12500KVA工业硅矿热炉的设计讲解
第五章工业硅冶炼能源节约技术的研究
5.1 概述
能源安全已构成我国整体战略安全的一个极大隐患，成为经济社会发展的瓶颈。我国人均煤炭、石油、天然气资源量仅为世界平均水平的60％、10％和5％。
目前，我国已成为世界第二大能源消费国和第二大石油消费国，能源供应紧张局面日趋严重［81］。
与此同时，我国也存在严重能源利用效率低的问题。近年来的快速增长在很大程度上是靠消耗大量物质资源实现的。我国单位产出的能耗和资源消耗水平明
显高于国际先进水平，如火电供煤消耗高达22.5％，吨钢可比能耗高21％，水
泥综合能耗高达45％。据测算，我国每创造一美元GDP 所消耗的能源是美国的
4.3倍，是日本的11.5倍。能源利用率仅为美国的26.9％，日本的11.5％［82］。因
此，提高能源使用效率是在能源总量不变条件成为中国发展中的刻不容缓的任务。
工业硅生产是高能耗行业，平均每吨工业硅需要消耗13000KWh 电以上，全国年产100万吨工业硅需要13亿KWh以上。而国外先进水平吨硅消耗量为
11000KWh，我国工业硅电耗比国外先进水平高10—20%,能源节约潜力仍很大
（预计年节约0.2亿KWh，相当0.1亿元）。另外，国外先进水平也不是最理想的能耗水平，我国如能在国外先进水平基础上再配以精工细作，吨硅消耗量应该在10000—
11000KWh 间。
我国工业硅生产能源消耗高主要是因为设计上不合理、控制水平与管理水平不高。设计上不合理体现在我国普遍使用的是6300KVA 左右的小炉型（散热大、产量低）、炉型设计上为隔热措施不严密、电路设计不合理、极心圆尺寸大小不合理等许多细节方面。控制水平不高体现在人工操作范围大、炉况稳定性差、造成因调整炉况波动费时较长而使得非生产性能耗损失大。管理水平不高体现在管理上不严、制度不健全、操作细节缺乏，造成物资或能源上的消耗浪费。
目前工业硅生产中能源节约途径主要有：1）炉型的大型化方向；2）炉型的密
闭化方向；3）余热利用化方向；4）提高炉子电效率措施如改进短网结构设计、
改善变压器性能、改善电参数、采用低频电源等；5）提高炉子热效率；6）改变炉内反应机制；7）改变原料性能方向；8）采用自动控制方向；9）管理制度建设方向。由于上述诸多途径尚处于讨论阶段，形成固定技术并推广者仅有短网改进、管理制度建设上，许多技术细节缺乏，因此真正意义上可以直接使用的工业硅生产中能源节约技术还需要研究与试验。
经过多年的摸索探讨，目前我国工业硅电弧炉的电效率平均在92%以上，各种提高电效率的技术或措施也比较成熟如改进短网结构设计、使用优质导电材
质、采用低压补偿技术、改善电参数等方面。但是，我国工业硅电弧炉的热效率普遍比较低，这是导致我国工业硅生产能耗高、能源利用效率低的主要原因，表
5-1是我国某厂6300KVA电弧炉的热平衡分析表［21］。
从表5-1可以看出6300KVA电弧炉在工业硅生产过程中，电效率为92.21%, 热效率为65%，能源大部分由于热效率低而被损失掉，损失途径主要是逸出气体带走热、炉面散热、炉体散热、短网热损失、冷却水带走热。因此，提高工业硅电弧炉冶炼过程中的热效率应当是今后研究的重点。
在本文研究中，我主要从提高工业硅矿热炉冶炼过程中的热效率角度来研究工业硅冶炼能源节约技术。
提高工业硅冶炼能源的热效率是一项综合性能源节约技术，它应当包括所有能够能够提高热效率、减少热损失的技术或措施。但是在本文中只研究炉型的大型化方向、炉型的密闭化方向、余热利用化方向、隔热设计技术四个方面来提高
工业硅冶炼过程中的热效率。因为从表5-1可以看出，工业硅矿热炉热效率低就
是因为逸出气体带走热、炉面散热、炉体散热、短网热损失、冷却水带走热这五 个方面热损失大。
炉型大型化则单位热容率增大， 能量供应集中， 通过外围表面单位面积散热 小、炉子热稳定增强， 有利于降低热损失。 同时炉型大型化也是今后工业硅行业 发展的方向，大型炉具有热容量大、产量高、有利于二次精炼提高产品质量、单 位产品成本低、 便于烟气余热利用等诸多好处。 因此，研究炉型大型化不仅是降 低热损失的需要，也是满足今后工业硅行业长期发展的需要，具有双重意义。
炉型密闭化或近密闭化不仅可以减少炉面热辐射损失， 而且也可以减少烟气 从 6 个炉门逸出带走的热， 也是降低热损失、 增加烟气回收能力、 改善炉前操作 环境的有力措施。
从表 5-1 可以看出，烟气带走热占据了供应总热量的 又被散发到大气中， 造成了能源损耗， 致使能源利用率低，
计院曾经依据钢铁行业余热利用方式设计过余热回收装置， 的使用效
果， 但是由于该余热回收装置初期投资过大， 国内工业硅企业又大多数 是私营企业，他们不愿意做这么大的投资，所以研究一种新型低造价、多用途、 适用于大多数企业的余热利用装置 （热材联产装置） 很有必要， 开辟一条已经被 浪费掉的巨大热能集热道路具有非常重要的现实意义。
科技每时每刻都在变化，上世纪 60 年代所作的设计不应当在这个世纪仍然 被当作模范来应用。当前，由于国内没有实力研究机构来重新对上世纪 60 年代 所作的工业矿热炉设计作改进， 致使大多数企业仍用老的设计来建炉子， 并且施 工队伍都非正规研究机构或有能力去开发建设新型炉子， 所以我国目前的工业硅 矿热炉普遍都能耗高、 设计未能跟上时代发展的需要。 问题的重要一方面反映在 炉体隔热设计多年来没有多大改变，普遍使用的是碳砖层、耐火砖层、纤维板、 钢板四层结构， 随着科技的发展这种结构应当革新， 因为国际国内新材料领域发 生的一系列创新已经给我们带来了重新设计炉体结构的机遇。
上述四个以提高工业硅冶炼能源的热效率为目的的研究是目前工业硅冶炼 能源节约方面尚未涉及完善但又非常重要的领域， 需要既具备丰富的科学理论知
识、又掌握国际国内工业硅冶炼情况的人员才能完成，它涉及到的冶金、工艺、 传热、设备、设计等多方面的知识与创新要求， 使得这方面的工作既具体又复杂、 既艺术又有意义。
5.2大容量半密闭式 12500KVA 工业硅矿热炉的设计
5.2.1设计依据
本项工作采用如下设计规范：
中国节能技术政策大纲》 （2005）； 冶金企业安全卫生设计暂行规定》 （ 1988）; 建筑设计防火规范》 （GBJ16-87）; 工业炉窑大气污染排放标准》 （ GB9078-
1996） ;
工业炉砌筑工程施工及验收规范》 （GB50211-2004）。
5.2.2设计内容 5.2.2.1变压器选型
大容量矿热炉具有单炉产量大、 能量供应均衡性好、 便于实现机械化、 便于 余热综合利用、 热稳定性好、 便于操作等一系列优点， 是业界一致认可的矿热炉 发展的方向。 为了促进国内工业硅行业冶炼水平的提高和设备装备的现代化, 因 此此次设计采用 12500KVA 容量的矿热炉变压器。
18.35%，这部分热量 国内包头钢铁研究设
在某厂应用取得较好
12500KVA 矿热炉变压器具体技术参数如下：
型号：HKSS PZ20-12500/35壳式强油水冷矿热炉变压器;
额定容量：12500KVA可超载30%
冷却方式：OFW;F
一次电压（KV）：35;
二次额定电压（V）：151;
二次电压（V）: 175,172,169,166,163,160,157 ，154, 151, 148, 145, 142, 139，136，133共15档;
阻抗电压（短路电压）：ex%=4-6%。
5.2.2.2矿热炉电气参数的确定
在工业硅冶炼过程中矿热炉的状态与电气参数的变化密切相关, 控制最佳的供电制度对保证取得好的经济技术指标十分重要。
一般而言, 提高矿热炉的二次电压在功率一定情况下电流就可以降下来, 这有利于提高线路功率因数和减少电损失, 但是过分提高矿热炉电压, 电极就不能
根据国内厂家生产碳素电极的标准，取电极直径为 1050mm 。
2、极心圆直径计算
极心圆直径是一个对冶炼过程有很大影响的设备结构参数，
选得适当（图5-1），三根电极电弧作用区域部分刚好相交于炉心,
电极极心圆直径 各电极反应区 坩埚熔池最大, 既相互相连又重叠部分最小，在这种情况下，炉内热量分配合理， 吃料均匀，炉况稳定，炉况也易于调节。如果一设计就不适当，则热量不是过分
集中（图5-2）就是热量分散（图5-3），这都会造成炉况调节频繁或根本无法调
节的严重错误。
设计中极心圆直径可按下式计算:
D g =ad=2.3X 1050=2415mm
式中a 为极心圆倍数，a=2.2-2.3,这里取2.3计算。
深插，炉膛料面就会过热，热损失增加，硅回收率降低，因此每台电炉都有其适 宜的二次电压值。在设计电炉时往往利用米古林斯基公式
[68、83]来确定矿热炉正
常工作时的二次电压: V 2=KP 1/3
式中：K 为电压系数，取6.0-7.5; P 是变压器额定功率，
因此这次设计时取二次电压 V 2=6.5X 125001/3=150.85~ 151V ，
5.2.2.3矿热炉结构设计
正确设计矿热炉的结构是保障矿热炉工作性能的先决条件， 是设计工作者面 临的最大困难。好的矿热炉结构设计不仅有利于炉子保障高产、优质、低能耗、 少故障的生产，而且有利于节约筑炉成本、方便其它设备布置、保证操作顺畅。
1、电极直径的选取
在确定矿热炉其它结构尺寸之前，必须先确定电极直径，它决定着矿热炉其
它结构尺寸的大小。电极直径有许多计算方法，一般根据电极电流和电极电流密 度确定:
d =2 片=102.4cm =1024mm ，
式中12为电极电流，A ，△ I 为电极电流密度5.5-6.1A/cm 2，取5.8计算。
KVA 。 P
二次电流12=
=47795.2A 。
结合矿热炉容量、可调极心圆范围、实际电气参数调节空间这里取极心圆直
径为2500mm。
/■
图5-1极心圆适当图5-2极心圆过小图5-3极心圆过大
3、炉膛内径计算
在选择炉膛内径时, 要保证电流流过电极一炉料一炉壁时所受的阻力大于经
过电极一炉料一电极或炉底时所受的阻力。否则，炉膛内径选择尺寸过大，矿热炉表面散热面积大，还原剂烧损严重，出硅口温度低，出硅困难，炉况会恶化。
炉膛内径选择过小，电极一炉料一炉壁回路上通过的电流增加，反应区偏向炉壁, 将使炉内热量分散，炉心反应区温度低，炉壁腐蚀严重，炉况也会恶化。
炉膛内径可按下面经验公式计算:
D n=rd=5.8X 1050=6090mm
式中r为炉膛内径倍数，r=5.8-6.0,这里取5.8。
炉膛内径这次设计中取为6200mm。
4、炉膛深度计算
在选择炉膛深度时，要保证电极端部与炉底之间有一定的距离、电极有效插
入的深度和料层有一定的厚度。炉膛深度若过深，电极与炉底距离远，电极不能深插，高温区上移，炉底温度低，炉底SiC会沉积，炉底上抬，堵塞出硅口，炉
况变差。炉膛深度若太浅，料层厚度将很薄，炉口温度升高，硅挥发损失增加, 容易露弧操作，能耗增大。
合适的炉膛深度可按下面经验公式计算:
h= P d=2.5X 1050=2625mm
式中P为炉膛深度倍数，P =2.5-2.8,这里取2.5。
炉膛深度这次设计中取为2700mm。
5、炉衬与炉底的结构、尺寸及材料选择
一般而言，炉衬、炉底结构包含了工作层、保温层、隔热层、绝热层、钢板层5个主要层次，但是每个层次的具体尺寸却是很有技术含量的，因为这涉及到筑炉成本、炉子性能、炉子
寿命等许多经济因素。
炉衬厚度过厚，引起筑炉成本上升，占地面积扩大，炉衬表面积增加，散热面积也增大；炉衬厚度过薄，抑或炉衬强度不够，抑或无法保温。炉底厚度亦是如此。
国内外对炉衬、炉底散热强度计算表明，保持炉衬与炉底热损失为2-4%是合理的范围内网，或者保持炉衬表面温度在70-120C是允许的。因此按照这个
条件以及结合所选择材料的使用温度，根据传热学知识可确定炉衬与炉底工作层、保温层、隔热层、绝热层的厚度，钢板层的厚度根据强度需要而定。
我们在这次设计中，工作层都使用自焙碳砖、保温层选用新型隔热耐火粘土砖（热导率vO.44W/m?k）、隔热层使用纳米隔热材料、绝热层使用复合硅酸铝纤维毯、钢板层选用14mm 厚的普通钢（炉底钢板厚18mm）,如图5-4。
1电极孔2烟罩上盖板3烟囱孔4冷却水道5观测孔6捣料炉门7红砖8隔热耐火砖
9纳米绝热材料10复合硅酸铝纤维毯11钢板12出硅口13高铝砖14自焙炭砖
图5-4 12500KVA工业硅矿热炉结构图
6出硅口位置、结构、尺寸与材料选择
出硅口是矿热炉上非常重要的一个部位，它的位置、结构形状、尺寸、材料选择都是需要仔细斟酌的。位置布置不当，出硅口部位温度低，出硅不畅或者是操作不方便；结构形状尺寸不当，也会导致出硅不畅或者封堵困难或者出硅时间延长；材料选择不当，容易氧化腐蚀，维修频繁。
在这次设计中，出硅口设计二个，每个出硅口水平位置与炉底齐平并比炉底
水平线下倾斜3C,角度位置它处于炉心与电极中心两点的延长线与炉壁的焦点上。出硅口应当设计成圆形，便于烧穿与封堵，尺寸根据出硅时间要求计算并结合实际操作需要来决定大小
金属矿物及其冶炼
第二课时金属矿物及其冶炼 （一）教学目标： 知识与技能目标： 1.说出常见金属矿物及其主要成分。 2.会判断氧化—还原反应中的氧化剂和还原剂。 3.能说明炼铁的化学原理（相关教学内容及长话短说3）并依据铁矿石的组成分析利用有关矿石炼铁的弊端及相应措施。 4.能说明工业炼铝的化学方法，并能总结说明工业上冶炼金属可用的方法。 过程与方法： 5.能根据炼铁的化学反应原理，设计用（CO）热还原法还原Fe2O3的实验装置及有关操作（P89活动天地问题2）、设计检验铁单质的方法，学会尾气处理方法。 6．认识氢气、碳单质的还原性。 7.掌握用图表分析法获取信息的方法。 8.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。 9.通过对工业上铁的冶炼原理的探讨与研究，培养学生运用知识于实际生活的能力； 10.提高学生分析和解决实际问题的能力及创新思维能力。 情感态度与价值观： 11. 通过对冶铁原理的分析，培养学生安全操作意识和良好的环保意识。 学习重点：工业炼铁的过程、实验原理和含杂质的计算。 学习难点：1.从得氧失氧的角度准确判断氧化剂、还原剂 2.含杂质的计算。 教材分析： 本课时教材主要使学生认识到自然界的金属主要以化合物的形式存在，而我们使用的金属材料主要是金属单质，如何从金属矿石中冶炼金属，有哪些冶炼金属的方法，是本节课要解决的问题。 教学过程
当堂检测 1.下列两个成语与我们所学的化学知识有关。简述其中的化学原理。 百炼成钢（将反复烧红的生铁在空气中不断锤打，转化为钢。） 答：百炼成钢：锤打烧红的铁时，生铁中C 与O 2反应生成CO 2，使含碳量降低。 2．炼铁选用的铁矿石不仅要选含铁量高的，还要选“有害元素”少的。今有铁矿石，磁铁矿石(主要成分是Fe 3O 4)，赤铁矿石(主要成分是Fe 2O 3)，褐铁矿石(主要成分是2Fe 2O 3·3H 2O)，菱铁矿石(主要成分是FeCO 3)，黄铁矿石(主要成分是FeS 2)，你认为不适宜炼铁的矿石是： ；理由： 。3．用CO 还原铁的氧化物的实验中，硬质玻璃管质量是71.7 g ，在通人CO 前，铁的氧化物和玻璃管的总质量是86.2 g ，当铁的氧化物与足量的CO 充分反应且生成的CO 2全部逸出玻璃管后，玻璃管和管内固体的总质量为82.2 g ，通过计算推测该铁的氧化物的化学式。 4．将13g 锌样品放入足量的硫酸中反应，放出的氢气是0.36g ，则铁样品中含有的杂质可能( ) A ．Mg B ．Al C ．Cu D ．Fe 5.如果血液中缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血，市场出售的某种麦片中含有微量的颗粒极小的还原铁粉，这些铁粉在人的胃液（胃酸的主要成分是盐酸）作用下转化成亚铁盐，这个转化的化学方程式是 。 6．用CO 还原铁的氧化物1mg ，得到铁粉0.75mg,则下列说法中正确的是( ) A ．该氧化物是Fe 2O 3 B ．该氧化物可能是由FeO 、Fe 2O 3、Fe 3O 4组成的混合物 C ．该氧化物是FeO D ．该氧化物中不含FeO 作业 必做题 1、炼铁厂高炉炼铁的原料有赤铁矿、焦炭、空气等，主要反应过程如下： （ ） （ ） （ ） （ ） ⑴请在上述方框中写出有关的反应物或生成物的名称。 ⑵焦炭的作用是： 过量空气，高温 －－－－－→ ① 碳，高温 －―－→ ② 铁矿石，高温 －－－－→ ③
工业硅矿热炉的设计
工业硅冶炼能源节约技术的研究 5.1概述 能源安全已构成我国整体战略安全的一个极大隐患，成为经济社会发展的瓶颈。我国人均煤炭、石油、天然气资源量仅为世界平均水平的60％、10％和5％。目前，我国已成为世界第二大能源消费国和第二大石油消费国，能源供应紧张局面日趋严重[81]。 与此同时，我国也存在严重能源利用效率低的问题。近年来的快速增长在很大程度上是靠消耗大量物质资源实现的。我国单位产出的能耗和资源消耗水平明显高于国际先进水平，如火电供煤消耗高达22.5％，吨钢可比能耗高21％，水泥综合能耗高达45％。据测算，我国每创造一美元GDP所消耗的能源是美国的4.3倍，是日本的11.5倍。能源利用率仅为美国的26.9％，日本的11.5％[82]。因此，提高能源使用效率是在能源总量不变条件成为中国发展中的刻不容缓的任务。 工业硅生产是高能耗行业，平均每吨工业硅需要消耗13000KWh电以上，全国年产100万吨工业硅需要13亿KWh以上。而国外先进水平吨硅消耗量为11000KWh，我国工业硅电耗比国外先进水平高10—20%，能源节约潜力仍很大（预计年节约0.2亿KWh，相当0.1亿元）。另外，国外先进水平也不是最理想的能耗水平，我国如能在国外先进水平基础上再配以精工细作，吨硅消耗量应该在10000—11000KWh间。 我国工业硅生产能源消耗高主要是因为设计上不合理、控制水平与管理水平不高。设计上不合理体现在我国普遍使用的是6300KV A左右的小炉型（散热大、产量低）、炉型设计上为隔热措施不严密、电路设计不合理、极心圆尺寸大小不合理等许多细节方面。控制水平不高体现在人工操作范围大、炉况稳定性差、造成因调整炉况波动费时较长而使得非生产性能耗损失大。管理水平不高体现在管理上不严、制度不健全、操作细节缺乏，造成物资或能源上的消耗浪费。 目前工业硅生产中能源节约途径主要有：1）炉型的大型化方向；2）炉型的密闭化方向；3）余热利用化方向；4）提高炉子电效率措施如改进短网结构设计、改善变压器性能、改善电参数、采用低频电源等；5）提高炉子热效率；6）
最新矿热炉设计方案
（1）电耗值随原料成分，制成品成分，电炉容量等的不同而有很大差异。这里是约值。 二结构特点 矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳，烟罩、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。 矿热炉设备共分三层布置 第一层为炉体（包括炉底支撑、炉壳、炉衬），出铁系统（包括包或锅及包车等），烧穿器等组成。 第二层 （1）烟罩。矿热炉目前大多数采用密闭式、或半密闭式矮烟罩结构，具有环保和便于维修，改善操作环境的特点。采用密闭式结构还可把生产中产生的废气（主要成分是一氧化碳）收集起来综合利用，并可减少电路的热损失，降低电极上部的温度，改善操作条件。 （2）电极把持器。大多数矿热炉都由三相供电，电极按正三角形或倒三角形，对称位置布置在炉膛中间。大型矿热炉一般采用无烟煤，
四、矿热炉主要设备 1．主要设备：本设计选用矮烟罩半封闭固定式矿热炉，主要设备 选择如下： 1.1炉体 炉体是由炉壳、炉衬、炉底支撐等构成，炉壳采用14~18mm厚钢板焊接而成的圆筒体，外部焊接有加强筋，以保证炉体具有足够的强度。炉底采用18～20㎜厚钢板，炉体采用25～30#工字钢支撑，自然通风冷却炉底，炉壳设有1～2个出料口，炉衬采用高铝耐火砖和自焙碳砖无缝砌筑新工艺，炉墙厚度为460～690㎜，外敷20㎜厚硅酸铝纤维板。炉底碳砖厚度为800～1200㎜。炉口采用碳化硅刚玉砖，流料槽采用水冷结构。根据需要也可增加水冷炉门。 1.2矮烟罩 采用全水冷结构或水冷骨架和耐热混凝土的复合结构。其高度以满足设备维修的需要，全水冷结构采用水冷骨架、水冷盖板和水冷壁
关于12500KVA工业硅电炉的设计思路及参数
关于12500KVA工业硅电炉的设计思路及参数 2009-12-10 10:44 内蒙古鄂尔多斯市新华结晶硅有限责任公司于2003年5月一12月建设两台12500KVA工业硅电炉。总结部分设计思路及参数，以供大家共同探讨。内蒙古鄂尔多斯市新华结晶硅有限责任公司位于鄂尔多斯市棋盘井镇；公司于2000年建设两台10000KVA电石炉；2001年建设了两台的6300KVA工业硅炉；2002年建设了三台工业硅炉；2003年建设了七台6300KVA和两台12500KVA工业硅炉。受电力短缺的影响，目前只有部分电炉在运行。 2004年新华结晶硅有限责任公司将开工建设2*200MKV自备发电厂，建成后我公司的金属硅生产将不再受电力短缺的影响，全年可以稳定的供给客户工业硅产品。 2003年建设的2 X 12500KVA工业硅电炉，采用的是固定炉体矮烟罩半密闭式矿热炉。设计时针对工业硅生产的特点，本着经济、可靠、适用、先进的原则，力求结构简单、紧凑和实用耐用、电损耗小、绝缘可靠、便于操作和维修以提高设备的作业率。 该电炉的平面布置为： 两台炉中心距30米；变压器跨宽度6米；冶炼跨宽度15米；浇注跨宽度18米；电炉中心距变压器6米；操作平台高度5米；升降平台高度12.7米；电极平台高度16.7米：操作室及水冷装置布置于5米平台；液压系统布置在12.7米平台上。 电极提升天车两台位于 21米平台；硅液浇注天车同度 9米。 加料均为人工加料，由提升架上料，不设加料管。 电炉系统由炉体、矮烟罩、烟气导出管、电极系统、液压系统、水冷系统、短网、变压器、低压电控系统、出炉系统等部分组成。 一、本炉体为固定式炉体，炉底三层碳砖，侧壁碳砖600 X 400 X 400mm，底部用粘土砖，其余部分用高铝砖，炉口采用由河北涞水长城电极有限责任公司生产的出炉口专用石墨碳砖，三个出铁口呈120o 分布，前端一个后端两个，出铁口通水冷却，炉壳钢板用槽钢加固。 二、矮烟罩采用圆形金属水冷结构，不锈钢隔磁，盖板通水冷却并浇注耐热浇注料，立柱上下端均加绝缘，烟罩上设三只烟筒排山烟气，三个呈120”分布的宽大炉门便于揭炉操作，另设六个加料口。矮烟罩固定在5米平台上，重量由5米平台承受。 三、电极采用由河北涞水长城电极有限责任公司生产的碳素电极，把持筒下部使用不锈钢制造，由锻造导电夹导电，下部锥型斜而抱紧，上部双气囊抱紧。每只电极升降由两只布置于12.5米平台的油缸来完成，电极分布直径可在150毫米范围内调节；导电夹与导流管采用锥形连接，检修时更换导电夹极为方便。 四、液压系统由油泵、油箱、气囊式蓄能器、控制电路及油缸、液位计、温度计、电加热器、滤油器、压力表等组成，压力控制由电接点压力表和压力继电器双重自动控制机压力在设定范围，同时设有远程压力表，在操作室可以对压力进行记录。 五、短网采用铜管制作，由于变压器本与带有补偿装置，所以变压器出线侧不设温度补偿器，短网采用完全对称三角形布置，通过水冷电缆短网铜管和锻造导电夹一对一连接。 六、变压器为三相交流矿热炉变压器，一次电压35千伏，十九档有载调压。采
镍的冶炼工艺
镍的冶炼工艺 现代生产镍的方法主要有火法和湿法两种。根据世界上主要两类含镍矿物（含镍的硫化物和氧化物）的不同，冶炼方法各异。 镍硫化矿目前主要采用火法处理，通过精矿焙烧反射炉（电炉或鼓风炉）冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解的金属镍。氧化矿主要是含镍红土矿，其褐铁矿层，含铁多、硅镁少，镍低、钴较高，一般采用湿法工艺处理，主要方法有氨浸法和硫酸法两种。下层是混有脉石的腐植土层（包括硅镁性镍矿），含硅镁高、低铁、镍较高、钴较低，这类矿一般采用火法工艺处理。 2.1湿法工艺流程介绍 目前成熟的湿法工艺流程有还原焙烧氨浸流程、高压酸浸流程和常压酸浸流程。 2.1.1还原焙烧氨浸流程 还原焙烧氨浸流程处理褐铁矿或褐铁矿和残积层矿的混合矿矿石先干燥然后矿石中的镍在700℃时选择性还原成金属镍钴和一部分铁被一起还原还原的金属镍经过氨浸回收。还原焙烧氨浸流程的缺点有矿石处理采用干燥、还原、焙烧等工序消耗能量大消耗多种化学试剂镍和钴的回收率比火法流程和高压酸浸流程低。 2.1.2高压酸浸流程
高压酸浸流程主要处理褐铁矿和一部分绿脱石或蒙脱石。加压酸浸一般在衬钛的高压釜中进行浸出，温度245℃-260℃，通过液固分离、镍钴分离，生产电解镍、氧化镍或镍冠，有些工厂生产中间产品，如混合硫化镍钴或混合镍钴氢氧化物。 高压酸浸流程处理的红土矿要求含MgO/Al2O3低，通常含MgO＜4%（含MgO越高,耗酸越高）,含Al 低的矿石。 2.1.3其他湿法工艺流程有些湿法工艺流程正在进行试验和进一步评估如强化高压酸浸工艺、常压酸浸工艺、硫酸堆浸工艺和氯化浸出工艺。 2.2火法工艺流程 现有的火法工艺处理红土矿工艺流程有传统的回转窑—电炉工艺；多米尼加鹰桥竖炉—电炉工艺；日本大江山回转窑直接还原法。 多米尼加鹰桥竖炉——电炉工艺流程是红土矿经过干燥脱水、制团、采用竖炉煅烧生产部分还原煅烧团矿、电炉熔炼生产粗镍铁，粗镍铁在钢包炉中精炼。 日本大江山回转窑直接还原法生产镍铁，该流程分为三个步骤：（1）物料预处理：磨矿、混合与制团，以提高回转窑操作效果；（2）冶炼工艺：回转窑煅烧、金属氧化物还原与还原金属的聚集；（3）分离处理：回转窑产出的熟料采用重选与磁选分离出镍铁合金。这是世界上唯一采用回转窑直
半封闭式工业硅矿热炉主要技术方案
宜兴市中宇电冶设备有限公司 33000KVA半封闭式工业硅矿热炉 技术方案 1电炉设备
1.2 电炉设备设计 1.2.1矿热炉设备设计要求 矿热电炉采用半封闭型式，采用铜瓦压力环式电极把持器，电炉炉底通风冷却，炉体采用旋转炉体，炉体测温，变压器长期具备20%的长期超负荷能力。 短网系统、铜瓦、进线电缆都长期具备20%以上的超负荷能力。 烟道与炉盖之间设置了可靠绝缘。 液压系统采用组合阀，并设置储能器。 电极升降油缸上、下两端均设绝缘加以保护。高压油管两端全部带绝缘。 为防止电极偏斜，设计时在炉盖、平台及电极导向装置，电极导向装置设绝缘。 所有管道均设管道沟，便于检修。闸阀采用不锈钢丝杆，以增加其使用寿命。 每组分水器设3路备用水路，分水器阀门采用不锈钢或铜球阀，分水器给、回水路布局合理。 炉盖采用框架式水冷结构，中心区采用不导磁材料制作。 电炉烟道在二、三楼之间设水冷段，以降低烟气温度。 1.2.2工艺设计要求 电炉厂房柱子跨距按6m、7.5m布置。 电炉车间分设四个跨区，分别是变压器跨（偏跨）7.5m、电炉跨18m、浇注跨24m、成品跨18m。 电炉跨初定为五层平台分别为： a)+0.0m出渣铁轨道平台 包括铁道、出铁车和铁包、出渣车和渣包等。 其中+2.4m平台为局部出铁操作平台：该平台正对出铁口，包括烧穿器、出铁挡板等出炉工具等。 b)+7.0m电炉炉口操作平台
电炉控制室计算机室布置在此平台上，冷却水系统的分水器和回水槽布置在该平台上、炉口操作工具等。 C)+11.8变压器放置平台 电炉设有三台单相变压器，放置在此平台上成三角形布置，为方便变压器安装、检修、更换设有变压器吊装孔。 d)+18.3m电极升降机构平台 平台空间内安装有电极升降、压放装置及电炉料管插板阀。液压站也布置在此平台上。 e)+24.8m电炉电极支承及接长电极壳、加入电极糊及加料平台 炉顶料仓座在此平台上。环形加料机及布料皮带均布置在该平台上，此层平台布置有可储存5～8批混合料的中间过度料仓。 1.3 矿热炉结构 1.3.1矿热炉炉体 组成：炉体旋转机构、炉底、炉壳、出铁口等。 炉体旋转机构严格按图纸要求施工，炉底设计、制作、安装时其平面度误差＋10mm。工字钢板下部用钢板连接并焊制一起。炉壳内径9200mm，高度5000mm，炉壳采用焊接形式。侧壁采用20mm钢板焊接，底部采用22mm钢板制作。 炉体设有5个出炉口，出铁口夹角72o 炉壳分瓣制作，组装后炉壳的直径极限偏差为+18mm。 1.3.2铁口出铁排烟系统 组成：由烟罩、烟气管道、电动翻板阀、烟罩及烟道吊挂等组成。在出炉时，用于对出炉口烟气进行收集、输送。排烟罩上喷涂耐火材料及打结需要的锚钩，防止烟气温度高使之变形。 1.3.4 矿热炉电极把持器 组成：组合式把持器由上、下两部分组成。电极把持器上部主要包括：电极升降装置、电极抱紧压放装置，上部把持器桶及导向系统、液压机管路等。电极把持器下部主要包括：下部把持筒、防磁不锈钢水冷保护屏、炉内导电铜管、铜瓦、压力环及绝缘系统等部件。每相电极把持器设10片铜瓦，一个压力环、4
锰硅合金矿热炉(电弧炉)烘炉及冶炼操作工艺
锰硅合金矿热炉（电弧炉） 烘炉及冶炼操作工艺 2019年3月4日 烘炉 硅锰炉内衬砌筑好之后的第一步就是进行烘炉，烘炉也是影响整个炉子使用寿命和质量的重要步骤。 (1)准备好木材，大块焦炭。将炉内清扫干净，三相电级下铺一层黏土砖，放长电极，将电极下到炉底松开铜瓦，把持器抬到上线位置再抱紧，焙烧长度大于2500mm，在电极焙烧部位扎上5?6个小孔，间距200mm。下放电极后向壳内添加电极糊，保证电极糊柱高3500mm。 (2)砌筑花墙，烘烤电极。围绕三相电极用黏土砖砌一圈花墙，花墙内矿热炉与电极矿热炉面距350mm，花墙高度以花墙上沿与铜瓦下缘距350mm为好，花墙底部装引火木柴并加少量废油，其上部加大块焦炭，引火，视电极直径大小烘烤35?48h，电极焙烧好，要迅速拆除花墙，尽量掏净花墙黏土砖。 (3)烘电极不松开铜瓦，但要关小铜瓦水。烘烤完毕将电极倒放，铜瓦要夹烘好的电极200mm以上。
(4)送电前必须向操作工提交送电制度矿热炉。 (5) 送电时可以用较正常使用电压高1?2级送电引弧，引弧后1h，改为正常电压级烘炉，开始加料的工作电压不超过满载负荷的一半，电烘炉前期(额定矿热炉三分之一断)应有间歇时间，间歇时间不超过20min，后期连续送电，从电烘炉一加料一第一炉一第二炉，出第二炉前各料管封上，各工作区间电耗和加料批数。 (6)月计划检修后的开炉操作：矿热炉经过小修后，必须立即送电生产，使炉况恢复正常，送电前，与大中修后开炉时要求相同，检查机电设备。送电时必须按正常规则操作，送电后缓给负荷，一般为停电时间的三分之一到二分之一给满负荷，送电前与煤气净化组联系完毕才能送电。 锰硅合金冶炼具体操作 1、熔炼操作 正常的锰硅合金合金炉况，必须有足够大的坩埚，炉料透气性良好，炉口冒火均匀，炉气净化时不冒火，创造足够的世祸空间的条件是:入炉原料杂质少，粒度和水分符合要求，配料准确，原料成分及粒度稳定。炉渣碱度适合，二元碱度Ca0/Si02=0.6?0.85,炉渣中Si02=35%43%，
12500KVA工业硅矿热炉的设计
12500KVA工业硅矿热炉的设计
第五章工业硅冶炼能源节约技术的研究 5.1概述 能源安全已构成我国整体战略安全的一个极大隐患，成为经济社会发展的瓶颈。我国人均煤炭、石油、天然气资源量仅为世界平均水平的60％、10％和5％。目前，我国已成为世界第二大能源消费国和第二大石油消费国，能源供应紧张局面日趋严重[81]。 与此同时，我国也存在严重能源利用效率低的问题。近年来的快速增长在很大程度上是靠消耗大量物质资源实现的。我国单位产出的能耗和资源消耗水平明显高于国际先进水平，如火电供煤消耗高达22.5％，吨钢可比能耗高21％，水泥综合能耗高达45％。据测算，我国每创造一美元GDP所消耗的能源是美国的4.3倍，是日本的11.5倍。能源利用率仅为美国的26.9％，日本的11.5％[82]。因此，提高能源使用效率是在能源总量不变条件成为中国发展中的刻不容缓的任务。 工业硅生产是高能耗行业，平均每吨工业硅需要消耗13000KWh电以上，全国年产100万吨工业硅需要13亿KWh以上。而国外先进水平吨硅消耗量为11000KWh，我国工业硅电耗比国外先进水平高10—20%，能源节约潜力仍很大（预计年节约0.2亿KWh，相当0.1亿元）。另外，国外先进水平也不是最理想的能耗水平，我国如能在国外先进水平基础上再配以精工细作，吨硅消耗量应该在10000—11000KWh间。 我国工业硅生产能源消耗高主要是因为设计上不合理、控制水平与管理水平不高。设计上不合理体现在我国普遍使用的是6300KV A左右的小炉型（散热大、产量低）、炉型设计上为隔热措施不严密、电路设计不合理、极心圆尺寸大小不合理等许多细节方面。控制水平不高体现在人工操作范围大、炉况稳定性差、造成因调整炉况波动费时较长而使得非生产性能耗损失大。管理水平不高体现在管理上不严、制度不健全、操作细节缺乏，造成物资或能源上的消耗浪费。
浅谈矿热炉冶炼镍铁工艺
浅谈矿热炉冶炼镍铁工艺 摘要：本文介绍了从红土镍矿提炼镍铁几种不同的冶炼工艺，并着重分析了矿热炉冶炼镍铁工艺RKEF法，此工艺成为当前我国红土镍矿处理的主要方法。采用高效、流程短、低耗能、环保等镍铁冶炼新工艺已经成为发展的趋势。 关键词：镍铁；矿热炉；RKEF法 1 前言 金属镍具有良好的机械强度、延展性和化学稳定性，耐腐蚀，能磁化等一系列特性，广泛用于不锈钢、高温合金、电镀和化工等行业，在国民经济的发展中具有极其重要的地位。全球约2/3的镍用于生产不锈钢，镍原料的成本占奥氏体不锈钢生产成本的70%左右。 2 镍铁冶炼工艺分类 镍铁冶炼工艺主要有火法理、湿法两种。对于含镍硫化矿目前主要采用火法处理，通过精矿焙烧反射炉（电炉或鼓风炉）冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解得金属镍。对于氧化矿主要是含镍红土矿，其品位低，适于湿法处理；主要方法有氨浸法和硫酸法两种。氧化矿的火法处理是镍铁法。 2.1 高炉法 高炉生产生铁历史悠久，但普遍使用高炉生产镍铁还是中国人发明（刘光火）和研究的结果。 高炉生产镍铁的流程主要是：矿石干燥筛分（大块破碎）——配料——烧结——烧结矿加焦炭块及熔剂入高炉熔炼——镍铁水铸锭和熔渣水淬——产出镍铁锭和水淬渣。 2.2 电炉（矿热炉）法 这里的电炉指被称作矿热炉的电弧炉的一种，矿热炉冶炼镍铁工艺流程是：原矿干燥及大块破碎——配煤及熔剂进回转窑彻底干燥及预还原——矿热炉还原熔炼——镍铁铁水铸锭及熔渣水淬——产出镍铁锭（或水淬成镍铁粒）和水淬渣。 该工艺通常是指回转窑加矿热炉工艺，在国外已有几十年的生产历史，有一套较成熟的技术和理论，国内也有少数厂家有几年的生产历史，但都是小设备生产，技术问题很多，效益也不好，近期有数家企业陆续投产和正在建设上规模的生产线。
黄金冶炼工艺流程
黄金冶炼工艺流程 我国黄金资源储量丰富，分布较广，黄金冶炼方法很多。其中包括常规的冶炼方法和新技术。冶炼方法、工艺的改进，促进了我国黄金工业的发展。目前我国黄金产量居世界第五位，成为产金大国之一。 黄金的冶炼过程一般为：预处理、浸取、回收、精炼。 1.黄金冶炼工艺方法分类 1.1矿石的预处理方法 分为：焙烧法、化学氧化法、微生物氧化法、其他预处理方法。 1.2浸取方法 浸取分为物理方法、化学方法两大类。其中，物理方法又分为混汞法、浮选法、重选法。化学方法分为氰化法（又分：氰化助浸工艺、堆浸工艺）与非氰化法（又分：硫脲法、硫代硫酸盐法、多硫化物法、氯化法、石硫合剂法、硫氰酸盐法、溴化法、碘化法、其他无氰提金法）。 1.3溶解金的回收方法 分为：锌置换沉淀法、炭吸附法、离子交换法、其它回收方法。 1.4精炼方法 主要有全湿法，它包括电解法、王水法、液氯法、氯化法、还原法火法、湿法一火法联合法。 2.矿石的预处理 随着金矿的大规模开采，易浸的金矿资源日渐枯竭，难处理金矿
将成为今后黄金工业的主要资源。在我国已探明的黄金储量中，有30%为难处理金矿。因此，难处理金矿的预处理方法成为当前黄金工业提金的关键问题。 难处理金矿，通常又称为难浸金矿或顽固金矿，它是指即使经过细磨也不能用常规的氰化法有效地浸出大部分金的矿石。因此，通常所说的难处理金矿是对氰化法而言的。 2.1焙烧法 焙烧是将砷、锑硫化物分解，使金粒暴露出来，使含碳物质失去活性。它是处理难浸金矿最经典的方法之一。焙烧法的优点是工艺简单，操作简便，适用性强，缺点是环境污染严重。含金砷黄铁矿一黄铁矿矿石中加石灰石焙烧，可控制砷和硫的污染；加碱焙烧可以有效固定S、As等有毒物质。美国发明的在富氧气氛中氧化焙烧并添加铁化合物使砷等杂质进入非挥发性砷酸盐中，国内研发的用回转窑焙烧脱砷法，哈萨克斯坦研发的用真空脱砷法以及硫化挥发法，微波照射预处理法，俄罗斯研发的球团法等都能有效处理含砷难浸金矿石。 2.2化学氧化法 化学氧化法主要包括常压化学氧化法和加压化学氧化法。 常压化学氧化法是为处理碳质金矿而发展起来的一种方法。常温常压下添加化学试剂进行氧化，如常压加碱氧化，在碱性条件下，将黄铁矿氧化成Fe2(SO )3，砷氧化成As(OH)3和As203，后者进一步生成砷酸盐，可以脱除。主要的氧化剂有臭氧、过氧化物、高锰酸盐、氯气、高氯酸盐、次氯酸盐、铁离子和氧等。加压氧化是采用加氧和加
矿热炉
一、矿热炉简介 矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，亦称还原电炉或矿热电炉，电极一端埋入料层，在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料；常用于冶炼铁合金（见铁合金电炉），熔炼冰镍、冰铜（见镍、铜），以及生产电石（碳化钙）等。它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。主要生产硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金等铁合金，是冶金工业中重要工业原料及电石等化工原料。其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬，使用自培石墨电极。电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧的能量及电流通过炉料的因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，陆续续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。同时电石炉、黄磷炉等由于使用状况和工作状态相同，也可以归结在矿热炉内，但是由于黄磷炉的。纯阻性负载情况，因此也有将黄磷炉归结到电阻炉的说法。 二、矿热炉主要类别、用途 注：电耗值随原料成分、制成品成分、电炉容量、操作工艺等的不同而有很大差异。这里是一个大概值。 三、结构特点
矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳，炉盖、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。 根据矿热炉的结构特点以及工作特点，矿热炉的系统电抗的70％是由短网系统产生的，矿热炉系统损耗如下图所示 由上图可见，短网的损耗占据了系统自身损耗的70%以上，而短网是一个大电流工作的系统，最大电流可以达到上万安培，因此短网的性能在很大程度上决定了矿热炉的性能，由于短网的感抗占整个系统的 70%以上，不论是高烟罩开放式炉、矮烟罩半密闭式炉还是全密闭式炉的短网系统的感抗均较大，基于这个原因，矿热炉的自然功率因数很难达到0.85以上，绝大多数的炉子的自然功率因数都在0.7~0.8 之间，较低的功率因数不仅使变压器的效率下降，消耗大量的无用功，浪费大量电能，且被电力部分加收额外的电力罚款，同时由于电极的人工控制以及堆料的工艺，导致三相间的电力不平衡加大，最高不平衡度可以达到20％以上，这导致冶炼效率的低下，电费增高，因此提高短网的功率因数，降低电网不平衡就成了降低能耗，提高冶炼效率的有效手段。如果采取适当的手段，提高短网功率因数，改善电极不平衡度，那么将可以达到以下的效果： A、降低生产电耗 3%～6％； B、提高产品产量 5%～15％。 从而给企业带来良好的经济效益，而投入的改造费用可以在创造的综合效益中短期内收回。一般情况下为了解决矿热炉自然功率因数低下的问题，我国目前多采用在高压端进行无功补偿的方法来解决，高压补偿仅仅是提高了高压侧的功率因数，但是由于低压端短网系统的巨大的感抗所产生的无功功率依然在短网系统中流动，同时三相不平衡是由于短网的强相（短网较短故感抗较小、所以损耗较小，输出较大故名强相）和弱相造成的，因此高压补偿不能解决三相平衡的问题，也没有达到抵消短网系统无功、提高低压端功率因数的作用，由于短网的感抗占整个系统感抗的70％以上，所以不能降低低压端的损耗，也不能增加变压器的出力，但可以避免罚款，仅仅是对供电部门有意义。 相对高压补偿而言，低压补偿的优势除提高功率因数外,主要体现在以下几个方面： 1)、提高变压器、大电流线路利用率，增加冶炼有效输入功率。 针对电弧冶炼而言，无功的产生主要是由电弧电流引起的，将补偿点前移至短网，就地补偿短网的大量无功消耗，提高电源输入电压、提高变压器的出力、增加冶炼有效输入功率。料的熔化功率是与电极电压和料比电阻成函数关系的，可以简单表示为P=U2/Z料。由于提高了变压器的载荷能力，变压器向炉膛输入的功率增大,实现增产降耗。 2)、不平衡补偿，改善三相的强、弱相状况。
铜的冶炼工艺
铜的冶炼工艺文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
?铜的冶炼 ?从矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品。 ?A．电解铜与精铜 ?工业上使用的铜有电解铜(含铜%～%)和精铜(含铜%～%)两种。前者用于电器工业上，用于制造特种合金、金属丝及电线。后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。 ?B．铜的冶炼工艺 ?铜冶金技术的发展经历了漫长的过程，但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主，其产量约占世界铜产量的85%，现代湿法冶炼的技术正在逐步推广，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。 ?下面我们具体了解一下火法冶炼与湿法冶炼(SX－EX)两种炼铜方式。 ? a.火法炼铜: ?通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20－30%，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达%的电解铜。该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95%，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。 ?除了铜精矿之外，废铜也是精炼铜的主要原料，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑（铜材的产出比约为50%），一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜（品位在90%以上）；黄杂铜(电线)；含铜物料(旧马达、电路板)；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。 ? b.湿法炼铜: ?一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜为电积铜。现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广，预计本世纪末可达总产量的20%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。?其工艺流程图如下：其中铜的萃取（铜从水层进人有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进人水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。 ?火法和湿法两种工艺有如下特点：
铜的冶炼工艺
?铜的冶炼 ?从铜矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品。 ?A．电解铜与精铜 ?工业上使用的铜有电解铜(含铜99.9%～99.95%)和精铜(含铜99.0%～99.7%)两种。 前者用于电器工业上，用于制造特种合金、金属丝及电线。后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。 ?B．铜的冶炼工艺 ?铜冶金技术的发展经历了漫长的过程，但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主，其产量约占世界铜产量的85%，现代湿法冶炼的技术正在逐步推广，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。 ?下面我们具体了解一下火法冶炼与湿法冶炼(SX－EX)两种炼铜方式。 ? a.火法炼铜: ?通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20－30%，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9%的电解铜。该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95%，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。?除了铜精矿之外，废铜也是精炼铜的主要原料，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑（铜材的产出比约为50%），一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜（品位在90%以上）；黄杂铜(电线)；含铜物料(旧马达、电路板)；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。 ? b.湿法炼铜: ?一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜为电积铜。现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广，预计本世纪末可达总产量的20%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。 ?其工艺流程图如下：其中铜的萃取（铜从水层进人有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进人水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。 ?火法和湿法两种工艺有如下特点： ?(1)后者的冶炼设备更简单，但杂质含量较高，是前者的有益补充。 ?(2)后者有局限性，受制于矿石的品位及类型。 ?(3)前者的成本要比后者高。
工业硅技术问答
工业硅技术问答 1．什么是硅和工业硅？ 元素硅(Si)原来称为矽，工业硅（也称金属硅或结晶硅）是指以含氧化硅的矿物和碳质还原剂等为原料经矿热炉熔炼制得的含Si97％以上的产物。“工业硅”之称是我国于1981年GB2881-81国家标准公布时正式定名，其含意主要是指这种硅之纯度是接近于99%的工业纯度，英文称为金属硅，俄文称为结晶硅。现在人工制得硅的纯度，实际上已达到99999999999％。 2.硅和工业硅有那些特性？ ①硅的主要物理性质为:密度(25℃)2．329g／cm3(纯度99．9％)，熔点1413℃，沸点3145℃，平均比热(0～100℃)为729J ／(kg·K)，熔化热为50.66kJ／mol，纯度为99．41%的硅抗压强度极限为9．43kgf／cm2。 ②硅的化学性质：硅在元素周期表中属ⅣA族，原子序数为14，原子量为28．0855，化合价表现为四价或二价(四价化合物为稳定型)。因晶体硅的每个硅原子与另外四个硅原子形成共价键，其Si-Si键长2．35A，成为正四面体型结构，与金刚石结构相近，所以硅的硬度大，熔点、沸点高。 硅不溶于任何浓度的酸中，但能溶于硝酸与氢氟酸的混合液中，与1：l浓度的混合稀酸发生如下反应： Si+4HF+4HNO3=SiF4↑+4NO2↑+4H2O 3Si+12HF+4HNO3=3SiF4↑+4NO2↑+8H2O 这个特性可用于硅的化学分析中，即先将试样硅中的硅以氟化物形式挥发，而分析硅中残留的铁、铝、钙元素。 硅能与碱反应，生成硅酸盐，同时放出氢气，如： Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 这是野外制氢的好办法。
矿热炉设计方案
矿热炉设计方案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
（1）电耗值随原料成分，制成品成分，电炉容量等的不同而有很大差异。这里是约值。 二结构特点
矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳，烟罩、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。 矿热炉设备共分三层布置 第一层为炉体（包括炉底支撑、炉壳、炉衬），出铁系统（包括包或锅及包车等），烧穿器等组成。 第二层 （1）烟罩。矿热炉目前大多数采用密闭式、或半密闭式矮烟罩结构，具有环保和便于维修，改善操作环境的特点。采用密闭式结构还可把生产中产生的废气（主要成分是一氧化碳）收集起来综合利用，并可减少电路的热损失，降低电极上部的温度，改善操作条件。 （2）电极把持器。大多数矿热炉都由三相供电，电极按正三角形或倒三角形，对称位置布置在炉膛中间。大型矿热炉一般采用无烟煤，焦碳和煤沥青拌合成的电极料，在电炉冶炼过程中自己培烧成的电极。 （3）短网 （4）铜瓦 （5）电极壳 （6）下料系统 （7）倒炉机
四、矿热炉主要设备 1．主要设备：本设计选用矮烟罩半封闭固定式矿热炉，主要设备选择如下：
炉体 炉体是由炉壳、炉衬、炉底支撐等构成，炉壳采用14~18mm厚钢板焊接而成的圆筒体，外部焊接有加强筋，以保证炉体具有足够的强度。炉底采用18～20㎜厚钢板，炉体采用25～30#工字钢支撑，自然通风冷却炉底，炉壳设有1～2个出料口，炉衬采用高铝耐火砖和自焙碳砖无缝砌筑新工艺，炉墙厚度为460～690㎜，外敷20㎜厚硅酸铝纤维板。炉底碳砖厚度为800～1200㎜。炉口采用碳化硅刚玉砖，流料槽采用水冷结构。根据需要也可增加水冷炉门。矮烟罩 采用全水冷结构或水冷骨架和耐热混凝土的复合结构。其高度以满足设备维修的需要，全水冷结构采用水冷骨架、水冷盖板和水冷壁及水冷围板。水冷骨架采用16～20#槽钢制成，三相电极周围内盖板采用无磁不锈钢板制成，外盖板及围板采用Q-235钢板制作，并设有极心圆调整装置和三相电极水冷保护套和绝缘密封装置。水冷骨架和耐热混凝土复合结构采用烟罩侧壁由金属构件立柱支撑并通水冷却，四周用耐火砖砌筑而成，侧壁上设有三个操作门，在炉内大面上，开启方向是横向旋转式，上部有二个排烟口，与其相联的是二个立冷弯管烟道，直通烟囱或除尘装置。 短网 短网包括变压器端的水冷补偿器、水冷铜管、水冷电缆、导电铜管、铜瓦及其吊挂、固定联接等装置。其布置型式可分为正三角
黄金的冶炼工艺流程
黄金的冶炼工艺流程简介 摘要：我国黄金资源储量丰富，分布较广，黄金冶炼方法很多。其中包括常规的冶炼方法和新技术。冶炼方法、工艺的改进，促进了我国黄金工业的发展。目前我国黄金产量居世界第五位，成为产金大国之一。黄金的冶炼过程一般为：矿石的预处理、矿石的浸取、溶解金的回收、黄金的精炼。 关键词：黄金冶炼 一、矿石的预处理 随着金矿的大规模开采，易浸的金矿资源日渐枯竭，难处理金矿将成为今后黄金工业的主要资源。在我国已探明的黄金储量中，有30%为难处理金矿。因此，难处理金矿的预处理方法成为当前黄金工业提金的关键问题。矿石的预处理方法分为：焙烧法、化学氧化法、微生物氧化法、其他预处理方法。 焙烧法是将砷、锑硫化物分解，使金粒暴露出来，使含碳物质失去活性。它是处理难浸金矿最经典的方法之一。焙烧法的优点是工艺简单，操作简便，适用性强，缺点是环境污染严重。含金砷黄铁矿一黄铁矿矿石中加石灰石焙烧，可控制砷和硫的污染；加碱焙烧可以有效固定S、As等有毒物质。美国发明的在富氧气氛中氧化焙烧并添加铁化合物使砷等杂质进入非挥发性砷酸盐中，国内研发的用回转窑焙烧脱砷法等都能有效处理含砷难浸金矿石。 化学氧化法主要包括常压化学氧化法和加压化学氧化法。常压化学氧化法是为处理碳质金矿而发展起来的一种方法。常温常压下添加化学试剂进行氧化，如常压加碱氧化，在碱性 条件下，将黄铁矿氧化成Fe 2(SO ) 3 ，砷氧化成As(OH) 3 和As 2 3 ，后者进一步生成砷酸盐，可 以脱除。主要的氧化剂有臭氧、过氧化物、高锰酸盐、氯气、高氯酸盐、次氯酸盐、铁离子和氧等。加压氧化是采用加氧和加热的方法，通过控制化学反应过程来使硫氧化。根据不同的反应过程，可采用酸性或碱性条件。加压氧化法具有金回收率高(90% ~98% )、环境污染小、适应面广等优点，处理大多数含砷硫难处理金矿石或金精矿均能取得满意效果。 微生物氧化法和其他预处理方法，在这里就不做详细表述了。 二、矿石的浸取 金的化学性质非常稳定，通常情况下不与酸、碱反应，但与混合酸和一些特殊试剂反应生成可溶性配合物。从含金矿石中提取金的方法有多种，具体选择哪种方法取决于矿石的化学组成、矿物组成、金的赋存状态及对产品的要求。浸取分为物理方法、化学方法两大类。 物理方法分为混汞法、重选法、浮选法。混汞法是回收粗粒单体金的有效方法。该方法是将含黄金的矿石与汞碾磨，使Au溶于汞中成金汞齐，再将汞蒸发便得到粗金。混汞法提金收率在50％—60％之间，该法对高品位黄金矿处理比较适合。重选法是利用黄金与脉石的密度差异进行重力分选的方法，是人们从金矿中回收黄金的最古老的方法。重选法在脉金矿的选矿或提取工艺中，主要用于磨矿回路回收粗粒单体金，对砂矿的提金该法占主导。浮选法是一种重要而有效的富集金属矿的方法。该法很适宜回收0.84mm的金粒。冶炼低品位金矿和金矿尾矿常用此法，该法对含金、铜、铅、锌的硫化矿也适用。 化学方法分为氰化法（又分：氰化助浸工艺、堆浸工艺）与非氰化法（又分：硫脲法、硫代硫酸盐法、多硫化物法、氯化法、石硫合剂法、硫氰酸盐法、溴化法、碘化法、其他无氰提金法）。 氰化助浸工艺主要有富氧浸出和液相氧化剂辅助浸出，如添加过氧化氢或高锰酸钾，氨 氰助浸，加温加压助浸，加Pb(NO 3) 2 助浸等。富氧浸出和过氧化物助浸：添加氧化剂可提高 金的浸出率，缩短浸出时问，减少氰化物消耗。因此，在氰化浸出过程中，通过改善供氧条件，如加大充气量，充氧，加氧炭浸和加氧树脂浸出等提高矿浆中溶解氧的含量，从而提高金的浸出效果。氨氰助浸：在氰化时加入氨，使Au在形成Au(CN) 2 -的同时生成铜氨配离子 Cu(NH 3) 4 +，有利于金的浸出和铜的沉淀，而且使氰化物得到有效利用。加温加压助浸和加 Pb(N0 3) 2 助浸，在这里就不做详细表述了。 堆浸工艺，在这里就不做详细表述了。
(冶金行业)半封闭式工业硅矿热炉主要技术方案
（冶金行业）半封闭式工业硅矿热炉主要技术方案
宜兴市中宇电冶设备有限X公司 33000KVA半封闭式工业硅矿热炉 技术方案 1电炉设备 1.133000KVA半封闭式工业硅矿热炉主要技术参数
1.2电炉设备设计 1.2.1矿热炉设备设计要求 矿热电炉采用半封闭型式，采用铜瓦压力环式电极把持器，电炉炉底通风冷却，炉体采用旋转炉体，炉体测温，变压器长期具备20%的长期超负荷能力。 短网系统、铜瓦、进线电缆都长期具备20%之上的超负荷能力。 烟道和炉盖之间设置了可靠绝缘。 液压系统采用组合阀，且设置储能器。
电极升降油缸上、下俩端均设绝缘加以保护。高压油管俩端全部带绝缘。 为防止电极偏斜，设计时在炉盖、平台及电极导向装置，电极导向装置设绝缘。 所有管道均设管道沟，便于检修。闸阀采用不锈钢丝杆，以增加其使用寿命。 每组分水器设3路备用水路，分水器阀门采用不锈钢或铜球阀，分水器给、回水路布局合理。 炉盖采用框架式水冷结构，中心区采用不导磁材料制作。 电炉烟道在二、三楼之间设水冷段，以降低烟气温度。 1.2.2工艺设计要求 电炉厂房柱子跨距按6m、7.5m布置。 电炉车间分设四个跨区，分别是变压器跨（偏跨）7.5m、电炉跨18m、浇注跨24m、成品跨18m。 电炉跨初定为五层平台分别为： a)+0.0m出渣铁轨道平台 包括铁道、出铁车和铁包、出渣车和渣包等。 其中+2.4m平台为局部出铁操作平台：该平台正对出铁口，包括烧穿器、出铁挡板等出炉工具等。 b)+7.0m电炉炉口操作平台 电炉控制室计算机室布置在此平台上，冷却水系统的分水器和回水槽布置在该平台上、炉口操作工具等。 C)+11.8变压器放置平台 电炉设有三台单相变压器，放置在此平台上成三角形布置，为方便变压器安
钴的冶炼回收工艺
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 钴的冶炼回收工艺 加工生产金属钴和高纯度氧化钴的技术要求高，冶炼流程复杂，加上能耗高和污染等问题，一般不适合民间冶炼。根据不同炼钴原料主要有如下几种冶炼回收工艺。1.钴土矿冶炼工艺建国初期，钴土矿主要作为制取氧化钴的原料。工艺流程大体上是将钴土矿用鼓风炉或电弧炉还原熔炼成钴铁，经退火或焙烧后，用酸浸得到含钴溶液，再经净化处理，沉淀出亚硝酸钴钾，然后焙解和粉碎制得工业氧化钴粉。潮州冶炼厂和赣州钴冶炼厂等厂家曾采用此工艺回收过钴。现在已没有厂家利用这种原料生产钴产品了。2.钴硫精矿的冶炼工艺国内将含钴的黄铁矿和磁黄铁矿精矿通称钴硫精矿，是国内主要炼钴原料之一。南京钢厂、葫芦岛锌厂、湖北光化磷肥厂和山东淄博钴厂四个厂家利用这种原料。其中葫芦岛锌厂的产品是二号电钴，采用硫酸化焙烧→浸出→脂肪酸脱铁铜→沉钴→还原铸阳极→阳极液净化→隔膜电解的方法，因生产成本高，现已停产。南京钢厂曾采用氧化焙烧——烧渣中温氯化焙烧工艺，湖北光化磷 肥厂采用氧化焙烧——烧渣硫酸化焙烧工艺。但由于钴硫精矿含钴太低，一般 都小于0.3％，加上回收钴的工艺流程复杂，普遍无利可图，所以，这些厂在生产一段时间后，又停止了生产。山东淄博钴厂利用钴硫精矿和含钴原料生产硫化钴、氧化钴、氯化钴、硫酸钴等产品。3.砷钴矿冶炼工艺赣州钴冶炼厂是国内唯一使用这种原料的厂家，原料从摩洛哥进口，该厂采用电炉熔炼→脱砷焙烧→二段浸出除铁砷→Na2S2O3脱铜→沉钴→还原铸阳极→净化→隔膜电解法生产氧化钴和电钴。4.冶炼副产品中提钴的冶炼工艺镍电解液净化产出的钴渣为主要原料。甘肃金川有色金属公司的生产流程为钴渣→浸出除铁→二次沉钴→还原铸阳极→阳极液净化→隔膜电解。该公司在许多生产、设计和科研单位的协助下在大量试验研究基础上确定了转炉渣提钴新工艺，该工艺采用电炉