三菱法连续炼铜车间设计(design of mitsubishi process smelter of copper)

以硫化铜精矿和其他含铜物料为原料，配入熔剂和返料等组成的炉料，通入富氧空气，经熔炼炉、贫化炉和吹炼炉熔炼，产出火法精炼用粗铜的铜冶炼厂车间设计。三菱连续炼铜法是日本三菱金属公司(Mitsubishi Mining and smelting Co．)于20世纪60年代开发的。1974年在直岛冶炼厂建成工业生产线。1981年在加拿大梯敏斯(Timmins)建成能力为60000t／a的三菱法连续炼铜厂。1991年直岛冶炼厂完成技术改造，生产能力达到年产铜23万t。设计主要内容：工艺流程、设备、车间配置和主要技术经济指标。

工艺流程     三菱连续炼铜法是由熔炼炉、贫化炉和吹炼炉组成的以溜槽相连的通过连续熔炼得到粗铜的过程(图1)。

铜精矿干燥后含水0.5％以下，与含有40％～45％O₂的富氧空气，经熔炼炉顶喷枪喷射入熔体中，块状冷铜物料熔剂和燃料煤经溜槽加入熔炼炉。精矿、熔剂和燃料煤与氧气在熔体内发生激烈氧化和造渣反应，生成含铜65％～70％的铜锍和炉渣熔体，经放出口和溜槽连续流入贫化炉。熔炼烟气经炉顶上升烟道进入余热锅炉回收烟气热量，使烟气温度降至350℃左右，经电收尘器除尘净化后送往硫酸厂制造硫酸。

熔体在电加热的贫化炉中，按密度不同，分离出铜锍与炉渣。铜锍含铜65％～70％，经锍口连续放出，沿溜槽流入吹炼炉。炉渣含铜约0.6％，连续从渣口放出并经水淬后运往渣场或出售。

吹炼炉顶部喷枪将含有30％～35％氧的富氧空气与石灰石熔剂喷入连续流入的铜锍熔体中，使Fes、Cu₂S氧化并与氧化钙造渣，生成粗铜及CaO-FeO-Fe₂O₃型炉渣。炉渣溢流出并经水淬后返回熔炼炉处理。粗铜流入回转式阳极炉精炼并铸成铜阳极板。烟气经余热锅炉和电收尘器净化后，送硫酸厂制造硫酸。

三菱连续炼铜法是现在唯一工业性生产的连续炼铜方法。特点是对原料的适应性强，燃料消耗少，生产过程控制的自动化程度高，操作人员少，劳动生产率高，炉子寿命长。熔炼炉、贫化炉和吹炼炉呈阶梯配置，炉间用溜槽连续输送熔体。取消了铜水包和吊车运送熔体的传统方式。因熔炼和吹炼过程连续进行，产出的二氧化硫烟气流量和浓度稳定，有利于烟气制酸。此法在铜冶炼过程中首先实现电子计算机在线控制和工艺过程最佳化操作。

设备     主要有熔炼炉、贫化炉和吹炼炉等。(1)熔炼炉。为圆柱形固定式冶金炉，在钢质炉壳内用直接结合铬镁砖和熔铸铬镁砖砌筑，炉壁渣线以上和炉顶砌图1三菱法连续炼铜工艺流程图入铜水套，以保护砖砌体。炉顶设有喷枪，用以鼓风和送入炉料。炉顶还有块料加入口和上升烟道。炉壁有一熔体排出口。设计能力为年产铜23万t的熔炼炉(图2)，炉顶设有加料喷枪9支及块状物料加入口。(2)贫化炉。为椭圆形固定式炉，在钢质炉壳内衬以耐火砖。贫化炉砌砖内侧长12.5m，宽5.9m，炉顶插入6根直径0.4m炭质电极，配用供电的变压器容量为3600kV•A。(3)吹炼炉。为圆柱形固定式炉，类似熔炼炉。炉壁设有铜锍入口、炉渣溢出口、粗铜虹吸放出口和窥视孔。炉顶设喷枪用以鼓入富氧空气和石灰石。

车间配置      根据连续熔炼的特点，熔炼炉、贫化炉、吹炼炉、以及下一工序的阳极炉和浇铸机紧密连接成阶梯式配置。炉间用溜槽连接。配置紧凑，厂房成L形。车间平面配置见图3。

技术经济指标      主要技术经济指标为：