本發(fā)明涉及金屬銅生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種基于吹煉和電解工藝的金屬銅生產(chǎn)系統(tǒng)及工藝。

背景技術(shù)：

1、有色金屬工業(yè)的能源、礦石資源消耗量大、資源密集的特點(diǎn)決定了有色金屬行業(yè)是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)最有條件、最具潛力的產(chǎn)業(yè)之一。循環(huán)經(jīng)濟(jì)是以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心，以“減量化、再利用、資源化”為原則，以“低消耗、低排放、高效率”為基本特征。從“資源?產(chǎn)品?廢棄物”轉(zhuǎn)向“資源?產(chǎn)品?再生資源”新型模式，是符合可持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟(jì)增長模式，也是對“大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)、大量廢棄”的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)增長模式的根本變革。

2、目前，含銅廢料采用“吹煉+電解”工藝，目前的吹煉爐多采用臥式圓筒狀罐體，含銅廢料送入圓筒狀罐體內(nèi)進(jìn)行吹煉，經(jīng)過造渣、出渣和出銅的工序生產(chǎn)粗銅，圓筒狀罐體繞固定位置的水平中心軸定心轉(zhuǎn)動(dòng)，臥式圓筒狀罐體由于柱狀結(jié)構(gòu)、水平中心轉(zhuǎn)軸固定，出渣、出銅過程中不能進(jìn)行臥式圓筒狀罐體的水平中心軸的俯仰角度調(diào)整，從而無法進(jìn)行出渣和出銅的速度、排出量的精確操作，生產(chǎn)的粗銅含雜量高，生產(chǎn)效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，本發(fā)明提供了一種基于吹煉和電解工藝的金屬銅生產(chǎn)系統(tǒng)及工藝，以實(shí)現(xiàn)出渣、出銅過程中爐體的中心軸俯仰角度的調(diào)節(jié)，從而進(jìn)行出渣和出銅的速度、排出量的精確操作，有效控制生產(chǎn)的粗銅含雜量，提高生產(chǎn)效率。

2、為了達(dá)到上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種基于吹煉和電解工藝的金屬銅生產(chǎn)系統(tǒng)，包括：

3、球形爐，球形爐繞其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在底座上，并且球形爐的中心軸的俯仰角度可調(diào)節(jié)設(shè)置，輸入口和輸出口相對布置在球形爐的中心軸兩端；

4、原料輸入單元，原料輸入單元設(shè)置在球形爐的輸入口外，用于向球形爐的輸入口輸送含銅原料、燃料及輔料；

5、粗銅輸出單元，粗銅輸出單元設(shè)置在球形爐的輸出口外，用于接收球形爐的輸出口向外排出的粗銅；

6、電解槽，電解槽與所述粗銅輸出單元連接，接收輸出的粗銅并進(jìn)行電解；

7、控制單元，控制單元與所述球形爐、原料輸入單元、粗銅輸出單元及電解槽電信號連接。

8、進(jìn)一步的，所述球形爐設(shè)置有相對布置、沿中心軸外伸的輸入頸體和輸出頸體，所述輸入口設(shè)置在輸入頸體的前端并與球形爐內(nèi)腔前部連通，所述輸出口設(shè)置在輸出頸體的前端并與球形爐內(nèi)腔后部連通。

9、進(jìn)一步的，所述底座與球形爐之間設(shè)置有環(huán)形支架，所述環(huán)形支架設(shè)置有縱向相對布置的輸入座體和輸出座體，所述球形爐的輸入頸體轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在輸入座體的中心孔內(nèi)，輸出頸體轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在輸出座體的中心孔內(nèi)，所述輸入頸體和/或輸出頸體外部圓周陣列有齒形結(jié)構(gòu)，所述輸入座體和/或輸出座體設(shè)置有第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的輸出端通過齒輪與所述齒形結(jié)構(gòu)嚙合，所述控制單元與第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電信號連接，以在熔煉及排出粗銅過程中驅(qū)動(dòng)所述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)球形爐繞其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

10、進(jìn)一步的，所述環(huán)形支架外部設(shè)置有橫向相對布置、沿軸向外伸的橫向轉(zhuǎn)軸，所述底座設(shè)置有橫向相對布置、向上伸出的支撐耳座，所述橫向轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在支撐耳座上，所述底座上設(shè)置有與橫向轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)連接的第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述控制單元與第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電信號連接，通過第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)環(huán)形支架繞橫向轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)球形爐的中心軸俯仰角度。

11、進(jìn)一步的，所述輸入座體外部通過頂部鉸接軸鉸接有輸入端蓋，第三旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與輸入端蓋驅(qū)動(dòng)連接，所述控制單元與第三旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電信號連接，用于控制輸入端蓋繞鉸接軸正向轉(zhuǎn)動(dòng)而扣合至輸入口或反向轉(zhuǎn)動(dòng)打開，在輸入端蓋扣合至輸入口時(shí)，輸入端蓋與輸入口滑動(dòng)密封配合；所述輸出座體外部通過頂部鉸接軸鉸接有輸出端蓋，第四旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與輸出端蓋驅(qū)動(dòng)連接，所述控制單元與第四旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電信號連接，用于控制輸出端蓋繞鉸接軸向轉(zhuǎn)動(dòng)而扣合至輸出口或反向轉(zhuǎn)動(dòng)打開，在輸出端蓋扣合至輸出口時(shí)，輸出端蓋與輸出口滑動(dòng)密封配合；

12、所述控制單元包括設(shè)置在底座的重量監(jiān)測器，所述重量監(jiān)測器實(shí)時(shí)監(jiān)測球形爐重量變化并輸送至控制單元，所述控制單元根據(jù)重量監(jiān)測值控制第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，在球形爐重量超出設(shè)定范圍時(shí)，驅(qū)動(dòng)環(huán)形支架繞橫向轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)而控制球形爐中心軸的輸出口俯向下調(diào)并控制輸出端蓋打開，排出粗銅而減輕球形爐重量。

13、進(jìn)一步的，所述金屬銅生產(chǎn)系統(tǒng)還包括空氣輸送單元，所述空氣輸送單元設(shè)置有空氣輸入泵和空氣輸出泵，所述空氣輸入泵與輸入端蓋和輸出端蓋的其中之一連接，空氣輸出泵與輸入端蓋和輸出端蓋的其中另一連接，所述控制單元與空氣輸入泵及空氣輸出泵電信號連接。

14、進(jìn)一步的，所述控制單元包括設(shè)置在輸入端蓋和/或輸出端蓋的溫度監(jiān)測器，所述溫度監(jiān)測器實(shí)時(shí)監(jiān)測球形爐內(nèi)溫度并輸送至控制單元，所述控制單元根據(jù)溫度監(jiān)測值控制空氣輸入泵排量，在溫度監(jiān)測值達(dá)到設(shè)置范圍上限時(shí)控制空氣輸入泵降低輸入球形爐的空氣量，在溫度監(jiān)測值達(dá)到設(shè)定范圍下限時(shí)控制空氣輸入泵而升高輸入球形爐的空氣。

15、進(jìn)一步的，所述控制單元包括設(shè)置在輸入端蓋和/或輸出端蓋的爐內(nèi)氣壓監(jiān)測器，所述爐內(nèi)氣壓監(jiān)測器實(shí)時(shí)監(jiān)測球形爐內(nèi)氣壓并輸送至控制單元，所述控制單元根據(jù)球形爐內(nèi)氣壓控制空氣輸出泵排量，在球形爐內(nèi)空氣壓力監(jiān)測值達(dá)到設(shè)定范圍上限時(shí)控制空氣輸出泵排量大于空氣輸入泵排量而降低球形爐內(nèi)氣壓，在球形爐內(nèi)空氣壓力監(jiān)測值達(dá)到設(shè)定范圍下限時(shí)控制空氣輸出泵排量小于空氣輸入泵排量而升高球形爐內(nèi)氣壓。

16、為了達(dá)到上述目的，第二方面，本發(fā)明提供了一種基于吹煉和電解工藝的金屬銅生產(chǎn)工藝，包括：

17、s100.原料輸入：第三旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)輸入端蓋打開，原料輸入單元通過輸入口向球形爐內(nèi)送入含銅原料、燃料及輔料，第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)球形爐轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行含銅原料、燃料及輔料的混合；

18、s200.熔煉：輸入端蓋和輸出端蓋處于扣合狀態(tài)，燃料燃燒進(jìn)行含銅原料的熔煉，第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)球形爐旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行熔煉過程中含銅原料、燃料及輔料的混合，空氣輸入泵和空氣輸出泵進(jìn)行爐內(nèi)空氣輸送，進(jìn)行造渣；

19、s300.出渣和出銅：第四旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)輸出端蓋打開，第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)球形爐的輸出口俯向下調(diào)，先后進(jìn)行出渣以及向粗銅輸出單元排出粗銅；

20、s400.粗銅電解：電解單元接收粗銅輸出單元排出的粗銅，電解生成電解銅。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具備以下有益效果：

22、第一方面，通過將吹煉爐設(shè)置為球形爐，輸入口和輸出口相對布置在球形爐的中心軸兩端，球形爐繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，球形爐俯仰角度可調(diào)節(jié)設(shè)置，出渣、出銅過程中能夠精確控制中心軸的俯仰角度，從而進(jìn)行出渣和出銅的速度、排出量的精確操作，使得生產(chǎn)的粗銅含雜量低，有效提高生產(chǎn)效率，降低電解槽電解的工作量；

23、第二方面，在底座與球形爐之間設(shè)置了環(huán)形支架，環(huán)形支架通過橫向轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在底座上，球形爐設(shè)置在環(huán)形支架的縱向相對布置的輸入座體和輸出座體上，在球形爐內(nèi)進(jìn)行含銅廢料的熔煉過程中，球形爐繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)、中心軸俯仰角度調(diào)節(jié)分開進(jìn)行，兩者不相互干涉，能夠動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)球形爐的中心軸線俯仰角度的同時(shí)，進(jìn)行球形爐繞中心轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，以進(jìn)行爐內(nèi)含銅物料在熔煉過程中的均勻混合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、高效率造渣，提高出渣率，有效降低粗銅的含雜量；

24、第三方面，在環(huán)形支架設(shè)置了縱向相對布置的輸入座體和輸出座體，球形爐的輸入頸體轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在輸入座體上，輸出頸體轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在輸出座體上，在輸入座體上設(shè)置可開合、與輸入口滑動(dòng)配合的輸入端蓋，在輸出座體上設(shè)置可開合、與輸出口滑動(dòng)配合的輸出端蓋，能夠?qū)崿F(xiàn)輸入口、輸出口的快速打開及閉合，實(shí)現(xiàn)含銅廢料輸入、出渣及出銅的高效作業(yè)，提高生產(chǎn)效率；

25、第四方面，通過在輸入端蓋和輸出端蓋上設(shè)置空氣輸送單元，并設(shè)置爐內(nèi)氣壓監(jiān)測器、溫度監(jiān)測器，能夠根據(jù)工藝要求實(shí)施監(jiān)測爐內(nèi)氣壓、溫度等值，并進(jìn)行爐內(nèi)氣壓、溫度等的精確控制，實(shí)現(xiàn)吹煉工藝的高質(zhì)量進(jìn)行。