废杂铜火法精粹有别于液态熔融粗铜的火法精粹，其精粹工艺和配备有很大差异。现在国内大多数废杂铜精粹厂都是选用固定式反射炉精粹，存在氧和复原剂使用率低、自动化程度不高、工人劳动强度大、操作环境恶劣、环境污染严峻等许多问题。国外大都选用倾动炉技能处理废杂铜，具有环保、安全、自动化程度高级长处，可是倾动炉没有熔体微搅动设备，传热传质才能较差，结构杂乱。针对现有废杂铜处理技能的缺乏，我国瑞林工程技能有限公司研发了“NGL”炉废杂铜火法精粹工艺和配备，现已在国内几个大型废杂铜处理工厂运用。
一、废杂铜火法精粹的特色
因为废杂铜来历广，成分杂乱，形状各异，所以其火法精粹工艺和配备有如下特色：
（一）加料、熔化时刻长
参加炉内的废杂铜均为固体冷料，有块状、粉屑状和丝状料打成的包块，加料速度慢，熔化时刻长。在废杂铜火法精粹中，加料和熔化时刻占作业周期的一半以上，耗费的燃料占总量的80%以上，所以废杂铜火法精粹时加料速度和熔化速率对出产功率和能耗影响很大。
（二）成分杂乱，精粹难度大
废杂铜中除了含有Pb、Zn、As、Sb、Bi、Ni、Fe等金属元素，还常常含有卤族元素如F、Cl、Br和有机物等。进入火法精粹工序的废杂铜一般杂质含量在4%～20%，而液态熔融粗铜含杂质一般在0.5%～2%，所以废杂铜的精粹需求依据不同的除杂要求重复氧化和造渣，有时还要造碱性渣等，所以精粹难度高，时刻长。
（三）渣量大，排渣次数多
废杂铜精粹造渣率一般在5%～10%，入炉物料档次低时造渣率更高。炉渣含铜高达20%～35%，渣量大、黏度大，所以废杂铜精粹炉在结构上要考虑便利出渣作业。
（四）挥发物多，烟气处理体系要求高
废杂铜精粹进程中有很多可挥发物进入烟气，如Pb、Zn和未燃尽的有机物等，有时烟气含尘高达100g/m3，出产中操控不妥会严峻粘结炉子出口、烟道和余热收回体系，给烟气处理带来很大的费事。
二、NGL炉工艺及设备介绍
NGL炉是结合倾动炉和回转式阳极炉的长处而开发的。旁边面有大的加料门和渣门，另一侧有氧化复原口和透气砖，炉体可在必定视点内滚动。现在规划的NGL炉才能为100～270t，图1为250t才能的NGL炉主、俯视图及操作炉位图。
图1 NGL炉示意图
NGL炉工艺处理废杂铜进程为：用加料设备将废杂铜从旁边面的炉门装入到炉内，选用燃料焚烧加热熔化物料，既可运用气体燃料，也可运用粉煤等固体燃料，可选用普通空气助燃，也可选用富氧或纯氧助燃。当物料熔化了五分之一左右，开端从炉底的的透气砖招供氮气，物料熔化后将炉体倾转必定视点，使氧化复原口埋入铜液，将氧化风送入铜液中进行氧化作业，出渣时将炉体转到出渣位倒渣。将炉体转回到氧化作业方位，选用天然气或液化作为复原剂，经氧化复原口送入炉内铜液中进行复原作业，复原完成后将炉体倾转进行浇铸。除装料外，一向继续安稳的经透气砖向炉内鼓入氮气对熔体进行微拌和。
为进一步了解NGL炉的熔化速率和寻求氧化风口的最佳方位，对NGL炉的精粹进程进行了计算机仿真，参阅仿真成果对炉体结构、焚烧器的设置、氧化风口和透气砖的方位进行了调整。
三、NGL炉工艺的长处
（一）加料、扒渣便利。可在炉体旁边面接近渠道处设置加料门和渣门，炉料可用加料车便利快速的参加。炉渣门接近渣线设置，既可倒渣，也可便利的扒渣；
（二）热功率高。炉体紧凑、密闭，氧化、复原管道固定在炉体上，作业时不需求翻开炉门操作，热量外泄少，漏入的冷空气少。在炉体上安置了多块透气砖，通入氮气拌和，加快了传热传质，缩短操作时刻，节约燃料耗费；
（三）安全性高。因为炉体能够滚动且氧化复原管道固定在炉体上，防止了人工持管操作可能发作的安全事端，减小了工人的劳动强度；遇到毛病时炉子可敏捷转到安全方位，防止“跑铜”事端的发作，操作安全；
（四）环保条件好。炉体密闭性能好，氧化、复原时不需求翻开炉门操作，削减了烟气外逸；凭借炉体滚动能够操控氧化复原管的埋入深度，加上透气砖的氮气拌和效果可进步复原剂的使用率，削减黑烟生成；在炉后设置有完善的烟气处理体系，烟气经过烟罩导入双体结构的二次焚烧室，烧尽可燃物后进余热锅炉收回余热，再进入布袋收尘合格后排放；
（五）自动化程度高。整个体系选用了DCS操控，工艺参数均经过外表自动检测和调理，对一些需求准确操控和与安全有关的作业完成了电气连锁。
四、NGL、炉工艺的首要技能经济指标
炉料均匀含铜90%；NGL炉才能250t（投料量270t／炉）；NGL炉作业周期24h(其间：加料及熔化14h、氧化4h、复原2h、浇铸4h)；精粹渣率5%;精粹渣含铜35%；炉子最大出口烟气量（熔化期）：空气助燃时25000m3／h，纯氧助燃时5000m3／h；每吨阳极天然气单耗：空气助燃时110m3，纯氧助燃时60m3；每吨阳极复原剂（天然气）单耗8m3；浇铸机才能80t/h；每吨阳极（杂铜－阳极铜）归纳能耗50kgce(空气助燃且收回余热蒸汽时)；每吨阳极国家能耗先进值290kgce。
能够看出，假如选用纯氧助燃时，烟气量仅为空气助燃时的20%，烟气带走的热量少，燃料耗费低，烟气处理体系可大为缩小，削减出资和运转费用，现在国内几个工厂的NGL炉均选用纯氧助燃的焚烧器。
五、NGL炉工艺的拓宽
对NGL炉工艺进行技能拓宽是为了使其具有更强的功用和更广泛的用处。
（一）选用富氧空气精粹
为了使进入NGL炉处理的废杂铜档次进一步下降，进步经济效益，正在研讨选用从氧化复原口鼓入富氧空气精粹废杂铜，以进步NGL炉的氧化强度和功率。因为NGL炉上有多组氧化复原管和多块透气砖，改进了氧化复原反应时动力学和热力学条件，与转炉比较，透气砖使氧气在熔体中的分散更均匀，并且熔体的搅动不剧烈，对风口区耐火材料影响小，相同氧量的使用率比转炉高。
（二）使用NGL炉直接出产世界电工标准的铜杆
国外已有使用档次94%以上的废杂铜精粹直接出产标准为EN1977(1998) CW005A的火法精粹铜杆，长处是省去电解精粹进程，大幅度节约了能耗和出产成本，国内已有厂商从国外引进了该技能和设备。在进步NGL炉的氧化强度和功率后，再进一步研讨精粹进程怎么挑选合理的氧化剂、造渣剂、渣型等使精粹进程仅脱除有害杂质，保存有用金属成分，一起开发精粹与加工设备之间准确联动的自动化操控体系，终究完成将90%的废杂铜精粹后直接进入连铸连轧设备出产到达世界电工标准的铜杆，获取更大的经济效益。
六、定论
NGL炉工艺与设备是国内自主立异的技能。具有结构简略、功率高、能耗低、自动化程度高、环保好、出资低一级长处，已在国内几个大型废杂铜再生工厂得到运用。
一、废杂铜火法精粹的特色
因为废杂铜来历广，成分杂乱，形状各异，所以其火法精粹工艺和配备有如下特色：
（一）加料、熔化时刻长
参加炉内的废杂铜均为固体冷料，有块状、粉屑状和丝状料打成的包块，加料速度慢，熔化时刻长。在废杂铜火法精粹中，加料和熔化时刻占作业周期的一半以上，耗费的燃料占总量的80%以上，所以废杂铜火法精粹时加料速度和熔化速率对出产功率和能耗影响很大。
（二）成分杂乱，精粹难度大
废杂铜中除了含有Pb、Zn、As、Sb、Bi、Ni、Fe等金属元素，还常常含有卤族元素如F、Cl、Br和有机物等。进入火法精粹工序的废杂铜一般杂质含量在4%～20%，而液态熔融粗铜含杂质一般在0.5%～2%，所以废杂铜的精粹需求依据不同的除杂要求重复氧化和造渣，有时还要造碱性渣等，所以精粹难度高，时刻长。
（三）渣量大，排渣次数多
废杂铜精粹造渣率一般在5%～10%，入炉物料档次低时造渣率更高。炉渣含铜高达20%～35%，渣量大、黏度大，所以废杂铜精粹炉在结构上要考虑便利出渣作业。
（四）挥发物多，烟气处理体系要求高
废杂铜精粹进程中有很多可挥发物进入烟气，如Pb、Zn和未燃尽的有机物等，有时烟气含尘高达100g/m3，出产中操控不妥会严峻粘结炉子出口、烟道和余热收回体系，给烟气处理带来很大的费事。
二、NGL炉工艺及设备介绍
NGL炉是结合倾动炉和回转式阳极炉的长处而开发的。旁边面有大的加料门和渣门，另一侧有氧化复原口和透气砖，炉体可在必定视点内滚动。现在规划的NGL炉才能为100～270t，图1为250t才能的NGL炉主、俯视图及操作炉位图。
图1 NGL炉示意图
NGL炉工艺处理废杂铜进程为：用加料设备将废杂铜从旁边面的炉门装入到炉内，选用燃料焚烧加热熔化物料，既可运用气体燃料，也可运用粉煤等固体燃料，可选用普通空气助燃，也可选用富氧或纯氧助燃。当物料熔化了五分之一左右，开端从炉底的的透气砖招供氮气，物料熔化后将炉体倾转必定视点，使氧化复原口埋入铜液，将氧化风送入铜液中进行氧化作业，出渣时将炉体转到出渣位倒渣。将炉体转回到氧化作业方位，选用天然气或液化作为复原剂，经氧化复原口送入炉内铜液中进行复原作业，复原完成后将炉体倾转进行浇铸。除装料外，一向继续安稳的经透气砖向炉内鼓入氮气对熔体进行微拌和。
为进一步了解NGL炉的熔化速率和寻求氧化风口的最佳方位，对NGL炉的精粹进程进行了计算机仿真，参阅仿真成果对炉体结构、焚烧器的设置、氧化风口和透气砖的方位进行了调整。
三、NGL炉工艺的长处
（一）加料、扒渣便利。可在炉体旁边面接近渠道处设置加料门和渣门，炉料可用加料车便利快速的参加。炉渣门接近渣线设置，既可倒渣，也可便利的扒渣；
（二）热功率高。炉体紧凑、密闭，氧化、复原管道固定在炉体上，作业时不需求翻开炉门操作，热量外泄少，漏入的冷空气少。在炉体上安置了多块透气砖，通入氮气拌和，加快了传热传质，缩短操作时刻，节约燃料耗费；
（三）安全性高。因为炉体能够滚动且氧化复原管道固定在炉体上，防止了人工持管操作可能发作的安全事端，减小了工人的劳动强度；遇到毛病时炉子可敏捷转到安全方位，防止“跑铜”事端的发作，操作安全；
（四）环保条件好。炉体密闭性能好，氧化、复原时不需求翻开炉门操作，削减了烟气外逸；凭借炉体滚动能够操控氧化复原管的埋入深度，加上透气砖的氮气拌和效果可进步复原剂的使用率，削减黑烟生成；在炉后设置有完善的烟气处理体系，烟气经过烟罩导入双体结构的二次焚烧室，烧尽可燃物后进余热锅炉收回余热，再进入布袋收尘合格后排放；
（五）自动化程度高。整个体系选用了DCS操控，工艺参数均经过外表自动检测和调理，对一些需求准确操控和与安全有关的作业完成了电气连锁。
四、NGL、炉工艺的首要技能经济指标
炉料均匀含铜90%；NGL炉才能250t（投料量270t／炉）；NGL炉作业周期24h(其间：加料及熔化14h、氧化4h、复原2h、浇铸4h)；精粹渣率5%;精粹渣含铜35%；炉子最大出口烟气量（熔化期）：空气助燃时25000m3／h，纯氧助燃时5000m3／h；每吨阳极天然气单耗：空气助燃时110m3，纯氧助燃时60m3；每吨阳极复原剂（天然气）单耗8m3；浇铸机才能80t/h；每吨阳极（杂铜－阳极铜）归纳能耗50kgce(空气助燃且收回余热蒸汽时)；每吨阳极国家能耗先进值290kgce。
能够看出，假如选用纯氧助燃时，烟气量仅为空气助燃时的20%，烟气带走的热量少，燃料耗费低，烟气处理体系可大为缩小，削减出资和运转费用，现在国内几个工厂的NGL炉均选用纯氧助燃的焚烧器。
五、NGL炉工艺的拓宽
对NGL炉工艺进行技能拓宽是为了使其具有更强的功用和更广泛的用处。
（一）选用富氧空气精粹
为了使进入NGL炉处理的废杂铜档次进一步下降，进步经济效益，正在研讨选用从氧化复原口鼓入富氧空气精粹废杂铜，以进步NGL炉的氧化强度和功率。因为NGL炉上有多组氧化复原管和多块透气砖，改进了氧化复原反应时动力学和热力学条件，与转炉比较，透气砖使氧气在熔体中的分散更均匀，并且熔体的搅动不剧烈，对风口区耐火材料影响小，相同氧量的使用率比转炉高。
（二）使用NGL炉直接出产世界电工标准的铜杆
国外已有使用档次94%以上的废杂铜精粹直接出产标准为EN1977(1998) CW005A的火法精粹铜杆，长处是省去电解精粹进程，大幅度节约了能耗和出产成本，国内已有厂商从国外引进了该技能和设备。在进步NGL炉的氧化强度和功率后，再进一步研讨精粹进程怎么挑选合理的氧化剂、造渣剂、渣型等使精粹进程仅脱除有害杂质，保存有用金属成分，一起开发精粹与加工设备之间准确联动的自动化操控体系，终究完成将90%的废杂铜精粹后直接进入连铸连轧设备出产到达世界电工标准的铜杆，获取更大的经济效益。
六、定论
NGL炉工艺与设备是国内自主立异的技能。具有结构简略、功率高、能耗低、自动化程度高、环保好、出资低一级长处，已在国内几个大型废杂铜再生工厂得到运用。
