專利名稱：銅火法精煉還原使用的煤基還原劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及有色冶金技術領域，尤其是銅火法精煉生產中使用的煤基還原劑。
背景技術：
現(xiàn)有銅火法精煉生產的工藝原理為在1200-1300℃的爐溫下，向銅液中鼓入壓縮空氣，使空氣中的氧與銅液發(fā)生反應
客解在銅液中的Cu2O與銅液中的雜質(Me′)接觸使其氧化
然后用還原劑(R)進行還原過程，在還原氣氛的條件下將銅液中多余氧除去目前，世界上在銅精煉反射爐還原生產中使用的還原劑主要有重油、液化石油氣、柴油、天然氣、氨、丙烷、原木、木炭粉。
當使用重油、液化石油氣、柴油這一類石油產品為還原劑時，其較高的價格使生產成本增加，同時由于受地理位置限制有可能使供應受到影響，而且在還原過程中因為燃燒不完全冒出大量的黑煙造成環(huán)境污染。
當使用天然氣、氨、丙烷這一類還原劑時，受資源條件和工業(yè)條件的限制較大。而且在使用重油、液化石油氣、柴油、天然氣、氨、丙烷等作為還原劑時，儲存條件要求高，在高溫條件下使用時安全問題尤其需引起注意，另一方面，在還原過程中也會因為燃燒不完全冒出大量的黑煙造成環(huán)境污染。
當使用原木、木炭粉等作為還原劑時，則對自然環(huán)境造成較大的影響，如引起砍伐森林、破壞植被、造成水土流失等。
發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供一種在銅火法精煉還原時，以煤基作為原料，通過控制其成份比例，再經(jīng)破碎加工至粒度在5mm以下制備成的新型還原劑來替代重油、液化石油氣、柴油、天然氣、氨、丙烷、原木、木炭粉等傳統(tǒng)還原劑用于銅火法精煉進行還原的新一代還原劑。
使用這種新型還原劑進行還原時，再配合工藝控制條件，使銅的還原成本明顯降低，減少環(huán)境污染，銅冶煉的多項技術經(jīng)濟指標得到改善，具有重要的工業(yè)價值和環(huán)保意義，同時為煤的非燃料化應用開辟了一條新的途徑。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的銅火法精煉使用的煤基還原劑，其特征在于含有固定碳15-90％、碳氫化合物為主的揮發(fā)份2-60％、全硫＜2和礦物成份，最終組分為100％，經(jīng)破碎加工至粒度在5mm以下制成。
使用時工藝控制條件為風壓0.2-0.7Mpa；氧化終點溫度1150-1180℃；爐內氣氛控制為還原氣氛；爐內正壓5-20Pa。
在以上工藝控制條件下，把還原劑用輸送裝置通過高壓風將其鼓入液體銅之中進行還原精煉生產。本發(fā)明提出的還原劑制作成如下系列產品A型還原劑固定碳高、揮發(fā)份低時還原劑成份配比為固定碳50-70％、揮發(fā)份15-35％、全硫＜2和其它礦物成份，最終組分為100％。
這種還原劑在銅火法冶煉的還原過程中，由于固定碳低、揮發(fā)份比較高，并經(jīng)過破碎加工成粉狀狀態(tài)用于替代前面所述的各種傳統(tǒng)還原劑，再用高壓風為輸送介質，通過專制的輸送裝置將其鼓入液體銅之中進行還原精煉時，還原強度非常高、還原時生成的火焰很長、還原速度快、不容易控制還原終點、不冒黑煙，還原后陽極銅的質量合格。
B型還原劑固定碳高、揮發(fā)份低時還原劑的成份配比為固定碳50-70％、揮發(fā)份15-35％、全硫＜2和其它礦物成份，最終組分為100％。
這種還原劑在銅火法冶煉的還原過程中，由于固定碳高、揮發(fā)份高，并經(jīng)過破碎加工成粉狀狀態(tài)用于替代前面所述的各種傳統(tǒng)還原劑，再用高壓風為輸送介質，通過專制的輸送裝置將其鼓入液體銅之中進行還原精煉時，還原強度高、還原時生成的火焰長、還原速度快、容易控制還原終點，不冒黑煙，還原后陽極銅的質量合格。
C型還原劑固定碳高、揮發(fā)低時還原劑的成份配比為固定碳70-90％、揮發(fā)份2-10％、全硫＜2和其它礦物成份，最終組分為100％。
這種還原劑在銅火法冶煉的還原過程中，由于固定碳高、揮發(fā)低，并經(jīng)過破碎加工成粉狀狀態(tài)用于替代前面所述的各種傳統(tǒng)還原劑，再用高壓風為輸送介質，通過專制的輸送裝置將其鼓入液體銅之中進行還原精煉時，還原強度高、還原時生成的火焰長度一般、還原速度快、容易控制還原終點，不冒黑煙，還原后陽極銅的質量合格。
本發(fā)明提供的煤基新型還原劑與傳統(tǒng)的還原劑相比，具有以下優(yōu)點1.原料來源廣泛，廉價易得。為了提高還原過程產物陽極銅的合格率，一般采用低硫低鐵低灰分的煤為還原劑的基體。凡是成分符合配比的均可作為還原劑的基體。
2.煤的處理過程與使用過程合二為一，工藝簡單。如果煤的雜質成分硫或鐵偏高，在作為還原劑使用前，采用機械的方式加入添加劑碳酸鈉、碳酸鈣、CaC2、CaO或石英砂，可在脫氧的同時避免雜質成分進入銅液生產流程。
3.利于環(huán)境保護。以煤基作為還原劑的基體，在替代原木、木炭為還原劑時，可直接減少森林的砍伐；本發(fā)明的還原劑在控制適宜的工況條件下，可做到爐內還原時完全燃燒，不冒黑煙，排放的煙氣對環(huán)境無任何不利影響。
這種不以植物本身或植物的副產品為原料制備而成的還原劑，從根本上杜絕了制備銅冶煉還原劑中砍伐森林、破壞生態(tài)，對保護長江上游的自然資源、保護生態(tài)環(huán)境和促進可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略具有積極的作用和貢獻。
4.成本低。從現(xiàn)階段看，煤作為礦產資源在地質上儲量豐富，廉價易得，容易運輸、貯存、加工。以脫除單位質量的氧為基準計算，使用煤和添加劑比使用重油、液化石油氣、柴油、天然氣、氨、丙烷、原木、木炭粉等物質的成本要低得多。另外，還原劑的運輸和貯存都比較方便。還原生產時工人的勞動程序簡化，勞動強度下降。
以下為本發(fā)明的典型應用實例實施例1粗銅成分(％)Cu 98.8，F(xiàn)e 0.01，S 0.3，其他(略)。
工藝條件常規(guī)氧化。還原劑為A型還原劑，加入＜10％石灰，還原溫度1150-1170℃，時間2小時，空氣攪拌，煙道補充空氣。
陽極銅成分Cu 99.3，F(xiàn)e 0.005，S 0.015，其他合格。
實施例2粗銅成分(％)Cu 98.5，F(xiàn)e 0.03，S 0.02，其他(略)。
工藝條件常規(guī)氧化。還原劑為B型還原劑，加入＜10％石英砂，還原溫度1150-1170℃，時間1小時，空氣攪拌，煙道補充空氣。
陽極銅成分Cu 99.0，F(xiàn)e 0.003，S 0.010，其他合格。
實施例3Cu 98.5，F(xiàn)e 0.03，S 0.02，其他(略)。
工藝條件常規(guī)氧化。還原劑為C型還原劑，加入＜10％的碳酸鈉和石灰石，還原溫度1150-1170℃，時間1.5小時，空氣攪拌，深度還原，適度氧化回調，煙道補充空氣。
陽極銅成分Cu 99.5，F(xiàn)e 0.001，S 0.010，其他合格。
權利要求
1.一種銅火法精煉使用的煤基還原劑，其特征在于含有固定碳15-90％、碳氫化合物為主的揮發(fā)份2-60％、全硫＜2和礦物成份，最終組分為100％，經(jīng)破碎加工至粒度在5mm以下制成。
2.根據(jù)權利要求1所述的煤基還原劑，其特征在于固定碳低、揮發(fā)份比較高時的成份配比為固定碳15-50％、揮發(fā)份30-60％、全硫＜2和其它礦物成份，最終組分為100％。
3.根據(jù)權利要求1所述的煤基還原劑，其特征在于固定碳高、揮發(fā)份低時的成份配比為固定碳50-70％、揮發(fā)份15-35％、全硫＜2和其它礦物成份，最終組分為100％。
4.根據(jù)權利要求1所述的煤基還原劑，其特征在于固定碳高、揮發(fā)低時的成份配比為固定碳70-90％、揮發(fā)份2-10％、全硫＜2和其它礦物成份，最終組分為100％。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以煤基作為原料，通過控制其成份比例，再經(jīng)破碎加工至粒度在5mm以下制備成的新型還原劑來替代重油、液化石油氣、柴油、天然氣、氨、丙烷、原木、木炭粉等傳統(tǒng)還原劑用于銅火法精煉進行還原的新一代還原劑，含有固定碳15－90％、碳氫化合物為主的揮發(fā)份2－60％、全硫＜2和礦物成份，最終組分為100％，用于銅火法精煉還原時，控制工況為正壓、還原氣氛和凈渣，還原時不冒黑煙，利于防止環(huán)境污染。
文檔編號C22B15/00GK1434139SQ02113268
公開日2003年8月6日 申請日期2002年1月21日 優(yōu)先權日2002年1月21日
發(fā)明者陳吉龍, 蘇煜林, 李繼業(yè) 申請人:昆明理工精誠科技有限責任公司