一种脉动旋流法铜冶炼工艺及装置

摘要

本发明涉及一种脉动旋流法铜冶炼工艺及装置，干燥的铜精矿粉或冰铜粉与富氧空气混合后以高速旋转状态进入反应器，形成以轴线为中心的高旋流体，高旋流中心引入脉动氧气和脉动燃烧，使高旋流体内产生脉动紊流，促进粒子间相互碰撞，反应器内形成高温场、高氧场、高粒子场的脉动旋流反应区，完成铜精矿造冰铜、造渣反应或冰铜造粗铜、造渣反应。反应后熔融物沉降于反应器下的熔池进行冰铜和渣分离或粗铜和渣分离。SO2烟气送入制酸工序。本发明优点：一是反应效率高，氧利用率高，烟尘发生率低；二是产能大，能耗低，反应的空间小，反应的热能集中，炉体耐火材料的损耗小，不需要巨大的冶金炉膛，投资成本低；三是环保好，工艺操作简单、方便、可靠。

主权项

一种脉动旋流法铜冶炼工艺，其特征是，它的步骤为：1)干燥铜精矿粉或冰铜粉与富氧空气分别送入喷嘴混合形成气固两相混合体，通过安装在喷嘴中的旋流器使气固混合体高速旋转进入反应器中，在反应器中形成以轴线为中心的高旋流体；2)脉动旋流喷嘴将氧气和燃料以脉动形式送入高旋流体中，使高旋流体中心产生脉动紊流；3)反应器内高旋流体内的物料颗粒被加热达到着火温度，进而高温燃烧、反应使物料颗粒或溶剂粒子融化为熔融小液滴；同时旋流体急速膨胀，在脉动、膨胀、旋转向心力的作用下，小液滴碰撞长大后的液滴在重力和离心力的作用下从高旋流体中分离，沉降于反应器下的熔池中；4)在熔池中进一步完成造渣反应，并依靠不同的比重，实现冰铜、渣的分离或粗铜、渣的分离；5)SO2高温烟气在引风机抽力的作用下，从冶金炉的排烟口进入到余热锅炉和制酸系统进行热能和SO2的回收；其中，富氧空气含氧为50～99％，铜精矿粉或冰铜粉的含水＜0.3％，脉动氧气为工业氧，体积流量为工艺所需总氧量的5～20％；脉动燃烧的燃料为天然气或液化石油气，体积流量为50～500Nm3/h。