技術領域

本發明屬于冶金技術領域，涉及一種強化白銀熔池煉銅法自熱效率的方法，尤其涉及一種通過建立熔池熔煉過程中各參數原之間的數值模型，以動態調整各參數來實現熔池熔煉過程中的熱量平衡，從而提高熔池煉銅法的自熱效率的方法。

背景技術

白銀煉銅法，是經側置風眼向銅锍層鼓入高壓空氣或富氧空氣，將加到熔池表面的含銅爐料煉成銅锍的銅熔煉方法，屬于熔池熔煉。它具有加速氣、液、固三相間傳質和傳熱過程的特點，也是一種強化生產、降低能耗和消除污染的煉銅方法。爐料加到熔區熔池表面后便立即被劇烈翻動著的熔體所分散沖入熔體中，比較充分地利用了銅精礦的反應表面，加速精礦顆粒的升溫、各組分的分解、氧化以及造锍與造渣等過程。由于所有放熱反應都在熔池內發生，所產生的熱量直接、有效地用于熔煉過程，所以熱的利用率高，燃料消耗少。

白銀煉銅法所需熱量由內供熱和外供熱兩種方式提供。內供熱的熱源是指爐料中硫化物組分在熔池中氧化與造渣所放出的熱量，外供熱的熱源是粉煤在爐膛內的燃燒熱。內供熱以對流方式傳給受熱體，而外供熱則以輻射傳熱占主導，其效率不及前者。雙室型白銀富氧熔池煉銅爐采用富氧空氣鼓風熔煉技術能增大爐內供熱的比例，實現了熔池的自熱熔煉。但是，在實際操作中很少針對原料含量、熔煉渣成分、轉爐渣含量、銅硫溫度、爐氣出口溫度、粉煤成分和空氣過剩系數等關鍵參數進行動態調整，而僅僅是調整粉煤成分來適應原料變化所引起的熱量平衡問題，從而導致自熱熔煉效率不高，難以實現完全的自熱熔煉。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術中存在的問題，提供一種通過建立數值模型強化白銀熔池煉銅法自熱效率的方法。

本發明強化白銀熔池煉銅法自熱效率的方法，是利用雙室型白銀富氧熔池煉銅爐自熱效率好、處理礦物彈性寬等優勢，建立原料含量、熔煉渣成分、轉爐渣含量、銅硫溫度、爐氣出口溫度、粉煤成分和空氣過剩系數之間的數值關系，通過動態調整各參數來實現熔池熔煉過程中的熱量平衡，以強化白銀熔池煉銅法的自熱過程，從而實現自熱效率最大化的同時，使煤粉的用量達到最小化。

本發明建立的數值模型如下：

?

上式中，?P——粉煤用量（t/tCu）;

[Cu]_mt——冰銅中銅含量（%），一般在30-60%；

(O₂)_a——空氣過剩系數；應控制在1-2的范圍內；

b——系統修正參數，在1-2之間取值；

5.289——原料含量折算系數；

82.152——銅硫溫度折算系數

1642.028——爐氣出口溫度折算系數；

-89.006——熔煉渣成分折算系數；

1.133——轉爐渣含量折算系數；

20.523——冰銅中銅含量折算系數

1.034——粉煤成分折算系數。

其中，原料含量折算系數、銅硫溫度折算系數、爐氣出口溫度折算系數、熔煉渣成分折算系數、轉爐渣含量折算系數、冰銅中銅含量折算系數，是根據白銀富氧熔煉法中對自熱熔煉條件約束、氧量和熱量對加料量的約束、轉爐吹煉能力的約束、產量增加和銅硫品位的約束、鼓風中氧含量的約束、鼓風量的約束、制酸系統對煙氣流量的約束等具體要求，并采用傳統的空氣氧化條件下的白銀熔煉法參數為基本條件，在三場模型(流場、熱場、動量場)的基礎下，轉化成的具體數值。

實際應用中，在銅硫礦原料品位確定的情況下，利用上述數值模型關系，通過調整風量比及鼓風中氧含量來調整空氣過剩系數，使白銀爐熔池煉銅法的自熱過程得到有效強化，自熱效率有效提高，從而降低了粉煤的用量：與傳統白銀熔煉技術相對比，可以有效降低粉煤用量30％以上。

具體實施方式

下面具體實施例對本發明上述數值關系模型強化白銀熔池煉銅法自熱效率的方法的應用作進一步說明。

實施例1

采用雙室型白銀富氧熔池煉銅法，床面積100m²，銅硫礦的銅品位為39.08％；風量比為1.9956m³/t，鼓風中氧含量應為27.07%，使空氣過剩系數為1.15，通過上述數據模型計算，用煤量應是多少220kg/t?Cu。

實施例2