鼓風爐煉銅(The blast furnace smelts copper)是指銅爐料與熔劑、焦炭在鼓風爐內熔煉產出銅鋶(或粗銅)和爐渣的銅熔煉方法。銅爐料可以是混捏銅精礦、銅精礦燒結塊或其他含銅塊料。密閉鼓風爐一般處理經混捏的銅精礦料，而敞開式鼓風爐只能處理經過制團或燒結的塊料。根據爐內不同的氣相成分，鼓風爐煉銅可分為氧化煉銅和還原煉銅。氧化煉銅用於處理硫化礦，還原煉銅用於處理氧化礦或再生銅料。
基本介紹
- 中文名：鼓風爐煉銅
- 外文名：The blast furnace smelts copper
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：銅熔煉
- 屬性：銅熔煉方法
簡介,原理,煉銅密閉鼓風爐,密閉鼓風爐煉銅,展望,
簡介
鼓風爐煉銅(The blast furnace smelts copper)是指銅爐料與熔劑、焦炭在鼓風爐內熔煉產出銅鋶(或粗銅)和爐渣的銅熔煉方法。銅爐料可以是混捏銅精礦、銅精礦燒結塊或其他含銅塊料。密閉鼓風爐一般處理經混捏的銅精礦料，而敞開式鼓風爐只能處理經過制團或燒結的塊料。根據爐內不同的氣相成分，鼓風爐煉銅可分為氧化煉銅和還原煉銅。氧化煉銅用於處理硫化礦，還原煉銅用於處理氧化礦或再生銅料。
鼓風爐煉銅是一種古老的煉銅方法。這種方法的床能力大，熱效率高，在20世紀30年代以前一直是世界上主要的煉鋼方法。在中國，20世紀50年代以前，這種方法幾乎是礦銅生產的唯一方法。傳統的鼓風爐爐頂是敞開的。所產煙氣的二氧化硫濃度很低(約0.5%)，難以回收，污染環境。為了克服傳統鼓風滬的這種弊病，人們曾試圖通過制團的途徑，使銅精礦中的硫保留下來，以集中到鼓風爐中進行氧化，再加上爐頂採取密閉措施，使鼓風爐煙氣中的SO2濃度達到能經濟而有效地回收的程度。在工業實踐中，團礦偶然自然後，出現塊狀硫化物以及鼓風爐護壁結塊中也有硫化物等現象表明，銅精礦可在加壓和加熱條件下發生固結作用。於是，在20世紀50年代中期，在日本最先出現了護頂密閉的密閉鼓風爐熔煉銅精礦的方法即百田法。此法的鋼精礦只需加水混捏後即可直接加入爐內，在爐氣加熱和料柱的壓力作用下，固結成塊，使熔煉得以順利進行。在鼓風爐煉銅的發展中，雖然也實現了，氧自熱熔煉，強化冶金過程。並能更有效回收煙氣中的SO2，仍也無法改變鼓風護煉銅被其他更先進煉銅方法所取代的趨勢。
原理
鼓風爐是一種具有垂直作業空間的冶金設備，鋼爐料、熔劑和焦炭從爐子上部加料口分批加入，靠其自身重力垂直向下移動，在高溫下，與從爐子下部兩側風口鼓入的空氣或富氧空氣相遇，發生各種反應，而達到熔煉目的。熔煉產出的混合熔體進入爐底，通過本床咽喉流入設於爐外的前床內進行銅鋶與爐渣的澄清分離。爐渣連續排放，銅鋶按轉爐吹煉的箱要間斷放出。產出的高溫煙氣，通過爐內料柱的空隙上升，經爐頂排煙口進入排煙收塵裝置。
煉銅密閉鼓風爐
一種爐頂具有密封裝里的鼓風爐。將傳統敞開式鼓風爐的煙罩取消，於加料台平面上安設一個加料斗把爐口封住，爐氣由加料台平面以下的排煙口進入排煙收塵系統。加料斗中經常保持有必要數量的爐料，特別是緻密性較好的混捏銅精礦，以保證爐口密閉，爐子結構的其他部位，與傳統敞開式鼓風護大體相同。
密閉鼓風爐煉銅
銅精礦加水混捏後。按規定比例配入塊狀的熔劑、轉爐渣和焦炭等，按焦炭→轉爐渣→熔劑→混捏銅精礦，或轉爐渣與熔劑顛倒的順序分批經由加料斗加入爐內。當爐料離開加料斗下口時，塊料自然地向兩側滾動，混捏精礦沿加料斗下口垂直下降到爐子中心形成精礦料柱。於是爐子兩側便出現以塊料為主而爐子中央則以混捏精礦為主的狀況，使爐內滬料分布不均勻。
由於爐料分布不均勻，護氣通過兩側較多，而流經中心的則很少。如此，就導致爐子兩側溫度比爐子中心高，越往上部，這種溫差越大，在接近風口水平時，這種溫差變小。這種狀況有利於混捏銅精礦在爐內發生固結或燒結作用，為在鼓風爐內直接熔煉銅精礦創造了條件。但另一方面。由於物料的偏析和爐氣分布不均，使爐氣與爐料之間以及爐料各組分之間接觸不良，削弱了硫化物氧化和造渣反應，這是密閉鼓風爐煉銅床能力低和銅鏡含銅品位低的根本原因。根據熔煉過程的特點，沿爐子高度可分為預備區，焦點區和本床區。
展望
由於氧氣在冶金工業中的廣泛使用，也給鼓風爐煉銅技術帶來了新的生機，前蘇聯的一項硫化銅礦鼓風護富氧自熱熔煉專利，每噸料在供氧量為300-400m3下進行自熱熔煉，脫硫率高達76%-95%。可以很好地回收原料中的硫，用以生產元素硫和硫酸。不論敞口鼓風爐煉銅法還是由它發展而來的密閉鼓風爐煉銅法，由於其煙氣SO2濃度低。不能經濟地回收，能源消耗高，難以大型化等，已陸續停止使用或被先進煉銅方法所取代。中國的幾家主要密閉鼓風爐煉銅廠也準備用比較先進的煉銅方法取代密閉鼓風滬煉銅法。
