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文件名称:铜冶金生产技术 9铜锍的吹炼.ppt
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更新时间:2025-03-23
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文档摘要

闪速吹炼可以有两种不同方式熔炼粗铜:两层操作和三层操作,如图8.7所示。两层操作意谓着沉淀池中没有白铜锍相。可以改变氧势或氧化程度,使粗铜含硫大约为0~1%。炉渣含铜也随氧势而变化,当粗铜含硫为0.85~1%时,对于硅酸铁炉渣,渣含铜大约为15%,而且含硫越低,渣含铜越高。三层操作时沉淀池中的铜与渣之间是白铜锍相。白铜锍相并不一定要是一个连续层,而只要有一个白铜锍相就足够了,可以通过渣成分(渣含铜)的稳定与否来判断。白铜锍相可以稳定粗铜含硫和炉渣含铜,使铜最大限度地进入粗铜。?图8.7两层、三层操作示意图

2、反应塔中铜锍氧化反应的特点1)磨细的铜锍受热后发生着火反应,但由于不会析出单体硫,因而其着火温度比黄铜矿高。2)铜锍粒子着火后,由于氧浓度高,而且反应粒子完全熔化,因而氧化非常激烈。3)闪速吹炼中气相氧浓高有利于铜锍粒子的分裂。4)悬浮体中颗粒之间会发生碰撞使小粒子变成大粒子。5)熔剂粒子不会燃烧,因而不会有硫化物粒子一样的高温。因此熔剂的熔化及与FeO的造渣反应要到沉淀池的渣面上才发生。但由于燃烧的硫化物粒子中有脉石成分,而且由于粒子间的碰撞,在反应塔的下落中也发生了一些预造渣反应。3、闪速吹炼的热平衡

闪速吹炼工艺将液态铜锍水碎,尽管损失了铜锍的显热,但处理固态铜锍却使得应用氧气(或高浓度富氧空气)吹炼成为可能。P·S转炉吹炼中液态铜锍所带入的显热几乎全部消耗于加热氮气,而且由于大量氮气的存在,烟气量大大增加,对排烟系统和酸厂的影响很大。而在闪速吹炼中,高品位铜锍吹炼的反应热全部用于加热必要的冶炼产物,并补偿炉子的热损失。

4、杂质元素的行为1)铜锍品位对杂质元素行为的影响:铜锍品位对闪速吹炼中除杂质能力的影响,随着铜锍品位的提高,As、Sb、Bi、Pb向气相的挥发减少,而入渣的量更少。2)工艺空气氧浓的影响:As、Pb的挥发随氧浓的提高而提高,Bi、Sb则相反。3)沉淀池温度的影响:降低温度更有利于杂质进入炉渣。4)渣型对杂质元素行为的影响:?铁酸钙渣除As、Sb比硅酸铁渣更有效,而硅酸铁渣除Pb的能力强得多,两种渣除Bi的能力相当。5)工艺流程对除杂的影响闪速吹炼对杂质的排除能力与转炉吹炼差不多,有些情况下甚至更好。特别是当控制粗铜含硫量较低时,或使用铁酸盐渣型,则杂质的脱除更为彻底。5、闪速吹炼渣型的选择闪速吹炼中,由于原料是铜锍,不含脉石矿物,因而其成分对FeO熔剂的选择没有限制。闪速吹炼可以选择硅酸盐渣系,也可以选择铁酸盐钙质炉渣。1)渣含铜闪速吹炼中粗铜含S越低,氧化气氛越强,渣含铜越高。在粗铜含硫相同时,铁酸钙炉渣含铜比硅酸铁炉渣含铜低;粗铜含硫越低,渣含铜越高。渣型对渣含铜及铜的直收率的影响可见,使用铁酸钙渣型,铜的直收率更高。铜锍品位对铜入粗铜的直收率、闪速吹炼的渣量和粗铜量的影响。当锍品位≥70%时,尽管渣含铜很高(15~20%Cu),粗铜中铜的直收率仍然很高(94~97%),这是因为高品位铜锍闪速吹炼的渣量很小。2)Fe3O4在炉渣中的溶解度1300℃下铁酸钙渣比硅酸铁渣溶解Fe3O4的能力大得多。闪速吹炼渣中(铁酸钙渣或硅酸铁渣)有相当数量的Cu2O存在,实际上充当了Fe3O4的熔剂,阻止Fe3O4从炉渣中析出。对于硅酸铁渣,只要维持足够高的温度(1300℃),将SiO2调到合适的水平上,就不会有Fe3O4的析出;而对于铁酸钙渣,只要CaO含量合适,即使在极度氧化熔炼条件下也不会有Fe3O4的析出。3)SiO2在铁酸钙渣中的溶解度铁酸钙渣溶解SiO2的能力很低。熔融FeO-Fe2O3-CaO渣(1300℃,20%CaO)仅能溶解5%的SiO2,超过此值就有Ca2SiO4析出(熔点2130℃),使炉渣粘度大大提高。闪速吹炼中磨细的铜锍炉料不含SiO2,所以用石灰石作熔剂不会有Ca2SiO4的析出。但熔炼排放的铜锍不得夹渣,否则将严重影响闪速吹炼作业。4)闪速吹炼炉渣成分的选择对于铜锍品位大于70%的闪速吹炼,采用硅酸盐炉渣和铁酸盐炉渣,铜的直收率,渣量接近。铁酸钙闪速吹炼渣返回熔炼炉(闪速炉)处理回收铜,不会影响熔炼渣的性质。世界第一台闪速吹炼炉(犹他冶炼厂)采用铁酸盐渣型。在原料杂质含量低的情况下,采用硅酸盐渣型,也是可行的。6、熔炼铜锍品位的选择从低品位的反射炉铜锍或电炉铜锍到含铜80%的白铜锍,闪速吹炼都可以处理,产出粗铜。但是,为了减少渣量,以高品位铜锍为好。所选择的铜锍品位,要使得闪速吹炼能够在自热状态下运行(应用工业氧或高浓度富氧),同时保证粗铜的杂质含量达到要求(品位升高,As、Sb、Bi、Pb进入烟气和炉渣的比例大大下降)。?随着铜锍品位的提高,吹炼渣量减