稀氧燃烧技术在铜冶炼中的应用

　　【摘要】对于有色冶金企业来说，节能减排是一项富有挑战性的重要工作。在有色金属冶炼工艺当中，氧气是一种不可或缺的工艺气体，并且广泛用作于各类熔炼及精炼工艺当中。本课题笔者在分析回转式精炼炉使用传统烧嘴遇到的瓶颈的基础上，进一步对稀氧燃烧技术在回转式精炼炉上的应用进行了探究，希望以此为冶炼生产的完善提供具有价值性的参考依据。

　　【关键词】稀氧燃烧技术；回转式精炼炉；应用

　　引言

　　在火法精炼厂当中，所使用的回转式精炼炉如今已经成为了炼铜厂的标准精炼设备[1]。同时，在回转式精炼炉当中，稀氧燃烧技术的应用也渐渐成熟。因为稀氧燃烧技术应用在铜精炼当中具备节能降耗的优势，因此被各国铜冶炼厂广泛利用。中国核心期刊遴选数据库为了保证冶炼生产过程当中的连续性及稳定性，本课题对“稀氧燃烧技术在铜冶炼中的应用”进行分析与探究具有较为深远的重要意义。

　　1.回转式精炼炉使用传统烧嘴遇到的瓶颈分析

　　原云锡铜冶炼回转式精炼炉所使用的烧嘴，是有90kW助燃风机提供燃烧风的，通过煤气燃烧，同时喷射柴油的双燃料燃烧系统，以此向炉内供应热量。在助燃空气当中，只有21%的氧气属于燃料燃烧的有效助燃部分，76%的氮气当作废弃排出。氮气通过烧嘴进入炉内，然后从烟道排出，并将大量的热量带走。另外，回转式精炼炉不但添加了熔融热粗铜，而且还添加了一些冷态粗铜锭，以此使单炉产量得到有效提升。因为废气将大量的热量太多，导致精炼炉1h只能将3.75t冷态粗铜锭融化。在冷态粗铜锭单位时间处理量不能得到有效提高的条件下，便会使精炼炉的作业成本大大提高，这样显然不利于冶炼工作的优化及完善。

　　2.稀氧燃烧技术在回转式精炼炉上的应用探究

　　在应用稀氧燃烧技术后，回转式精炼炉的传统烧嘴被稀氧燃烧烧嘴取代，使用双燃料系统，将柴油或天然气当作主燃料，使用制氧站所制备的纯度高于98.5%的氧助燃，将传统烧嘴的煤气燃烧排出，同时将90kW助燃风机取消[2]。使用稀氧燃烧技术之后，操作变得更加简单，并且对于煤气燃烧所造成的安全隐患实现了有效避免。另外，单位时间冷态粗铜锭的处理能力与之前相比较，也有了较大的提高。

　　2.1莱克斯的稀氧燃烧技术

　　在氧-燃烧嘴出现的背景下，使燃料节约得到了有效实现。但同时，由于氧气燃烧会造成较高的火焰峰值温度，这样便使得氧气燃烧技术的推广遇到了很大的挑战。在20世纪80年代，普莱克斯研发了一种全新的氧-燃燃烧技术，即为稀氧燃烧技术，该技术被广泛应用与多种加热与金属熔炼炉当中，并且其烧嘴具备诸多优点：（1）使传热及传热控制得到有效强化，热效率高达70%左右，空气燃烧仅在20%至30%之间[3]。（2）使燃料消耗大大降低，约降低50%。（3）使熔化率与加热效率得到有效提升，同时能够使熔化及加热的速度得到有效加快。

　　2.2将煤气燃烧取代，使安全隐患实现有效避免

　　对于传统烧嘴，在煤气燃烧的基础上，还将柴油燃烧作为辅助，如果在生产过程中发生操作不正确的情况，煤气输送管道内便会有大量的冷凝水与煤焦油积存，尤其是在弯管处，则更为严重。为了使煤气管道能够得到有效疏通，需将精炼炉作业暂时停止，并将水封系统启动，并且将两道刀阀关闭，以此起到将煤气供给断开的作用。由于堵塞通耗时间过程，且程序较为复杂，因此会带来诸多安全隐患。稀氧烧嘴因为将柴油与天然气作为主燃料，由于烧嘴孔径比较小，燃料供给压力较大，在精心维护的基础上，烧嘴孔便无需进行清理，也不会有煤气管道堵塞等问题出现。同时，既使时间得到有效节约，又使安全隐患得到有效避免。另外，在生产中具备连续性的特点，这样有助于操作人员劳动强度的降低，并且也使单位吨阳极铜的能耗得到有效降低。

　　2.3使烟尘中铜的回收率大大提升，进一步有助于环保问题的解决

　　在使用稀氧燃烧技术的同时，将布袋收尘系统增加，每日能够实现金属铜66千克的回收量。在烟尘当中的铜获得有效回收的情况下，便使精炼系统铜的回收率得到大大提升。以每年330天工作时间进行计算，每年能够从烟尘当中回收21.78吨金属铜，以金属铜每吨5万元的价格计算，每年回收的金属铜价格大概为108.9万元[4]。在系统改造之后，烟气含尘量降低，使洗涤塔的压力得到有效缓解，使环保问题得到有效解决，同时也使烟气洗涤之后达标排放得到了有效保证。

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