底吹炼铜过程中熔炼渣与吹炼渣物相分析与结焦优化

通过对熔炼渣和吹炼渣处理工艺的全面分析,提出了基于物相分析的结焦预防和处理策略。研究结果显示,熔炼渣主要由铁和二氧化硅构成,铜含量较高,且随着吨矿氧量的增加,炉渣黏度也随之增加,流动性降低,导致结焦现象加剧,将吨矿氧量控制在140 m^(3)以下,可有效减少铜的化学溶解损失,降低渣的含铜量,为底吹炼铜工艺的优化提供了新的理论依据和实践指导。

氧气底吹炼铅与炼铜新工艺产业化应用

本文介绍了我国铅冶炼与炼铜产业面临的问题,针对技术落后、资源消耗大、环境污染严重等挑战,提出了氧气底吹炼铅与炼铜新工艺的理论基础和关键技术,同时分析了其与传统工艺的比较及应用前景。文中还强调了氧气底吹炼铅与炼铜新工艺的产业化应用将对产业升级和转型有重要意义,并指出了需要加强技术装备水平的提升、市场推广和政策扶持等方面的挑战与应对措施,最后表达了对该新工艺在我国产业应用的信心和期望。

多枪顶吹连续吹炼过程中喷枪排布方式的数值模拟

多枪顶吹连续吹炼工艺因其低空污染小、炉衬寿命长、连续化程度高等优点而备受冶金行业瞩目。以工业冶金炉窑为研究对象,基于计算流体力学,对多枪顶吹连续吹炼炉内气-渣-铜锍多相混合流场进行了数值模拟。探索了多枪单排布置和交错式布置对炉内流场、湍动能和气含率的影响。研究表明,相较于双排交错式喷枪布置方案,单排布置具有更强的搅拌能力、较大的熔池横向及纵向扩散范围,以及更小的静态区域体积。此外,喷枪单排布置方案下的气含率始终高于双排交错布置,证明了单排的喷枪排布方式有利于渣层搅拌效率的提高,加速铜沉降,降低生产能耗。

砷在富氧底吹炼铜过程中的走向及物相结构

采用Factsage热力学分析、元素分析、XRD、SEM−EDS及金相显微镜等手段研究了富氧底吹炼铜工艺中砷的走向和物相结构。结果表明:通过适当降低富氧浓度,可以提高熔炼温度增加烟气和烟尘中砷的分配。混合炉料中砷主要存在于毒砂和砷黝铜矿中,少部分存在于返渣的冰铜相和细烟尘中;冰铜中砷主要以含砷锑冰铜形式存在,平均砷含量为4.75%(质量分数);粗铜中砷主要与铜、锑、铅等形成固溶体,平均砷含量为7.78%;底吹炉渣中砷主要分布于渣相所含的含砷锑冰铜(26.38%)中,少部分存在于玻璃相基底(1.73%)和铁橄榄石相(2.08%)中;磁选前渣中砷主要存在于渣中的复杂含砷冰铜相中,大部分被渣包裹,平均砷含量为37.26%。

转炉吹炼水冷活动烟罩对烟气逸散控制机理的数值模拟

为了研究转炉铜锍吹炼过程中水冷活动烟罩对烟道内含硫烟气逸散的控制效果,构建了基于RANS方法的多组分流动传热的数值仿真模型,研究了不同转炉角度、不同烟罩限位和长度下的转炉烟气污染控制机理和效果评估。结果表明:转炉烟气的控制机理主要为水冷活动烟罩的遮挡作用和底部进气的气封作用。烟道出口的抽吸作用使气流向上流动,气封能力随着进出口压差减小而下降。延长烟罩可以增强封挡效果和二氧化硫以及三氧化硫的富集效果,工艺烟道内二氧化硫的浓度从7.8%提升至9.8%,三氧化硫的浓度从1.1%提升至1.4%。此外,由于高温区域主要集中在转炉出口附近,峰值温度约为1473 K,因此需要加强相应结构对高温酸性气体冲刷的防护。

多枪顶吹连续吹炼炉氧枪参数优化数值模拟研究

随着铜冶炼技术的快速发展,多枪顶吹连续吹炼技术被应用和逐渐推广。采用计算流体学方法对吹炼炉内气-渣-粗铜三相混合特性进行了数值模拟,研究了炉型、喷枪数量、枪位、氧枪直径和喷枪间距对炉内搅拌强度和搅拌死区的影响。研究表明,椭圆形炉体熔池流动死区和相对静态区域相较于圆形炉体分别缩小了17.1%和27.8%;喷枪数量由6支增加至8支时,炉内搅拌死区由90.6%降低至63.7%;枪位由0.3 m降低至0.2 m时,搅拌死区占比由63.7%降低至34.7%;氧枪直径76 mm/氧枪间距600 mm工况条件下,顶吹炉具有较好的搅动能力和较低的喷溅强度,过大的氧枪直径和氧枪间距会提升熔渣的喷溅强度,不利于工业实际生产。

铜转炉吹炼炉口图像智能监测及辅助分析系统

传统转炉炼铜工艺非常依赖个人经验,一般通过人工观察炉口火焰判断炉体内温度、造渣和造铜终点,该过程存在重大的安全与环保隐患,同时粗铜的品位得不到保障且易损坏炉体。随着环保与本质化安全指标要求的提高,各家企业开始转向闭窗吹炼。为应对绿色化与安全性要求,本文基于转炉炉口火焰分析结果并综合吹炼工艺中涉及的多种因素,设计了一种转炉炉口图像智能监测系统,实现了转炉炉口火焰的智能化监测。在此基础上,通过对不同阶段炉口火焰图像的分析,设计了基于自适应曝光阈值的颜色特征计算方法,能够对图像进行预处理并提取到可预测终点时间的关键特征,解决了目前传感器曝光度参数影响图像特征的关键问题。最后设计了基于深度神经网络的终点时间预测模型,实验结果表明造渣一期、造渣二期和造铜期终点的预测误差分别为0.74,0.83和1.4 min,显示了设计系统的有效性。

基于元素分布行为的底吹炼铜炉渣回收研究

为了有效回收底吹炼铜炉渣,对炉渣中的各种杂质元素分布、底吹炼铜工艺中的元素分布行为规律进行分析。结果表明:在熔炼渣中,Fe_(2)SiO_(4)、ZnFe_(2)O_(4)、CuFe_(2)O_(4)是主要的物相分布,其中Fe_(3)O_(4)占据少量。在吹炼渣中,Ca_(2)Fe_(2)O_(5)、Cu^(2+)1O、PbO、CuFe_(5)O_(8)是主要的物相分布,其中Pb是以氧化物的形式存在,由于Cu的溶解度较小,因此Zn和As的含量较少,无法检测,少量的Cu由于氧气不足以Cu^(2+)1O的形式存在,由此说明基于元素分布行为的底吹炼铜炉渣回收方法能够有效对炉渣杂质元素进行分析和回收,为提高底吹炼铜工艺炉渣回收利用率提供技术参考。

利用浮渣侧吹转炉粗铜吹炼新工艺研究及实践

通过在浮渣侧吹转炉中进行粗铜吹炼生产实践,成功地将含铜量45%~50%的铅冰铜转化为含铜量超过92%的粗铜。在粗铜吹炼生产过程中,对铁元素和砷元素在不同阶段的化学反应和行为变化进行了深入的研究与分析。通过调整相关参数并采取降低渣中含铜措施等手段,将铜直收率提升至91%以上。浮渣侧吹转炉吹炼粗铜具有铜直收率高、渣铜含量低、经济价值高等显著特点,这些特点在生产实践中为我们提供了良好的生产指标。通过这种方式,我们能够实现高效的铜提取,将铜的计价系数提高15%,提高铜金属经济效益。

转炉吹炼过程炉口异常冒火原因

广西钢铁炼钢厂转炉吹炼过程中炉口异常冒火长期影响炼钢工人看火,针对一次除尘效果变差造成的异常冒火,从废钢原材料优劣差异、转炉生产中炉型的逐渐变化、汽化冷却烟罩结渣、干法除尘系统入口烟气温度升高等方面进行横向对比、技术参数分析及实验探索。排除掉氮气密封和蒸发冷喷枪枪位等无关或次要因素,探明炉型变化、烟罩结渣、废钢原材料差等是导致异常冒火的主要原因。

转炉炼钢中氧气吹炼技术研究

氧气吹炼技术的应用推动了冶炼业的高效快速发展,提高了钢材质量、生产效率和环保性能。为实现氧气吹炼技术的广泛应用,深入研究了氧气吹炼技术在转炉炼钢中的作用、理论基础、关键参数与控制策略、工业应用及效果分析,并探讨了该技术对钢铁工业的重要性和应用前景。

旋浮吹炼炉炉窑本质化安全水平提升实践

文章介绍了某企业旋浮吹炼炉炉窑本质化安全水平提升的实践方法。对第一炉期旋浮吹炼炉炉体安全相关问题进行分析并开展研究,在第二炉期通过改造给料系统、改造水冷系统、改造炉衬结构、调整工艺控制方式等方面的综合措施,成功地提高了旋浮吹炼炉炉窑的本质化安全水平,优化了技术经济指标并提高了生产效率。研究结果表明,在第二炉期采取的各项措施对于旋浮冶炼炉炉窑的寿命及本质化安全水平具有重要的参考价值。

旋浮吹炼炉冷修及改造实践

根据某厂悬浮吹炼炉生产运行情况,结合冷修时发现的反应塔水套、沉淀池渣线区耐火砖以及上升烟道顶部侵蚀严重的情况,介绍了该厂悬浮吹炼炉第一次冷修期间针对反应塔、沉淀池、上升烟道进行的结构优化措施,并提出了后续该厂悬浮吹炼炉可以进行的进一步优化措施。

多喷枪顶吹吹炼炉的现状及发展

本文从炉体结构、烟道、喷枪以及炉体寿命方面论述了多喷枪顶吹吹炼炉的现状,阐述了炉体结构的优化、冷却元件结构改进和设置、喷枪技术的突破、炉体寿命延长以及喷吹富氧浓度的提高以增加冷料的处理能力,指出了多喷枪顶吹吹炼炉的发展方向,特别是多喷枪顶吹吹炼炉信息模型的建立,有助于缩短工期,减少投资,降低运行成本,提高产品质量和生产效率,减少管理成本,提高管理效率以及实现“双碳”目标。

铜冶炼转炉吹炼终点判断方法研究进展

铜锍转炉吹炼是铜冶炼流程中将铜锍吹炼成粗铜的过程,吹炼过程分为造铜期和造渣期,各阶段的判断基准和方法不同,粗铜的质量与终点判断的精确度相关,特别是当前原料成分越来越复杂,吹炼终点的判断和控制难度大幅增加。本文结合当前国内外铜冶炼转炉吹炼终点判断方法研究现状,阐述了人工经验法、仪器测定法、物料平衡法、神经网络法4类吹炼终点判断方法的研究进展,展望了铜冶炼吹炼终点判断方法发展方向。随着检测仪器的开发、吹炼送风和物料计量精度的提高,以及转炉吹炼自动程度提升以及人工智能的发展,铜锍转炉吹炼终点控制向着自动精确判断和智能控制方向发展。

铜吹炼技术的进展

PS转炉虽然目前是世界上广泛采用的吹炼技术,但是存在着生产能力低、不利于环保等问题。现在世界已出现了多种新颖的吹炼技术,比如霍博肯转炉、闪速吹炼、三菱吹炼、澳斯麦特吹炼和艾萨吹炼等,文章介绍了这些技术最新的发展情况,以便为铜冶炼企业进行技术改造时合理选择吹炼工艺提供参考。

砷铅高杂铜锍富氧强化吹炼机理研究及工艺优化

砷铜锍(Cu_(3)As)、铅铜锍(Cu_(2)S、PbS)是粗铅精炼除铜渣熔炼副产物,属于毒性危险废物。本文提出富氧底吹强化吹炼法处理砷铜锍、铅铜锍,富集回收Cu和分离脱除Pb、As。通过热力学计算,阐明了Cu、Pb、As吹炼反应机理及元素物相演变规律,确定吹炼优化条件,并开展工业生产。结果表明:1250℃下,砷铜锍、铅铜锍富氧底吹强化吹炼经氧化、还原两阶段产出粗铜、吹炼渣及烟气。粗铜中Cu、As含量(质量分数)分别为93.94%、3.85%;原料中60.42%Cu富集至粗铜,27.43%Cu损失于吹炼渣;Pb在吹炼渣、烟气的分配率分别达到82.77%、17.22%;As在烟气和吹炼渣的分配率达89.46%。砷铜锍、铅铜锍富氧底吹强化吹炼实现了Cu向粗铜中定向富集,并将Pb、As脱除至吹炼渣和烟气,可用于含砷复杂资源高效处理。

基于集成学习的转炉吹炼终点磷锰预测模型

基于260 t转炉炼钢实际生产数据,用RF(Random Forests,随机森林)、LGBM(Light Gradient Boosting Machine,轻量级梯度提升机)和Stacking集成三种不同机器学习算法建立了转炉炼钢终点磷锰预测模型。通过相关理论分析和皮尔逊相关系数法确定了模型输入变量,对比三种集成学习模型的终点命中率,表明Stacking集成模型的预测性能最好,在预测终点磷质量分数误差为±0.001%、±0.0015%时的终点命中率分别为86.3%、97.1%,在预测终点锰质量分数误差为±0.008%、±0.01%时的命中率分别为83.4%、94.4%。

富氧侧吹熔炼-多枪顶吹吹炼炼铜工艺杂质元素行为

通过对富氧侧吹熔炼-多枪顶吹吹炼炼铜工艺过程的生产数据进行整理,计算得出了铁、锌、铅和砷在整个系统的分布率。通过XRD、SEM/EDS等测试手段,对冰铜、熔炼渣和吹炼渣等部分中间产物的物相组成和微观结构进行了表征。综合分析了主要杂质元素铁、锌、铅和砷在富氧侧吹熔炼-多枪顶吹吹炼炼铜工艺中的分布行为规律。结果表明,铁主要以铁橄榄石、铁酸锌、铁酸铜等形式分布于炉渣中,锌绝大部分也会造渣并以铁酸锌的形式进入炉渣,即大部分铁和锌能在炉渣中直接开路除去;而大部分铅和砷进入炉渣和烟尘中,可通过渣的形式及挥发机理脱除和回收,但还有相当数量的铅和砷会残留于粗铜中,只能在后续电解工序中脱除。总结了这几种杂质元素减量化控制的有效方法和途径,为铜冶炼过程中杂质元素的综合处理和稳定生产提供了参考。

高铅冰铜PS转炉吹炼过程铅赋存状态变化及脱铅技术探讨

针对PS转炉吹炼所处理冰铜含铅量高、杂质复杂的问题,分析了铅在冰铜、白冰铜和粗铜中的赋存状态;在吹炼二周期采用新型脱杂剂脱铅,结果表明:从冰铜到粗铜,铅的物相从简单的化合物和单质渐变到砷锑酸铅(Pb_3[(As,Sb)O_(4)]_(2));采用由碳酸钙和中性盐组成的脱杂剂,在添加占白冰铜质量0.8%的脱杂剂、(1220~1240)℃、空气流量2.0 L/min的条件下搅动熔体吹炼94 min,可将白冰铜中的铅从0.672%降到0.055%,铅、砷、锑、铋杂质的脱除率可分别达到92.31%、63.03%、76.73%、86.11%。