。

在一些实施例中，顶吹熔炼喷枪1为非浸没式顶吹熔炼喷枪1或浸没式顶吹熔炼喷枪1。顶吹熔炼喷枪1为非浸没式或浸没式，每根喷枪气量小，并且每根负责一个区域，可以采用薄渣层操作，提高铜锍的品位利于减小喷溅，还可降低炉膛高度，减短氧枪长度。

在一些实施例中，顶吹吹炼喷枪7为非浸没式顶吹吹炼喷枪7或浸没式顶吹熔炼喷枪7。顶吹吹炼喷枪7为非浸没式或浸没式，每根喷枪气量小，并且每根负责一个区域，可以采用薄渣层操作，提高铜锍的品位利于减小喷溅，还可降低炉膛高度，减短氧枪长度。

在一些实施例中，顶吹熔炼喷枪1中的一支为备用顶吹熔炼喷枪1，顶吹吹炼喷枪7中的一支为备用顶吹吹炼喷枪7。设置备用顶吹熔炼喷枪1及备用顶吹吹炼喷枪7，能够在更换顶吹熔炼喷枪1，和/或，顶吹吹炼喷枪7时不停风作业，提高生产效率。

在一些实施例中，熔炼炉体内的渣层厚度为300毫米-800毫米，所述吹炼炉体内的渣层厚度为100毫米-500毫米。

在一些实施例中，顶吹熔炼喷枪1喷射的富氧空气的氧气浓度为50％-90％，顶吹吹炼喷枪7喷射的富氧空气的氧气浓度为20％-50％。提高富氧空气中的氧气浓度能够降低混合精矿含水量，提高铜锍品位，可改善炉内热平衡条件，并且喷枪内部不需混入煤粉/燃油等燃料，可取消煤粉制备/油库等设施，降低运行成本，减少燃料消耗。

在一些实施例中，多支顶吹熔炼喷枪1沿顶吹熔炼炉14的周向均匀间隔分布，多支顶吹熔炼喷枪1彼此间隔分布时围成一个与顶吹熔炼炉14圆周所同心的一个分布圆a，分布圆的直径为2-3m。在一些具体实施例中，顶吹熔炼喷枪1设置有四支，四支顶吹熔炼喷枪1沿顶吹熔炼炉14的周向彼此均匀间隔设置。

在一些实施例中，如图1和图2所示，多支顶吹吹炼喷枪7布置成沿顶吹吹炼炉15的宽度方向(图2所示的左右方向)间隔布置的两列，且每一列中的顶吹吹炼喷枪7沿顶吹吹炼炉15的长度方向(图2所示的前后方向)间隔布置。顶吹吹炼炉具有沿其长度方向延伸的中心线，两列顶吹吹炼喷枪7相对于该中心线对称布置。

在一些实施例中，本发明的实施例提出的顶吹吹炼炉15的吹炼炉体151顶部还设有盖板16，盖板16上设有连通吹炼炉体151的内外两侧的出烟口9，熔剂入口8同样设在在盖板16上，熔剂入口8处还设有原有的混合精矿配料装置。

根据本发明实施例提出的连续炼铜方法，包括：

利用原有的精矿配料混合设施将铜精矿、石英石、煤和混合配料以制备混合铜精矿。

利用原有的上料设施将混合铜精矿从顶吹熔炼炉14的加料口加入到顶吹熔炼炉14内。

通过彼此间隔开的至少三支顶吹熔炼喷枪1向顶吹熔炼炉14内喷吹第一浓度的富氧空气以进行熔炼。

从顶吹熔炼炉14的熔炼渣排出口排出熔炼渣。具体地，经过排出口排出的熔炼渣进入熔炼渣虹吸池3内进行沉淀，熔炼渣虹吸池3上设有用于排放熔炼渣的熔炼渣流槽4，熔炼渣流槽4两端分别与熔炼渣虹吸池3和渣选矿系统连通，熔炼渣虹吸池3上还设有虹吸池流槽6，虹吸池流槽6与流槽5连通，熔炼渣经过熔炼渣流槽4进入渣包，缓冷破碎后送入渣选矿系统，熔炼渣虹吸池3内沉淀的铜锍定期通过虹吸池流槽6进入流槽5并最终进入顶吹吹炼炉15内。

从顶吹熔炼炉14的铜锍排出口将铜锍通过流槽5排出到顶吹吹炼炉15内。

利用原有的上料设施向顶吹吹炼炉15内加入熔剂，溶剂可以为石灰石、电解残极及其它含铜冷料。

通过彼此间隔开的至少三支顶吹吹炼喷枪7向所述顶吹吹炼炉15内喷吹第二浓度的富氧空气以进行吹炼。

从吹炼炉的吹炼渣排放口11排出吹炼渣。

从顶吹吹炼炉15的粗铜排放口10排出粗铜。

根据本发明实施例提出的连续炼铜方法，实现了高品位铜锍的连续吹炼，投资省，施工周期短，停产复产间歇期短。

在一些实施例中，熔炼炉体141内的渣层厚度控制为300毫米-800毫米。熔炼炉体151内的渣层厚度控制为100毫米-500毫米。，

在一些实施例中，熔炼炉体141内的铜锍层厚度小于800毫米。熔炼炉体151内的粗铜层厚度小于500毫米。

在一些实施例中，顶吹熔炼喷枪1喷射的富氧空气的氧气浓度为50％-90％，即第一浓度为50％-90％。顶吹吹炼喷枪7喷射的富氧空气的氧气浓度为20％-50％，即第二浓度为20％-50％。

在熔炼炉体内熔炼渣的操作温度为1250℃～1300℃，铜锍操作温度为1230℃～1280℃，熔炼渣铁硅比(fe/sio2)为1.3～2.0，熔炼渣含氧化钙为3％～5％，熔炼渣含铜为1％～3％，在吹炼炉体内粗铜操作温度为1220℃～1260℃，吹炼渣操作温度为1250℃～1300℃，粗铜含cu为97.5％～99％，粗铜含s为0.05％～0.8％，吹炼渣钙铁比(cao/fe)为0.3～0.4，吹炼渣含cu为13％～25％。

下面参考附图1和图2描述根据本发明的一些具体示例性的连续炼铜设施。

连续炼铜设施包括顶吹熔炼炉14和顶吹吹炼炉15。

顶吹熔炼炉14具有熔炼炉体141和设在顶部的四支顶吹熔炼喷枪1，顶吹熔炼喷枪1上端伸出顶吹熔炼炉14顶部，顶吹熔炼喷枪1下端沿上下方向竖直设在顶吹熔炼炉14内部，四支顶吹熔炼喷枪1沿顶吹熔炼炉14的的周向彼此均匀间隔设置，多支顶吹熔炼喷枪1彼此间隔分布时围成一个与顶吹熔炼炉14圆周所同心的一个分布圆a，熔炼炉体具有加料口(未示出)，熔炼渣排放口12和铜锍排放口13，熔炼渣排放口12和铜锍排放口13均设在顶吹熔炼炉14左侧且两者间隔设置，熔炼渣排放口12处连接有熔炼渣虹吸池3，熔炼渣虹吸池3上设有与流槽5连通的虹吸池流槽6，熔炼渣虹吸池3上还设有排放熔炼渣的熔炼渣流槽4，铜锍排放口13处连接有铜锍虹吸道2，铜锍虹吸道2的另一端与流槽5连通，流槽5的另一端与顶吹吹炼炉15的铜锍进口152连通。

顶吹吹炼炉15具有吹炼炉体151和12支顶吹吹炼喷枪7，顶吹吹炼喷枪7上端伸出顶吹吹炼炉15顶部，顶吹吹炼喷枪7下端沿上下方向竖直设在顶吹吹炼炉15内部，12支顶吹吹炼喷枪7以每6支为一列呈两列分布，并且两列顶吹吹炼喷枪7以顶吹吹炼炉15的长度方向延伸的中心线对称布置，每列顶吹吹炼喷枪7沿顶吹吹炼喷枪7前后方向(图2中所示的前后方向)彼此均匀间隔设置，吹炼炉体具有熔剂入口8，铜锍进口152、吹炼渣排放口11和粗铜排放口10，石灰石、电解残极及其它含铜冷料通过熔剂入口8加入顶吹吹炼炉15内，铜锍进口152通过流槽5与熔炼炉体的铜锍排放口13外的铜锍虹吸道2相连，吹炼渣排放口11设在吹炼炉体151的后端，粗铜排放口10设在吹炼炉体151的左侧。吹炼炉体151顶部还设有盖板16，盖板16上设有连通吹炼炉体的内外两侧的出烟口9，熔剂入口8同样设在在顶部盖板16上。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：

1.一种顶吹熔炼设施的改造方法，其特征在于，包括：

取消吹炼工序的转炉或吹炼炉；

降低所述顶吹熔炼工序的顶吹熔炼炉的炉膛高度；

取消所述顶吹熔炼炉的单支浸没式顶吹喷枪；

在所述顶吹熔炼炉的顶部设置彼此间隔开的至少三支顶吹熔炼喷枪；

在所述顶吹熔炼炉上增设铜锍排放口；

取消所述顶吹熔炼工序的沉降电炉的电极和电极配套装置，在所述沉降电炉的顶部设置彼此间隔开的至少三支顶吹吹炼喷枪，以将所述沉降电炉改造为顶吹吹炼炉；

通过流槽将所述顶吹熔炼炉的铜锍排放口与所述顶吹吹炼炉的铜锍进口相连。

2.根据权利要求1所述的顶吹熔炼设施的改造方法，其特征在于，所述顶吹熔炼喷枪为非浸没式顶吹熔炼喷枪或浸没式顶吹熔炼喷枪，所述顶吹吹炼喷枪为非浸没式顶吹吹炼喷枪或浸没式顶吹吹炼喷枪。

3.根据权利要求1或2所述的顶吹熔炼设施的改造方法，其特征在于，所述顶吹熔炼炉的炉膛高度降低到6米-8米，所述顶吹熔炼喷枪的数量为3-6支，所述顶吹吹炼喷枪的数量为4-12支。

4.一种顶吹连续炼铜装置，其特征在于，包括：

顶吹熔炼炉，所述顶吹熔炼炉具有熔炼炉体和至少三支顶吹熔炼喷枪，所述顶吹熔炼喷枪设在所述熔炼炉体的顶部且彼此间隔开，所述熔炼炉体具有加料口，熔炼渣排放口和铜锍排放口；

顶吹吹炼炉，所述顶吹吹炼炉具有吹炼炉体和至少三支顶吹吹炼喷枪，所述顶吹吹炼喷枪设在所述吹炼炉体的顶部且彼此间隔开，所述吹炼炉体具有熔剂入口，铜锍进口、吹炼渣排放口和粗铜排放口，所述铜锍进口通过流槽与所述熔炼炉体的铜锍排放口相连。

5.根据权利要求4所述的连续炼铜设施，其特征在于，所述顶吹熔炼喷枪为非浸没式顶吹熔炼喷枪，所述顶吹吹炼喷枪为非浸没式顶吹吹炼喷枪或浸没式顶吹熔炼喷枪。

6.根据权利要求4所述的连续炼铜设施，其特征在于，所述顶吹熔炼喷枪的数量为3-6支，所述顶吹吹炼喷枪的数量为4-12支。

7.根据权利要求4所述的连续炼铜设施，其特征在于，所述顶吹熔炼喷枪中的一支为备用顶吹熔炼喷枪，所述顶吹吹炼喷枪中的一支为备用顶吹吹炼喷枪。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的连续炼铜设施，其特征在于，所述熔炼炉体内的渣层厚度为300毫米-800毫米，所述吹炼炉体内的渣层厚度为100毫米-500毫米，所述顶吹熔炼喷枪喷射的富氧空气的氧气浓度为50％-90％，所述顶吹吹炼喷枪喷射的富氧空气的氧气浓度为20％-50％。

9.一种连续炼铜方法，其特征在于，包括：

将铜精矿、石英石、煤和混合配料以制备混合铜精矿；

将混合铜精矿从顶吹熔炼炉的加料口加入到所述顶吹熔炼炉内；

通过彼此间隔开的至少三支顶吹熔炼喷枪向所述顶吹熔炼炉内喷吹第一浓度的富氧空气以进行熔炼；

从所述顶吹熔炼炉的熔炼渣排出口排出熔炼渣；

从所述顶吹熔炼炉的铜锍排出口将铜锍通过流槽排出到顶吹吹炼炉内；

向顶吹吹炼炉内加入熔剂；

通过彼此间隔开的至少三支顶吹吹炼喷枪向所述顶吹吹炼炉内喷吹第二浓度的富氧空气以进行吹炼；

从所述顶吹吹炼炉的吹炼渣排放口排出吹炼渣；

从所述顶吹吹炼炉的粗铜排放口排出粗铜。

10.根据权利要求9所述的连续炼铜方法，其特征在于，所述熔炼炉体内的渣层厚度控制为300毫米-600毫米，所述吹炼炉体内的渣层厚度控制为100毫米-500毫米，所述顶吹熔炼喷枪喷射的富氧空气的氧气浓度为50％-90％，所述顶吹吹炼喷枪喷射的富氧空气的氧气浓度为20％-50％。

技术总结

本发明公开了顶吹熔炼设施的改造方法、连续炼铜设施及方法，所述顶吹熔炼设施的改造方法包括：取消顶吹吹炼设施的转炉或吹炼炉；降低顶吹熔炼设施的顶吹熔炼炉的炉膛高度；取消顶吹熔炼炉的单支浸没式顶吹主喷枪；在顶吹熔炼炉的顶部设置彼此间隔开的至少三支顶吹熔炼喷枪；在顶吹熔炼炉上增设铜锍排放口；取消顶吹熔炼设施的沉降电炉的电极和电极配套装置，在沉降电炉的顶部设置彼此间隔开的至少三支顶吹吹炼喷枪，以将沉降电炉改造为顶吹吹炼炉；通过流槽将顶吹熔炼炉的铜锍排放口与顶吹吹炼炉的铜锍进口相连。本发明的顶吹熔炼设施的改造方法不但可以充分利用现有顶吹熔炼设施，还可利于产出高品位铜锍，为连续吹炼创造条件，还可降低连续炼铜的投资成本。

技术研发人员：陆金忠;李海春;刘恺;李晓霞;吴玲;孙晓峰;李建辉;吴金财;赵永成;潘璐;李鸿飞

受保护的技术使用者：中国恩菲工程技术有限公司

技术研发日：2020.06.24

技术公布日：2020.10.20