目標冰銅品位

銅精礦經熔煉，產生冰銅（也叫銅鋶），銅鋶以硫化鐵硫化亞銅聚合物為主，並含有金、銀，不同熔煉法含量不同。冰銅主要作為吹煉爐生產粗銅的原料使用。礦石中有用成分的含量稱為礦石的品位，常用百分數表示，如品位為3%的鋅礦石，就是礦石中金屬鋅的含量為3%。

熔煉產生的目標冰銅品位控制不合理會導致爐頂結渣、能耗增加，甚至縮短爐子壽命。

基本介紹

• 中文名：目標冰銅品位
• 生產要求：合理控制
• 性質：重要的衡量價值參數

冰銅品位對生產的影響

1、冰銅品位對熔煉系統的影響

冰銅品位的高低直接反映熔煉過程氧勢控制的強弱，若冰銅品位控制過低，會導致熔煉過程物料的氧化自熱低，必須增加煤耗來維持熔煉過程的溫度；若冰銅品位控制過高，則導致熔煉爐內四氧化三鐵含量升高，渣型惡化而噴濺嚴重，導致爐頂和過渡段結渣，同時也增加了銅在渣中的化學損失，熔煉經濟技術指標不理想。

2、冰銅品位對電爐的影響

在頂吹熔煉爐過程中，當四氧化三鐵含量低於7%時，四氧化三鐵基本都可以溶解於冰銅中，冰銅品位越來越高時，四氧化三鐵溶解度會越來越小。當冰銅品位大於60%時就會造成渣中四氧化三鐵含量升高，在電爐長時間沉降後析出形成凍結層，影響了電爐的沉降爐床面積，增加了電爐的電耗，甚至影響了電爐排渣速度，制約熔煉進料量。

3、對吹煉過程的影響

冰銅品位越高，Fe、S含量則越低，吹煉過程產渣量少，作業周期短，但是吹煉作業的氧化自放熱不夠，不能維持正常吹煉工況造渣溫度，勢必要增加外供熱；另外，冰銅品位越低，吹煉過程產渣量大，爐能率低，產能小。

冰銅目標品位的影響因數

1、配料

造鋶其實也是一個氧化造渣過程，主要是S、Fe、Cu三種化合物間的反應，生產實踐中，Cu/S為1.0～1.2時，熔煉工況易控，冰銅品位能夠穩定控制在55%～60%。隨著銅精礦日趨高雜，特別是雜質（Pb+Zn）>7%時，需考慮雜質鋅、鉛對冰銅品位的影響，有文章指出，冰銅品位的提高會導致鋅在爐渣中的分配率升高，爐渣含鋅高時黏度大，引起熔體在爐頂的噴濺，導致爐頂結渣嚴重而停料處理，不利於熔煉爐連續平穩生產，因此配料時，以混合銅精礦Cu/S為0.7～1.1、（Pb+Zn）<3%為宜。

（1）塊煤粒度及用量

塊煤主要在熔煉熔池上層和噴濺區域（熔煉還原區）發生還原反應，抑制了磁性鐵的形成，控制爐內氧勢，所以對銅鋶品位有一定的影響。加入的少量塊煤大部分浮在渣層上燃燒，並且燃燒主要是靠熔池上方少量的過剩空氣，對於冰銅品位的影響可以不考慮。但粒度較大的塊煤，直接落入熔池中，將對冰銅的品位造成影響，取風煤比7:1，則1t塊煤完全燃燒所需空氣量相當於10t精礦所需風量，塊煤量的增加會影響到冰銅品位，在爐況穩定時塊煤給料率一般保持一定或小範圍調整。在生產實踐中，調整粒度小的碎煤加入量和比例，用煤量為精礦量的2%～4%，碎煤與塊煤之比為1.2：1，就可以減少對冰銅品位的影響，同時利用碎煤容易在未落入熔池前燃燒，增加了熔池上部的燃燒，對爐頂結渣還有抑制作用。

（2）吹煉渣量

雙頂吹正常作業時，一 年可產出10萬t吹煉渣，暫沒有對吹煉渣的開路處理，吹煉渣水淬後作返料全部投入熔煉爐。吹煉渣含銅20%，磁性鐵35%～40%、氧化亞銅15%，含硫低，還夾雜部分金屬銅，這部分金屬銅在熔煉過程中首先發生氧化反應然後與硫化亞鐵發生互動反應，形成硫化亞銅進入銅鋶相，吹煉渣的大量加入會引起熔煉爐渣增加，從而急速提高冰銅品位。在生產實踐中，吹煉渣投入量控制在20%精礦量，因特殊情況吹煉渣不能配料時，要注意各種參數的控制，防止熔煉過程溫度過高，冰銅品位降低的現象發生。

2、熔煉過剩係數

過剩係數是對熔煉風料比的修正，實質是控制爐內有效氧量參與造鋶的多少，即爐內氧化反應的強弱。過剩係數跟冰銅品位控制有直接的影響，一般情況下只需微調，當發現冰銅品位不在控制範圍時，則根據熔煉過程溫度調整過剩係數，過程溫度低，則冰銅品位低，應加大過剩係數，同時慢慢減小塊煤量。在實踐操作中，有效氧量是通過噴槍風含氧量和氧氣總量控制，噴槍風量決定熔煉的攪拌強度，在調整過剩係數時要控制實際情況所需的攪拌強度，保證爐內的熱力學和動力學條件。實際操作中，控制噴槍風量18000~22000m³/h（標態），富氧濃度50%～60%。

3、噴槍槍位控制

噴槍作為頂吹熔煉的核心，槍位的控制是穩定工況的關鍵，可以影響爐內的熱力學反應和動力學反應強度，對冰銅品位持續穩定在要求範圍有直接的影響。熔煉過程目標槍位要求是插入渣層150～250mm，噴槍在熔煉作業過程有不同程度的損壞，但損壞的程度很難估計，這對合適槍位的控制造成困難，而導致冰銅品位的波動。

冰銅品位控制判斷

同一批配料要求入爐品位穩定，Cu/S波動較小，吹煉渣按20%精礦量配入。在實際生產中，由於噴槍燒損導致槍位控制不合理或更換配料比以及其他因素時，影響熔煉過程冰銅品位的實時控制，甚至冰銅品位在短時間內較大波動導致爐況惡化，不利於頂吹爐的平穩控制和延長爐 壽。冰銅品位控制判斷：從頂吹熔煉爐堰口混合溜槽取樣，送化驗分析，同時比對沉降電爐冰銅的當班化驗分析數據，如果冰銅品位在控制範圍內，比如50%～60%，則頂吹熔煉爐只需要保持正常冶煉操作即可；如果取樣分析冰銅品位低於控制目標品位，可能熔體溫度偏低，這可通過堰口溜槽快速測溫裝置以及堰口熱電偶測溫裝置所測溫度來判斷，該情況需要提槍檢查，噴槍是否燒損嚴重，可考慮是否換槍，此外，可能入爐混合料含Cu/S偏低，即銅品位低，而物料含硫高，這可通過入爐物料化驗數據來分析，可通過調配物料來解決；如果取樣分析冰銅品位高於控制目標品位，可能熔體 溫度偏高，還有一個表現特徵是電爐渣含硫低於正常冶煉值，這可能與噴槍位深操作有關，也可能與入爐混合料含Cu/S偏高所致，這時需要搭配些高硫低銅品位的銅精礦來平衡Cu/S比，確保頂吹熔煉爐穩定產出需要的目標品位的冰銅。

1、熔煉爐工況

入爐物料成分穩定，給料率平穩，噴槍風背壓波動較小的情況下，爐況較好，冰銅品位在要求的控制範圍內。熔煉爐實時冰銅品位較大變化時，爐況開始波動，最直觀的現象是噴槍風背壓升高及頂吹爐爐頂連續噴濺，噴濺主要有兩種原因，爐內熔池帶生料或爐渣過氧化，有生料時噴濺的熔體成棉花狀，說明爐內氧化氣氛不夠，需加大噴槍風係數；過氧化時噴濺的熔體成散狀，則降低噴槍風係數，適當增加塊煤配入量。

2、熔煉過程溫度變化

熔煉過程的溫度控制範圍在1180～1200 ℃，熔體溫度主要是靠物料的自熱反應，爐內溫度變化反映了爐內物料氧化反應的強弱，即冰銅品位控制，上述溫度變化由一種測溫裝置直接插入混合熔體內測得熔體溫度並實時反饋在DCS電腦控制畫面，在生產實踐中可借鑑熔體溫度變化來判斷冰銅品位變化，在燃料、配料比一定的條件下，溫度降低可能是槍位不合理或是爐內氧勢不夠，特別是溫度持續降低時表明冰銅品位可能降低；而在一定條件下溫度持續升高則可能是冰銅品位升高。

3、熱冰銅樣斷面顏色與形狀

通過以上爐況和熔池溫度實時變化基本可判斷冰銅品位的變化，當更換入爐物料配比時，熔煉過程冰銅品位的實時控制有點困難，這時可通過觀察熔煉爐堰口取樣熱冰銅斷面顏色和形狀來判斷冰銅品位。

4、沉降電爐渣樣

混合熔體經電爐沉降實現冰銅與爐渣的分離，對冰銅品位幾無影響，冰銅品位高低主要取決於頂吹熔煉過程的氧勢強弱，可從電爐爐渣含硫狀況推斷頂吹熔熔煉的 氧勢強 弱，反饋冰銅品位的高低。