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氧气侧吹炉处理铜浮渣的生产实践

文档作者：张立王媛媛李小兵卢国才王庆军文档来源：济源市万洋冶炼集团有限公司		点击数：	更新时间： 2025年10月05日
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上一篇：一种低成本综合回收金属的冶炼工艺模式

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2016年6月第3期张立等：氧气侧吹炉处理铜浮渣的生产实践·13·
氧气侧吹炉处理铜浮渣的生产实践
张立，王媛媛，李小兵，卢国才，王庆军
(济源市万洋冶炼集团有限公司，河南济源454691)
[摘要] 介绍了氧气侧吹炉处理铜浮渣的生产实践。实践表明，该方法生产效率高，环保效果好，运
行稳定，为铜浮渣的处理提供了一种新的技术方式。
[关键词] 铜浮渣；氧气侧吹炉；熔池熔炼；冰铜
[中图分类号]TF812；TF811 [文献标志码] B [文章编号] 1672—6103(2016)03—0013—03
O 前言
铜浮渣是粗铅火法精炼熔析除铜的产物，其主
要成分是铅和铜，一般含铜10％～15％、铅70％左
右，此外还含有zn、sn、As、Sb、Co、Ni、Ag、Au及其他
元素。目前铜浮渣处理工艺有反射炉法、鼓风炉法、
转炉法、电炉法、酸浸法、氨浸法等。其中，反射炉法
劳动条件差、热效率低及炉衬腐蚀快、检修频繁，已
被国家列为限期淘汰工艺；鼓风炉法处理铜浮渣，铜
锍中铅品位高，铜品位低，Cu／Pb较低，铅和铜的回
收率低，大量的铜留在粗铅中，大量的铅进入铜锍，
造成铜、砷和贵金属在过程中循环；转炉处理铜浮渣
存在燃料耗量较大，生产成本较高的问题；电炉法电
耗较大，达340～380 kWh／t，运行费用高；酸浸法、氨
浸法，适合处理含铜高的铜浮渣，但对于含铜低的铜
浮渣不经济，而且湿法产生的污水、废气处理较为
复杂。
济源市万洋冶炼(集团)有限公司铅冶炼系统
电铅产能为25万t，年产铜浮渣3万t左右。公司
技术改造前铜浮渣采用苏打一铁屑法在反射炉内处
理，将铅分离出来，然后渣和低品位冰铜再人冰铜炉
熔炼，使冰铜富集达到出售要求。由于该工艺环保
较差，效率低，公司在2013年进行了技术改造，采用
氧气侧吹炉处理铜浮渣。经过不断试验和改进，铅
铜分离较好，熔炼效率高，环保状况得到改善，达到
[作者简介]张立(1983一)，男，河南项城人，济源市万洋冶炼集
团有限公司科技处处长，负责生产工艺工作。
[收稿日期]2015—04—23
了预期目标，目前生产稳定，指标良好。
1 氧气侧吹炉处理铜浮渣工艺概况
1．1侧吹炉工艺的选择
万洋公司按照工艺先进、环保达标、熔炼高效、
自动化程度高，投资成本低、节能降耗的原则，对氧
气侧吹炉处理铜浮渣进行了分析论证。
最近几年，国内氧气侧吹熔炼技术发展较快，其
主要用在高铅渣还原熔炼和铜精矿的造锍熔炼。高
铅渣中的铅以氧化铅的形式存在，高铅渣在氧气侧
吹炉内还原30min，渣含铅即可降至2％以下，熔炼
效率很高。铜浮渣中铅大部分也以PbO的形式存
在，因此高铅渣侧吹熔炼为铜浮渣侧吹熔炼降低渣
含铅、提高铅回收率提供了依据。冰铜以硫化物为
主，它是熔炼过程中产生的重金属硫化物的共熔体，
以Cu：S、FeS为主，溶解少量其他金属硫化物(PbS、
ZnS等)、氧化铁(FeO、Fe：O，等)、贵金属(Au、Ag
等)。侧吹炉在铜精矿的造锍熔炼生产中应用成
熟，侧吹熔炼过程的传质和传热条件好，搅拌强度
大，生产效率高。
万洋公司已有两台氧气侧吹炉用于高铅渣的还
原熔炼，投产以来，运行稳定，指标良好，炉前工人具
备熟练的操作技能，为工艺探索试验提供了很好的
条件。氧气侧吹炉占地很小，炉子铜水套寿命长，控
制系统自动化程度高。因此，公司决定选择氧气侧
吹炉对铜浮渣的处理进行技术改造。
1．2侧吹炉炉型结构
氧气侧吹炉从下到上可分为四个区域：炉缸区、
熔池区、鼓泡区和再燃烧区。
万方数据
·14· 中国有色冶金生产实践篇·重金属
炉缸区：炉缸外壳是一矩形的钢质焊接容器
(槽形)，炉缸钢外壳内底部和墙壁砌有耐高温镁铬
砖。在熔池的一端，为了将熔体从炉内有计划地放
出，设有从炉内正常放渣的放渣口和冰铜lZl，在炉缸
下部，还设有安全口(底铅口)，用于停炉时将底铅
放出。在炉的一侧设有放铅的虹吸装置，调整铅流
口的高度可控制炉缸中铅层的高度。
熔池区：熔池区是用来实现冶金过程的区域，向
炉渣熔体鼓风送入富氧空气，进行燃料燃烧对熔体
的加热和熔炼反应，生成炉渣、冰铜和粗铅。为了减
少炉料颗粒和熔体液滴被气流机械带出，炉身做成
向上扩展的形式(2、3层水套向外倾斜)。
鼓泡区：从熔池区的静止渣面到二次风口的下
面称为鼓泡区。在一次富氧空气作用下，气体使熔
渣熔池强烈翻滚、搅动、喷溅，在此区域完成熔炼过
程，同时熔渣在翻滚、喷溅的过程中，可被二次燃烧
的高温气体加热，从而提高了热利用率。
再燃烧区：在炉子侧墙第三排水套上安装有向
下倾斜的再燃烧风嘴，以提供空气或富氧空气鼓风，
其目的是燃烧炉气中CO，并将燃烧产生的热部分返
回熔池。
1．3熔炼过程
将铜浮渣、纯碱、铁屑和硫铁矿按照一定比例进
行配料，均匀不间断地投料(10～15 t／h)，同时从富
氧熔池熔炼侧吹炉下料口下煤(1～2 t／h)，从一次
风口鼓入富氧空气(氧浓度45％～65％)，控制熔炼
反应气氛。配人纯碱是为了降低炉渣和锍的熔点；
加入铁屑的作用是将硫化铅置换成金属铅，降低冰
铜含铅；加入硫铁矿，为了补充造冰铜所需的硫。
铜浮渣中的铅经过熔炼形成粗铅，通过虹吸道
虹吸排出，租铅进入电解系统；铜以冰铜形式通过冰
铜口排出，含铜35％～45％、含铅3～6％，这部分冰
铜销售。含有少量铅的渣通过渣El排出，同时产生
高温烟气。氧气侧吹炉处理铜浮渣工艺流程如图1
所示。
处理铜浮渣过程中产生的高温烟气，通过表面
冷却器降温进入脉冲收尘器收尘，收尘烟气经气动
乳化脱硫后达标排放，排放烟气SO：浓度小于200
mg／m3。收尘烟灰返回配料系统。
每个熔炼周期150～180 rain，熔炼周期内虹吸
道保持通畅，根据人炉配料的含铅量自由排出粗铅。
炉内冰铜和熔渣单独间断排放。
铜浮渣纯碱铁屑煤硫铁矿
粗铅烟气炉渣冰铜
返回配料达标排放返回配料
图1 氧气侧吹炉处理铜浮渣工艺流程图
2生产期间出现的问题及技术改造
侧吹炉处理铜浮渣为新技术，自2013年12月
试验开炉以来，生产中出现了很多问题，先后改造了
13次，问题得以解决，确保了生产的顺利进行。工
艺装备的改造主要有以下几个方面：
(1)烟气管道改造：氧气侧吹炉出口烟气经表
面冷却器降温进入脉冲收尘器，试验阶段未上余热
锅炉，熔炼厂房内部的烟气管道由内衬耐火炉砖、外
衬钢板组成，生产中内衬耐火砖寿命较短，外衬钢板
变形严重，同时平管道内结渣严重，清理频繁。改造
采用原公司淘汰的鼓风炉水套做烟道，取消平管道，
改为人字形管道，实践中运行较好，未出现管道变形
的问题，管道结渣现象明显改善。
(2)冰铜口改造：生产运行初期，冰铜带铅严
重，铸锭机模中有大量的粗铅，铅与冰铜分离不好，
在改变渣型、调整配料后仍未能有效解决后，对冰铜
lZl的高度位置进行了调整，调整以后，冰铜带铅问题
得到了解决，含铅量控制在3％～6％，达到了预期
目标。
(3)收尘器改造：试验阶段选用一台收尘器，既
做熔炼烟气收尘又做卫生收尘，通过管道阀门调节
现场卫生收尘风量，运行情况非常不理想，放铅、放
渣、放冰铜阀门开大时，对炉内的负压影响较大，炉
体出口有冒烟现象。改造后，增加一台脉冲卫生收
尘器，现场环境得到改善。
(4)后期改造：目前虽然生产稳定，指标良好，
较反射炉处理工艺有明显改善，但后期仍需做部分
改造。首先需增加一台余热锅炉，以替代现有的水
套加表面冷却器的降温方式，既能回收余热，又能因
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万方数据
2016年6月第3期张立等：氧气侧吹炉处理铜浮渣的生产实践·15·
直升烟道高度的增加而降低烟尘率，同时彻底解决
烟道结渣堵塞现象；其次增加电热前床，目前侧吹炉
的渣含铅可降至3％以下，但渣含铜在6％左右，这
部分渣需进入冰铜炉处理，后期改造增加前床降低
渣含铜，取消冰铜炉的二次熔炼过程。
3主要技术指标
氧气侧吹炉工艺的主要技术指标如表1所示。
表1主要技术指标
4氧气侧吹炉的工艺优势
氧气侧吹炉处理铜浮渣工艺与改造前的反射炉
工艺相比，具有以下技术优势：
(1)环境得以改善。反射炉现场环境差，烟气
逸出点较多，采用富氧侧吹工艺，生产操作环境
改善。
(2)侧吹炉为富氧熔池熔炼技术，熔炼效率高，
改造后l台6 m2侧吹炉的处理量超过了原3台反射
炉(1台13 m2和2台6 m2)的处理量。
(3)自动化程度提高，侧吹炉工艺采用DCS自
动化控制，工人劳动强度明显减小，指标易于
控制。
(4)冰铜品质提高，反射炉所产冰铜含铜30％
～40％，含铅高达16％～20％，这部分冰铜需再人
冰铜炉进行铜的富集和铅的分离。采用侧吹炉处理
铜浮渣，冰铜品位35％～45％，含铅3％～6％，省去
了再次进入冰铜炉二次处理的费用。
(5)侧吹炉处理工艺采用单一的煤作为燃料，
同时通人富氧进行熔炼，效率提高，处理成本
降低。
5 结语
河南济源市万洋冶炼(集团)有限公司氧气侧
吹炉处理铜浮渣工艺投产运行以来，针对生产中遇
到的问题做了大量的改造工作，探索出了侧吹炉熔
炼的技术参数，取得了较好的技术指标和经济指标。
实践表明，其是一种高效、节能、环保的现代冶炼方
法，为替代反射炉提供了一种新的熔炼工艺，在铜浮
渣冶炼领域将具有推广前景。
[参考文献]
[1] 铅锌冶金学编委会．铅锌冶金学[M]．北京：科学出版社，
2003．
[2] 朱祖泽，贺家齐．现代铜冶金学[M]．北京：科学出版社，
，00"4
Production practice of copper dross treatment with oxygen side-blowing furnace
ZHANG Li，WANG Yuan—yuan，LI Xiao-bing，LU Guo—cai，WANG Qing—jun
Abstract：This paper introduces the production practice of copper dross treatment with oxygen side—blowing fur—
nace．According to the production practice，this method is high in production efficiency with good environmental
performance and stable operation，which provides a new way to treat copper dross．
Key words：copper dross；oxygen side-blowing furnace；bath smelting；copper matte

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