3、冰铜闪速熔炼
3.1铜熔炼方法介绍
3.2悬浮熔炼
悬浮状态熔炼是将几乎彻底干燥的精矿与空气或富氧空气一起喷入炉子空间，使硫化物在漂浮状态下进行氧化反应，可充分利用粉状物料的巨大表面积，加速完成初步造锍和造渣过程。此法熔炼强度大，设备能力大，节能，产出的烟气SO2浓度高。工业上已经应用的有闪速熔炼法、基夫赛特法等。
3.3闪速熔炼
3.3.1概述
A过程介绍
闪速熔炼是现代火法炼铜的主要方法。它克服了传统方法未能充分利用粉状精矿的巨大表面积、将焙烧和熔炼分阶段进行的缺点，从而大大减少了能源消耗，提高了硫利用率，改善了环境。富氧和新型精矿喷嘴的采用，使闪速熔炼又有了新的发展。
闪速熔炼是将经过深度脱水(含水率小于0.3％)的粉状精矿，在喷嘴中与空气或氧气混合后，以高速度(60～70m／s)从反应塔顶部喷入高温(1450～1550℃)的反应塔内。此时，精矿颗粒被气体包围，处于悬浮状态，在2～3s内就基本上完成了硫化物的分解、氧化和熔化等过程。熔融硫化物和氧化物的混合熔体降入反应塔底部的沉淀池中汇集起来，进而完成铜锍与炉渣最终形成过程，并进行沉清分离。炉渣在单独贫化炉或闪速炉贫化区内经处理后再弃去。闪速熔炼工艺流程如图3－1所示。
图3－1闪速熔炼工艺流程设备图
B特点
闪速熔炼有以下的特点：焙烧与熔炼结合成一个过程；炉料与气体密切接触，在悬浮状态下与气相进行传热和传质；FeS与Fe3O4、FeS与Cu2O以及其他硫化物与氧化物的交互反应，主要在沉淀池中以液一液接触的方式进行。
C两种炉型
闪速熔炼有两种基本形式：一是精矿从炉子端墙上的喷嘴水平喷入炉内的印柯闪速炉，二是精矿从反应塔顶垂直喷入炉内的奥托昆普闪速炉。
3.3.2
A闪速熔炼的主要化学反应
投入反应塔的炉料，在高温作用下主要发生下列化学反应：
FeS2=FeS+1/2S2
FeS+3/2O2=FeO+SO2△H0298=-481505kJ／mol
CuFeS2+5/4O2=1/2(Cu2S·FeS)+1/2FeO+SO2△H0298=-326586kJ／mol
2FeO+SiO2=2FeO·SiO2△H0298=-4187kJ／mol
上述反应在500～850℃之间进行，反应放出的热为炉料熔化和熔体过热提供了大部分热量；当采用工业氧(大于95％O2)时，可达到完全自热。反应生成的铜锍和炉渣熔体降落到沉淀池内，在沉淀池中进行的反应主要有：
2FeO+SiO2=2FeO·SiO2
3FeO+1/2O2=Fe3O4
Cu2O+FeS=Cu2S+FeO
从而完成了造铜锍与造渣的过程，并按密度不同沉清分离。
B杂质元素的行为与分布
闪速熔炼时，精矿中的Pb、Zn、As、Sb和Bi等杂质元素的行为与分布是一个值得重视的问题。这些元素多数是严重污染的物质，它们对余热锅炉清灰、收尘及锍中杂质含量都有影响，而且从资源综合利用的角度来看，也需要尽可能地将其回收。
杂质元素在闪速熔炼过程中的行为也是相当复杂的。它们的分布与元素本身的性质以及元素之间的相互作用、氧势、温度和锍成分等熔炼条件有关，也与精矿中元素含量有关。
富氧会减少烟气量，从而使进入气相的As、Sb量减少，这已经被研究者们证实。一般认为，Zn在反应塔中由ZnS氧化成ZnO，ZnO很容易与SiO2结合造渣。在冶炼高品位锍时，ZnS的氧化增加，从而大部分Zn进入炉渣中。ZnS在反应塔中的直接挥发是很强烈的，挥发出的ZnS在烟气中被氧化成ZnO。Zn进入气相与渣相中的比例取决于这两条途径的条件。反应塔内氧势低时，Zn被氧化后入渣的量就要少些，而直接挥发入气相的量就多些。
C闪速熔炼中的Fe3O4问题
与其他强氧化熔炼一样，Fe3O4问题仍然是闪速熔炼工艺中一个很重要的问题。它的负面影响涉及造渣反应、熔池有效容积和渣中铜含量等许多方面；其积极影响为在炉壁耐火材料表面形成挂渣，从而保护耐火材料免受侵蚀。
a反应塔中Fe3O4的产生
闪速炉熔炼时，Fe3O4的来源途径有两个：一是由精矿与氧气的一系列反应产生；二是由回炉物料(如转炉渣浮选渣精矿)和烟灰直接带入，或经过某些反应所产生。
进入反应塔精矿中的易燃黄铁矿(FeS2)与氧迅速进行氧化反应，生成Fe3O4，即：
3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2
对黄铜矿来说，除部分发生离解外，还有部分CuFeS2和FeS会发生如下反应：
2CuFeS2+5/2O2=Cu2S·FeS+2SO2+FeO
3FeO+1/2O2=Fe3O4
直接由精矿颗粒氧化得到的Fe3O4中的一部分，在下落过程中与另一部分未熔化及氧化程度低的固态