闪速炉铜精矿配料技术的应用

张 煜，陈迎武，汪 贞

(1.阳谷祥光铜业有限公司,山东 聊城 252000； 2.中海油山东化学工程有限责任公司，山东 济南 250000)



闪速炉铜精矿配料技术的应用

张 煜1，陈迎武1，汪 贞2

(1.阳谷祥光铜业有限公司,山东 聊城 252000； 2.中海油山东化学工程有限责任公司，山东 济南 250000)

简述了铜精矿配料对闪速炉炉况的影响，阐述了现有配料技术的优势和不足，为配料技术在闪速炉熔炼中的应用提供参考。

铜精矿； 闪速熔炼； 配料技术； S/Cu； Fe/SiO2

由于经济快速增长，中国铜的消费量逐年增长。自由港迈克墨伦铜金公司首席执行官理查德·阿克森预测，到2025年中国将占全球铜消费量的51%。由于铜精矿的大量开采，铜精矿品位参差不齐，成分波动大，各种矿的成分特性复杂，含高硫、高砷等杂矿量日益增多，配料技术就显得非常重要。配料是冶金生产中最基本同时也是最重要的工序之一，利用配料技术实现不同品位铜精矿的合理配比，可充分利用资源，解决高硫、高砷等杂矿的堆积问题，满足生产需求。

1 铜精矿配料对闪速炉炉况的影响

1.1 铜精矿S/Cu的影响[1]

S/Cu是反映铜精矿性质的重要参数之一。一定的冰铜品位下，铜精矿的S/Cu高，熔炼过程中反应释放的热量大，只需要少量的矿物燃料甚至自热就能满足熔炼热量需求，其不足是产生的熔炼渣量大，渣含铜高，铜损失大，要求炉渣贫化系统的处理能力大。铜精矿的S/Cu低，反应过程中产生的热量少，自热熔炼困难，需提供大量的矿物燃料补充热量，而燃料消耗高不利于反应塔壁的挂渣保护，并且缩短耐火材料的使用寿命。因此，精矿的S/Cu应结合企业的技术、经营等实际情况进行选择。

1.2 熔炼渣Fe/SiO2的影响[2]

铜熔炼过程中，熔炼渣的Fe/SiO2是十分重要的操作条件，对冶炼过程有着重大影响。减少熔剂二氧化硅与精矿的配比，增大渣中的Fe/SiO2，可以降低熔炼渣量，但熔炼渣中FeO比重大，SiO2含量低，冰铜在渣中的溶解度增大，将会增加冰铜在熔炼渣中的损失。增加熔剂二氧化硅与精矿的配比，降低熔渣的Fe/SiO2，有利于伴生元素在熔炼渣中的脱除，同时会提高酸性氧化物在渣中的含量。而由于硅氧配合阴离子的聚合作用增强，形成网络结构，使得炉渣粘度增大，从而引起操作困难，导致渣中铜的机械损失增大。因此，熔炼渣的Fe/SiO2选择对熔炼效果以及生产成本等有重大影响。目前，铜精矿熔炼渣Fe/SiO2基本控制在1.2～1.3。

2 配料技术的特点

配料的目的在于：选用不同种类的铜精矿，既保证质量又降低成本；实现不同品位铜精矿的合理配比，充分利用资源。配料的精确性很大程度上取决于所采用的配料技术，目前主要有容积配料技术、重量配料技术以及按化学成分配料技术。

2.1 容积配料技术

容积配料技术是基于物料具有一定的堆密度，借助给料设备对添加料的容积进行控制，以达到混合料所要求的添加配比的一种技术。容积配料技术的特点在于通过调节圆盘给矿机的闸门开口度控制物料的重量。由于物料的堆积密度随粒度和湿度等因素的变化而发生波动，故该配料技术误差较大，特别是易挥发介质，失误更大，配料精度较低。但该配料技术具有设备少、工艺简单、投资少、便于操作维修等优点，并且可以通过采用圆盘、秤盘、皮带三点一线的方法提高配料精度。

容积配料技术也在不断发展进步，王景华[3]发明了一种可进行密封式计量定比的配料技术，用容积进行计量、用动力驱动的容积配料装置，出料量可以根据料缸尺寸和曲轴偏心度进行调整准确计量，其自动化程度高，可降低人工控制检测次数，尤其对于易挥发性介质，物料损失少，可靠性强。

2.2 重量配料技术

重量配料技术是按原料的重量进行配料的一种技术，它比容积配料技术准确，配料精度在1.0%左右。重量配料技术的特点在于实现配料的自动化，安装在圆盘给料机下面的电子称及时反映给料量，并通过在给料机上安装滑差电机调速，保证给料的准确性。重量配料技术的高精度特点引起了设备及计算机软件专家的高度重视，他们对重量配料软件及设备进行了深入研究，北京四季阳光智能自动化技术有限责任公司[4]开发了一种重量配料软件，该配料软件可对物料进行全自动计算，比常规方法可降低成本5%～20%，自动分析数据和输出按配料重量自控系统可使配料全自动重量控制，改善产品质量；段爱勤[5]发明了一种高精度重量配料设备及控制方法，在可正反转的加料皮带两端下方分别设置了计量斗和出料皮带，始终以进入和流出计量斗的物料的重量为控制计算依据，保证了较高的计量准确性、稳定性和配料的连续性，对环境和物料具有较强的适应能力；山东科技大学[6]自主研发了“智能化自动配料系统”，整个配料过程由PLC控制，可动态显示配料小车的位置，实时显示配料重量，该自动配料系统成功解决了人工配料劳动强度大、生产效率低、工作环境差等问题，使配料精度、生产效率成倍提高。

2.3 按化学成分配料技术

按化学成分配料技术是用X射线荧光分析仪等设备对原料的化学成分进行分析，依次确定各物料最佳配比的一种技术，具有周期短、生产成本低的优点。近几年，按化学成分配料技术取得了较大进步，林世昌等[7]发明了烧结厂按化学成分配料自动控制系统，该专利提出的控制模型是根据原料的化学成分，通过专门的模型自动计算出参与配料的各种原料的配比，自动设定和修正各料种控制系统的设定值；系统的数据库不断跟踪原料中心计算机传来的原料化学成分，一旦数据发生变化，及时对设定值进行修正。该专利的发明促进了按化学成分配料技术的推广应用，目前国外已有采用按化学成分配料技术的实例。

3 结论

配料技术对控制产品质量、降低生产成本、节约资源、减少浪费等具有重要的作用。采用先进的配料技术，能够预见熔炼炉内各种原料的化学成分，准确掌握各种原料的重量，对于后期进行标准化操作起到了指导性作用。

[1] 周俊,葛哲令.优化闪速炉精矿配料的探讨 [J].有色金属(冶炼部分),2001,(2):8-11.

[2] 谭鹏夫,张传福.渣中铁硅比对铜熔炼中伴生元素行为的影响 [J].上海有色金属,1997,18(4):152-155.

[3] 王景华.容积配料装置 [P].中国专利:CN 2171847Y,1994-07-13.

[4] 北京四季阳光智能自动化技术有限责任公司.配料及优化配料软件 [Z].国家科技成果.

[5] 段爱勤.一种高精度配料设备及其控制方法 [P].中国专利:CN 102389742A,2012-03-28.

[6] 山东科技大学.智能自动配料系统 [Z].国家科技成果.

[7] 林世昌,陈泉海,刘海明,张巍,高品.烧结厂按化学成分配料自动控制系统 [P].中国专利:CN 101349912A,2009-01-21.

Application of blending technology of copper concentrate of flash furnace

ZHANG Yu，CHEN Ying-wu，WANG Zhen

The influence of blending technology of copper concentrate on working of flash furnace was introduced briefly,the advantages and disadvantages of current blending technology were expounded,it provides a reference for the application of blending technology in flash smelting.

copper concentrate; flash smelting; blending technology; S/Cu; Fe/SiO2

张煜(1982—)，男，硕士，工程师，从事炼铜工艺技术研究工作。

2014-01-21

TF811； TF802.65

B

1672-6103(2015)01-0016-02