有色金属冶金5铜锍的吹炼
有色冶金概论-复习题
有色金属冶金概论复习题
1.简述冶金学科(冶金方法)的分类;
答:1)提取冶金学:从矿石中提取金属(包括金属化合物)的生产过程称为提取冶金学。由于这些生产过程伴有化学反应,故又称为化学冶金学。它研究火法冶炼、湿法提取或电化学沉积等各种过程及方法的原理、流程、工艺及设备,故又称为过程冶金学,中国习惯简称冶金学。即狭义的冶金学指的是提取冶金学。提取冶金方法:火法冶金;湿法冶金;电冶金;粉末冶金。
2)物理冶金学:物理冶金学是通过成型加工的研究,制备有一定性能的金属或合金材料的学科,又称金属学。
2. 几种典型提炼冶金方法的一般流程及特点;
答:1)火法冶金:利用高温从矿石中提取金属或其化合物的冶金过程。此过程没有水溶液参加,故又称为干法冶金。火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤。2)湿法冶金湿法冶金是利用溶剂,借助于氧化、还原、中和、水解、络合等化学作用,对原料中金属进行提取和分离,得到金属或其化合物的过程,称为湿法冶金。由于大部分溶剂是水溶液,因而也叫水法冶金。水法冶金的优点是环境污染少,并且能提炼低品位的矿石,但成本较高。主要用于生产锌、氧化铝、氧化铀及一些稀有金属。湿法冶金在机理上属物理化学的内容,其生产步骤主要包括:浸取、分离、富集和提取。3)电冶金:利用电能从矿石或其他原料中提取、回收和精炼金属的冶金过程。电冶金成为大规模工业生产的先决条件是廉价电能的大量供应。电冶金包括电炉冶炼、熔盐电解和水溶液电解等。
4)粉末冶金:由以下几个主要工艺步骤组成:配料、压制成型、坯块烧结和后处理。
(完整版)有色冶金概论复习题
1简述冶金学科(冶金方法)的分类;
冶金学分类: 提取冶金学和物理冶金学
2几种典型提炼冶金方法的一般流程及特点;
火法冶金: 火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤。
湿法冶金: 其生产步骤主要包括:浸取、分离、富集和提取。
水法冶金的优点是环境污染少,并且能提炼低品位的矿石,但成本较高。主要用于生产锌、氧化铝、氧化铀及一些稀有金属。
电冶金:利用电能从矿石或其他原料中提取、回收和精炼金属的冶金过程。
粉末冶金:粉末冶金由以下几个主要工艺步骤组成:配料、压制成型、坯块烧结和后处理。对于大型的制品,为了获得均匀的密度,还需要采取等静压(各方向同时受液压)的方法成型。
粉末冶金在技术上和经济上有以下特点:
(1)可生产普通熔炼方法无法生产的特殊性能材料,如多孔材料、复合材料等;可避免成分偏析、保证合金具有均匀的组织和稳定的性能;
(2)可生产高熔点金属(如钨和钼)和不互熔的合金(如钨-银合金);
(3)可大量减少产品的后续机加工量,节约金属材料,提高劳动生产率。这一点对贵重金属尤其重要;
(4)粉末冶金零件的缺点是塑性和韧性较差。
3. 简述有色金属提取的特点;
有色金属提取工艺的特点:1)有色金属矿物的品位低,成分复杂。2)提取方法多,分火法和湿法。
4. 简述有色金属火法、湿法提取工艺的分类。
火法:
(1)焙烧(氧化焙烧、还原焙烧、硫酸化焙烧、氯化焙烧、煅烧、烧结焙烧);
(2)熔炼(造锍熔炼、还原熔炼、氧化熔炼、熔盐电解、反应熔炼,吹炼);
(3)精炼(氧化精炼、氯化精炼、硫化精炼、电解精炼)。
湿法:
铜锍吹炼工艺流程
铜锍吹炼工艺流程
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有色金属冶金技术作业答题
有色金属冶金技术作业答题汇总
第一篇轻金属冶金学
第一章氧化铝生产
【习题及思考题】
1、常见的氧化铝及其水合物有哪些?比较它们的化学活性。
铝土矿按其含有的氧化铝水合物的类型可分为:三水铝石型铝土矿;一水软铝石型铝土矿;一水硬铝石型铝土矿;混合型铝土矿。我国铝土矿资源丰富,储量大;高铝、高硅、低铁;铝硅比较低,中低品位铝土矿居多;多数铝土矿是一水硬铝石型铝土矿。
2、试比较国内外铝土矿的特点。
中国铝土矿的特点
我国铝土矿的特点高硅、高铝和低铁,为一水硬铝石型,矿石中铝硅比在4~7之间
[m(Al2O3)/ m(SiO2)]。福建、河南和广西有少量的三水铝石型铝土矿。
3、砂状氧化铝和面状氧化铝各有什么特点?为什么砂状氧化铝的生产已发展成为主流?
4、指出衡量铝土矿的质量的指标
铝土矿质量评价标准:A、矿石类型
B、矿石中可溶性氧化铝含量
可溶性氧化铝含量是由氧化铝总量减去由氧化硅生成羟基方钠石化合物所损失的氧化铝
量。铝土矿的可溶性碱液溶出次序:三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型。
5、目前生产氧化铝的最主要的原料有哪些
生产氧化铝的原料有铝矿土,明矾石矿和霞石矿。
6、铝酸钠溶液的稳定性对生产过程有什么影响?
7、指出拜耳法的原理及实质?拜耳法原理:用苛性钠溶液(其质量浓度为130~350gNa2O/L)在加热的条件下将铝土矿中的各种氧化铝水合物溶解出来,生成铝酸钠溶液,此种溶液经稀释后在冷却的条件下分解出纯的氢氧化铝,同时重新生成苛性钠溶液,供循环使用。流程见下页
拜耳法流程包括三个主要步骤:铝土矿溶出;铝酸钠溶液分解;氢氧化铝煅烧
金属冶炼中的有色金属冶炼技术
推广环保技术和设备,如烟气脱硫脱硝、废水处理和循环利用、废 渣资源化利用等,以降低污染物的产生和排放。
环境监测
建立环境监测体系,对有色金属冶炼企业的污染物排放进行实时监 测和监管,确保达标排放。
绿色冶金的未来发展
清洁能源利用
01
推广使用清洁能源,如天然气、电力等,替代煤炭等传统能源
,减少污染物的产生。
铜的冶炼技术
总结词
铜的冶炼技术主要包括火法和湿法。火法冶炼是通过高温还 原铜矿石中的铜,产出的铜锍经过吹炼后得到粗铜。湿法冶 炼则是通过酸或氨溶液溶解铜矿石,然后通过置换或电解得 到纯铜。
详细描述
火法冶炼具有较高的生产效率和较低的成本,但会产生大量 的废气和废渣。湿法冶炼虽然成本较高,但可以处理低品位 矿石,且对环境影响较小。目前,火法仍然是主要的铜冶炼 技术,但湿法冶炼的应用也在逐渐增加。
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分类
根据金属元素的性质和冶炼工艺 的不同,有色金属冶炼可分为火 法冶炼和湿法冶炼两类。
有色金属的应用领域
建筑业
铝、铜等有色金属在建筑领域中广泛应用于门窗、管道、 电线电缆等。
制造业
有色金属在制造业中广泛应用于汽车、航空航天、电子电 器等领域,如锌、镁等轻质金属用于汽车制造,铜、铝等 导电性好的金属用于电子电器行业。
金属冶炼中的有色 金属冶炼技术
冰铜(铜锍)PS转炉熔炼法的工艺过程以及其他吹炼工艺
3、简述冰铜(铜锍)PS转炉熔炼法的工艺过程,并举出两种现今工业上采用的其他吹炼工艺,进行简单介绍。(附参考文献)
3.1冰铜吹炼实质
冰铜是Cu-Fe-S体系,主要成分是Cu2S和FeS,此外,还有少量的PbS、ZnS、Ni3S2、Fe3O4等。
吹炼的目的:通过氧化除去冰铜中的Fe和S以及部分其他有害杂质,从而将冰铜转变成粗铜。
吹炼是周期性作业:造渣期——FeS强烈氧化生成FeO,并放出SO2气体,冰铜(Cu2S和FeS等)变成白冰铜(Cu2S);造铜期——Cu2S氧化成CuO,并与为氧化的Cu2S反应生成金属Cu和SO2。
1.造渣反应
这个阶段将冰铜(Cu2S和FeS等)变成白冰铜(Cu2S)。
首先将FeS氧化造渣并放出大量热
2FeS+3O2→2FeO+2SO2
2FeO+SiO2→2FeO·SiO2
FeO还会被氧化成Fe3O4进而造渣:
6FeO+O2→2Fe3O4
3Fe3O4+FeS+5SiO2→5(2FeO·SiO2)+SO2
2.造铜反应
造渣反应阶段除渣后,得到白冰铜,进一步吹炼得到粗铜:
2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2
Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2
经冰铜转炉吹炼得到的粗铜还含有其它的少量杂质元素,如Fe、Pb、Zn、Ni、As、Sb、S、Au、Ag等,因此,需进一步进行火法精炼,制成阳极铜以便电解。
3.2转炉吹炼
在转炉铜锍吹炼过程中,当熔体中FeS氧化造渣被除去后,炉内仅剩Cu2S(即白冰铜),Cu2S继续吹炼氧化生成Cu2O,Cu2O再与未被氧化的Cu2S发生交互反应获得金属铜。
铜顶吹吹炼工艺简介
世上无难事,只要肯攀登
铜顶吹吹炼工艺简介
中条山有色金属集团有限公司侯马冶炼厂采用澳斯麦特公司浸没式喷枪
顶吹技术吹炼铜锍,生产粗铜。该工艺最初设计时选择传统的铁橄榄石炉渣
Fe/Si02 控制在1.4~1.6。吹炼过程过高的氧势导致炉渣Fe304 含量升高,炉渣黏度增加,容易产生泡沫化风险,造成安全隐患,钙铁橄榄石炉渣的应用试验旨在解决这些问题。
一、铜顶吹吹炼工艺简介
铜锍顶吹吹炼炉为一个立式圆柱型冶金炉,熔炼系统的热铜锍通过溜槽和堰体进入顶吹吹炼炉,冷铜梳和熔剂通过皮带系统从炉顶孔口加入炉内,高温熔池内的铜锍与浸没式喷枪提供的氧反应造渣脱硫,最后生产出含铜99%以上、含硫0.2%的合格粗铜。顶吹炉可以单炉作业,也可以连续吹炼,炉渣通过溜槽进入水淬系统,作为返料返回熔炼系统,粗铜通过溜槽转运到粗铜精炼系统。烟气经余热锅炉回收余热和电收尘除尘后,送制酸系统生产硫酸。与传统PS 转炉吹炼工艺不同的是,整个吹炼过程都是在厚厚的炉渣中进行,喷枪风先氧化炉渣,过氧化炉渣在强烈的搅拌条件下与铜锍接触完成脱硫造铜反应。
(一)工艺流程图(图1)
(二)顶吹吹炼炉简介
吹炼炉高12.7m,直径5.24m,采用喷枪富氧顶吹吹炼,喷枪供风压力280~300kPa,流量480m3/Min。吹炼炉炉型是钢壳圆柱体,内衬耐火材料,炉顶和烟道斜坡采用钢纤维浇注料,炉顶有喷枪孔口、加料口和备用燃烧器口,炉子最底部是粗铜排放口,在距炉底900mm 高度为排渣口,距炉底
1200mm 高度为与堰体的连接口。炉体结构示意图见图2。
铜锍多枪顶吹连续吹炼炉设计与展望
铜锍多枪顶吹连续吹炼炉设计与展望
摘要:连续吹炼工艺是冶炼厂生产中的重要组成部分,现如今部分企业因技术设备方面的问题,导致经营出现了脱节情况,若想切实满足当前时代的生产加工需求,就需要做好相应的优化和调整,通过多枪顶吹连续炉及其连续吹炼工艺来不断提升冶炼的能力,不仅可以有效提高生产效率,且可以提升各类品质,在今后的铜冶炼厂卧式侧吹转炉改造和新建铜冶炼项目中,有着广阔的应用前景。下面将对铜锍多枪顶吹连续吹炼炉设计进行分析,并提出了未来的展望。
关键词:多枪顶吹炉;连续吹炼;设计
引言:
当前,我国冶炼加工行业正处于构造调整、产品换代升级的重要时期,技术水平随着发展也在随之提高,连续吹炼工艺作为生产的重要环节,对控制精度要求最高,如无法满足实际需求,则产品的产量和质量必然会受到影响。为此,需要合理选用铜锍多枪顶吹连续吹炉设备,通过全面优化保证生产过程能够连续运行,开炉后除了定期检修外应保持连续生产,还需要细化了解结构方面是否存在问题,提高控制精确程度,从而实现冶炼高产稳定,进一步增加综合效益。
1 铜锍多枪顶吹连续吹炼炉设计概述
2017年,由中国恩菲设计的首台多枪顶吹连续吹炼炉建成投产,这是热态三连炉冶炼生产工艺的关键设备,为了实现机械自动化,配料仓设计由上、下两部分构成,上部用于储存粉料,下部则是粉料的卸料通道,连接配料秤等设备实现连续输送。在此项技术设备的加持下,火法铜冶炼约80%的铜锍吹炼开始进行优化,以此有效解决传统卧式侧吹转炉吹炼过程中,存在的低空污染、间断作业、炉衬寿命短等方面问题,连续吹炼工艺在此条件下也加快了发展速度。
有色金属冶金常用方法总结
有色金属冶金常用方法总结
有色金属冶金常用方法总结
00
制取有色金属的方法有火法冶金、湿法冶金、电冶金。
一、火法冶金
火法冶金就是在利用燃料燃烧或电能产生的热或某些化学反应所放出的热的高温条件下,将矿石或精矿经受一系列的物理化学变化过程,使其中的金属与脉石或其他杂质分离,而得到金属的冶金方法。简言之,所有在高温下进行的冶金过程都属于火法冶金。它包括矿石准备、冶炼、精炼三个步骤。
(一)矿石准备
矿石准备一般包括选矿、烧结或焙烧。
选矿是对采出的矿石采用物理或化学方法将矿物原料中的有用矿物和无用矿物或有害矿物分开,或将多种有用矿物分离开的工艺过程。选出的精矿作为加工或冶炼的原料。选矿方法又有重选、浮选、磁选、电选、拣选、化学选等。
烧结是将粉矿同燃料或熔剂均匀混合,经过布料器铺到带式烧结机的台车或盘式烧结机的烧结盘上,然后在1250~1300℃的温度下进行点火烧成块矿。生产烧结矿的烧结方法主要分抽风烧结和鼓风烧结两种。
焙烧是将矿石、精矿或金属化合物在空气中不加或配加一定的物料(如炭粉、氯化剂等),加热到低于炉料的熔点,发生氧化、还原或其他化学变化的过程。焙烧方法有氧化焙烧、硫酸化焙烧、挥发焙烧、氯化焙烧、氯化离析焙烧、还原焙烧、氧化钠化焙烧、煅烧。
上述各种焙烧以所用设备的不同又有流态化焙烧、固定床焙烧、移动床焙烧和旋风焙烧等。
(二)冶炼
冶炼实际上是采用熔炼、还原和蒸馏等方法进行金属提取或富集的过程。火法冶炼过程中一般形成两种熔体:一种是由脉石、熔剂及燃料灰分融合而成的炉渣;另一种是熔锍或含有少量杂质的金属液。冶炼一般分为还原冶炼、造锍冶炼、氧化吹炼。还原冶炼是在高温熔炼炉内的还原气氛下进行。加入此炉料有富矿或烧结块或球团矿,造渣用的熔剂石灰石或石英石,发热剂焦炭产生高温,也作还原剂,还原氧化铜为粗铜,或还原氧化铅为粗铅。造锍冶炼是主要用于处理硫化铜或硫化镍矿,一般在反射炉、矿热电炉或鼓风炉内进行。加人酸性石英石熔剂与氧生成的氧化亚铁和脉石造渣,熔渣之下形成一层含主金属的熔锍,使被制取的金属在熔锍中得到富集。氧化吹炼是在氧化气氛下进行,如吹炼铜锍,采用卧式转炉用空气或富氧空气吹炼成粗铜。
有色金属冶金概论复习题
有色金属冶金概论复习题
1.简述冶金学科(冶金方法〕的分类;
①提取冶金学〔Extractive metallurgy〕②物理冶金学〔Physical metallurgy〕。
2.几种典型提炼冶金方法的一般流程及特点
①火法冶金
火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤
特点:
②湿法冶金
湿法冶金在机理上属物理化学的内容,其消费步骤主要包括:浸取、别离、富集和提取
特点:
③电冶金
电冶金包括电炉冶炼、熔盐电解和水溶液电解等
特点:
④粉末冶金
粉末冶金由以下几个主要工艺步骤组成:配料、压制成型、坯块烧结和后处理。对于大型的制品,为了获得均匀的密度,还需要采取等静压〔各方向同时受液压〕的方法成型
特点:
3.简述有色金属提取的特点
①有色金属矿物的品位低,成分复杂。②提取方法多,分火法和湿法。
4.简述有色金属火法、湿法提取工艺的分类。
火法:
①焙烧〔氧化、复原、硫酸化、氯化、煅烧、烧结焙烧〕;
②熔炼〔造毓、复原、氧化、熔盐电解、反响熔炼,吹炼〕;
③精炼〔氧化、氯化、硫化、电解精炼〕。
湿法:
① 浸出:按浸出的溶剂:碱浸、氨浸、酸浸、硫脲浸出、氰化物浸出,等;
按浸出的方式:常压浸出、加压浸出、槽浸、堆浸、就地浸出,等。
②净化:水解沉淀净化、置换净化、气体复原〔氧化〕净化,等。
③沉积:置换沉积、电解沉积、气体复原沉积。
5.判断以下金属那些属于稀有金属、轻金属、重有色金属及贵金属
重金属,一般是指密度在4.5 〔或5〕g-cm-3以上的金属,过渡元素大都属于重金属。主要有11种:铜Cu、铅Pb、锌Zn、银Ni、锡Sn、钻Co、碑As、铋Bi、锑Sb、镉Cd、汞Hg
有色冶金——精选推荐
有⾊冶⾦
铜冶⾦
1.铜的⽣产⽅法:⽕法炼铜(主要炼铜⽅法),湿法炼铜
⽕法炼铜⽣产步骤主要包括:造锍熔炼,铜锍吹炼,⽕法精炼,电解精炼
2.造锍熔炼的基本原理:利⽤⾼温下,铜对硫的亲合⼒⼤于铁,⽽铁对氧的亲合⼒⼤于铜的特性,在⾼温及控制氧化⽓氛条件下,使铁等杂质⾦属逐步氧化后进⼊炉渣或烟尘⽽被除去, ⽽⾦属铜则富集在各种中间产物中,并逐步得到提纯。
3.造锍熔炼的⽬的:①把炉料中全部的铜富集在铜锍相,把脉⽯、氧化物及杂质汇集于熔渣相②铜锍相与熔渣相完全分离。
4.⼯艺原则:①炉料有相当数量的硫来形成铜锍②炉渣含⼆氧化硅接近饱和,铜锍和炉渣不致混溶
5.硫过量机理:当炉料中有⾜够的硫时,在⾼温下由于铜对硫的亲和⼒⼤于铁,⽽铁对氧的亲和⼒⼤于铜,故FeS能使铜硫化,FeS+Cu2O=FeO+Gu2S
6.SiO2机理:当熔炼体系中没有SiO2时,铜锍和炉渣结合成共价键的Gu-Fe-S-O相,铜锍与炉渣⾼度混熔。当有SiO2时,它与FeO反应形成离⼦型的炉渣相,2FeO+3SiO2=2Fe2++Si3O84-铜锍不与SiO2作⽤⽽保留为共价键Cu-Fe-S相。这样就使铜锍与炉渣明显分层。
7.铜锍品位的选择:铜锍中铜的质量分数称为铜锍品位。铜锍的品位并不是越⾼越好。太低会使后续吹炼时间拉长、费⽤增加;太⾼则使炉渣中的含铜量增加,产⽣浪费。(喷吹定律w(Gu)%/w[Gu]%=KGu,同在熔渣和铜锍两相之间的平衡浓度⽐是⼀个常数。)铜锍品味越⾼,铜在渣中损失越⼤。
8.铜锍成分:由Gu2S和FeS组成的合⾦,其中还含有Ni,Co,Pb和脉⽯成分以及2%-4%氧
铜冶金学思考题
铜冶金学思考题
1. 当今铜的主要消费领域是哪些?
2. 试从资源综合利用和生产过程对环境的友好两方面,分析火法炼铜和湿法炼铜的主要优缺点。
3. 造锍熔炼过程中Fe3O4有何危害?生产实践中采用哪些有效措施抑制Fe3O4的形成?
4. 酸性炉渣和碱性炉渣各有何特点?
5. 闪速炉造锍熔炼对入炉铜精矿为何要预先进行干燥?
6. 闪速熔炼过程要达到自热,生产上采用哪些措施来保证?
7. 闪速熔炼的发展趋势如何?
8. 熔池熔炼产出的炉渣为何含铜较高?
9. 澳斯麦特/艾萨法造锍熔炼过程主要控制哪些技术条件?生产上是怎样控制?
10. 铜锍的吹炼过程为何能分为两个周期?
11. 在吹炼过程中Fe3O4有何危害?怎样抑制其形成?
12. 吹炼过程中铁、硫之外的其它杂质形为如何?
13. 简述炉渣贫化的过程原理。
14. 如果炉渣中含有较多以Cu2O形态存在的铜,用哪种贫化方法处理更有效?
15. 简述粗铜火法精炼的过程原理。
16. 火法精炼过程中为什么镍较难除去?
17. 精炼过程中有一还原作业,目的是什么?过还原有什么不利影响?
18. 铜电解精炼和铜电积,两者的电极反应有什么差别?
19. 生产上采用哪些有效措施降低电解过程的电耗?
20. 砷、锑、铋杂质在电解过程中有哪些危害?
21. 湿法炼铜有那些优缺点?
22. 湿法炼铜有那些主要方法?适合用于处理那些物料?
23. 细菌在浸出时作用是什么?影响细菌生活的条件有那些?
24. 什么是二次铜资源?与一次资源相比有什么特点?
25. 再生铜的方法有那些?各自的原料、工艺、设备及特点是什么?
铜冶炼三种方法
目前,中国已引进世界上最先进的炼铜新工艺有:闪速炉熔炼、艾萨熔炼、奥斯麦特熔炼、诺兰达熔炼等;国内自主创新的有白银法熔炼、金川合成炉熔炼、东营方圆的氧气底吹熔炼;后3种都是中国人自己研制的,都具有自主知识产权;这7种也算世界上较先进的炼铜法;通过多年的实践,国外的先进技术尚存不足之处,分述如下:
1、双闪速炉熔炼法:
投资大,专利费昂贵,熔剂和原料先进行磨细再进行深度干燥,需额外消耗能源这不尽合理;熔炉产出的铜硫需要水碎再干燥再细磨,工序繁杂;每道工序均难以保证100%回收率,会产生部分机械损失;热态高温铜锍水碎物理热几乎全部损失,水碎后再干燥,再加上炉内大量水套由冷却水带走热量,热能利用也不尽合理;铜锍水碎需要大量的水冲,增加动力消耗;破碎、干燥要增加人力和动力的消耗;这些都是多年来该工艺没有得到大量推广的重要原因;
2、艾萨法和澳斯麦特法均属于顶吹冶炼系列:
顶吹都要建立高层厂房,噪音大、高氧浓度低烟气量大、顶吹的氧枪12米长,3天至一周要更换一次,不锈钢消耗量大、投资大、操作不方便;都用电炉做贫化炉,渣含铜一般大于%不合国情;
3、三菱法的不足
4个炉子熔炼炉、贫化电炉、吹炼炉、阳极炉自流配置,第一道工序的熔炼炉需要配置在较高的楼层位置,建筑成本相对较高,炉渣采用电炉贫化,弃渣含铜量达%~%,远远高于我国多数大型铜矿开采的矿石平均品位,资源没有得到充分的利用;
4、诺兰达和特尼恩特连续吹炼法,尚在工业试验阶段;
诺兰达是侧吹、要人工打风眼、劳动强度很大、风眼漏风率达10%~15%;有很大噪音、操作条件不好、冶炼环境不理想;如果掌握不好容易引起泡沫渣喷炉事故;
铜锍吹炼技术的发展状况
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闪速吹炼工艺特点 采用铁酸钙渣型 采用铁酸钙渣型
(1) 保持“均匀相”,以解决 保持“均匀相” 以解决Fe3O4问题; 问题; 问题 (2) 脱As、Sb能力更强,但脱 能力较弱; 能力更强, 能力较弱; 、 能力更强 但脱Pb能力较弱 (3) 在高氧势下,对炉衬有明显的腐蚀。 在高氧势下,对炉衬有明显的腐蚀。
制酸尾气 2浓度为50-70ppm 制酸尾气SO 浓度为 尾气
SO2烟气连续排出,全厂硫的捕收率达 99.9%,SO2 逸散率小 烟气连续排出, , 于 2.0 kg/(t·Cu)。 。
日处理铜锍能力可达 加料速度可达 82 t/h,最大日处理铜锍能力可达 ,最大日处理铜锍能力 1800 t/d。 。 吨铜能耗 能耗只有原工艺的 吨铜能耗只有原工艺的 25%。 。 取消了转炉、吊运系统、钢包等设备和与之配套的 取消了转炉、吊运系统、 烟气冷却、净化系统,基建费用比 转炉减少 烟气冷却、净化系统,基建费用比PS转炉减少 35%。 。
1. 美国肯尼柯特与芬兰奥托昆普合作开发的 “闪速吹炼”技术 (FCF)。 闪速吹炼” (FCF)。
属熔池熔炼的有: 属熔池熔炼的有:
2. 日本三菱连续炼铜法 (MMTL) 3. 澳大利亚奥斯麦特连续炼铜法 (Ausmelt)
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祥光铜业闪速熔炼和闪速吹炼工艺流程图
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闪速吹炼工艺过程 闪速熔炼炉产出的含Cu 68-70%的高品位冰铜, 闪速熔炼炉产出的含 的高品位冰铜, 经水淬、磨细( 经水淬、磨细(-100目>80%)、干燥后,用风力输 目 ) 干燥后, 送到闪速吹炼炉顶料仓, 石灰、烟尘和富氧( 送到闪速吹炼炉顶料仓,与石灰、烟尘和富氧(7585%)空气一起从反应塔顶喷入塔内,吹炼成 含硫( 含硫(0.2-0.4%)的粗铜。 )的粗铜。 炉渣含铜 呈反向关系。 炉渣含铜11-18%,与粗铜含 呈反向关系。炉 含铜 ,与粗铜含S呈反向关系 渣返回熔炼炉处理。 渣返回熔炼炉处理。 由于采用富氧空气使烟气量减少且稳定 由于采用富氧空气使烟气量减少且稳定, SO2 烟气量减少且稳定, 浓度高达 35-40%。烟气经废热锅炉、 电收尘器后 。 烟气经废热锅炉、 稀释送制酸。收下来的尘或返回闪速吹炼炉, 稀释送制酸。收下来的尘或返回闪速吹炼炉, 或返 回闪速熔炼炉。 回闪速熔炼炉。
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控制Fe3O4的措施和途径: (1)转炉正常吹炼的温度在1250℃~1300℃之间。
在兼顾炉子耐火材料寿命的情况下,适当提高 吹炼温度。
(2)保持渣中一定的SiO2含量。
(3)勤放渣。
总结以上分析:得出在吹炼温度下,Cu和 Fe硫化物的氧化反应是:
整个过程分为两个周期:
在吹炼的第一周期,铜锍中的FeS与鼓入 空气中的氧发生强烈的氧化反应,生成FeO 和SO2气体。FeO与加入的石英熔剂反应造渣, 故又叫造渣期。
造渣期完成后获得了白锍(Cu2S),继续 对白锍吹炼,即
在吹炼的第二周期,鼓入空气中的氧与Cu2S (白锍)发生强烈的氧化反应,生成Cu2O和SO2。 Cu2O又与未氧化的Cu2S反应生成金属Cu 和SO2,直 到生成的粗铜含Cu98.5%以上时,吹炼的第二周期结 束。
+ SO2 △G0=519397-352.13T
反应的标准吉布斯自由能变化(kJ) 1000℃ 1200℃ 1400℃ 1600℃
-236.5 -225.9 -215.4 -204.8
-252.9 -235.7 -218.6 -201.3
-373.5 -304.9 236.4 167.8
14ຫໍສະໝຸດ Baidu.4 88.3
以上分析的硫化物氧化顺序说明了在间断 吹炼铜锍时严格地可分为两个周期的根据。
吹炼过程中会有金属铁出现吗?
铁的化合物不会按反应(5.5) 2FeO+FeS=3Fe+SO2 发生生成金属铁。
图5.3 硫化物与氧化物交互反应的ΔG0 -T关系
3、Cu2S 的氧化与粗铜的生成
吹炼进入造铜期后,发生Cu2S与Cu2O的反应: 2Cu2O+ Cu2S=6Cu+SO2
铜锍吹炼的第二周期不加入熔剂、不造渣,以产 出粗铜为特征,故又叫造铜期。
转炉渣
转炉 粗铜
图5.1转炉渣吹炼工艺流程
5.3 铜锍吹炼的基本原理
1、吹炼过程中的主要物理化学变化
铜锍的铜品位通常在30%~65%之间,其主要
成分是FeS和Cu2S。此外,还含有少量其它金属 硫化物和铁的氧化物。
硫化物的氧化反应可用下列通式表示:
MeS+2O2=MeSO4 MeS+1.5O2=MeO+SO2 MeS+O2=Me+SO2
(5.1) (5.2) (5.3)
MeSO4在吹炼温度下不能稳定存在,即
硫化物不会按 MeS+2O2=MeSO4 反应。
MeS+O2=Me+SO2 (5.3)是一个总反应,实际
上,它是分两步进行的,即:
第一步:MeS+1.5O2=MeO+SO2 第二步:2MeO+MeS=3Me+SO2
造渣期
FeS + 1.5O2 = FeO + SO2 FeO + SiO2 = 2FeO·SiO2
造铜期
Cu2S +1.5O2 = Cu2O + SO2 2Cu2O + Cu2S = 6Cu + SO2
第五章 铜锍的吹炼
5.1 概 述
硫化铜精矿经过造锍熔炼产出了铜锍。
铜锍是金属硫化物的共熔体。主要成分除了Cu、Fe、 S外,还含有少量Ni,Co,Pb,Zn,Sb,Bi,Au,Ag, Se等及微量SiO2,此外还含有2% ~4%的氧,铜锍中的Cu, Pb,Zn,Ni等重有色金属一般是以硫化物的形态存在,铁 的物相主要是FeS,也有少量以FeO、Fe3O4形态存在。 吹炼目的:除去铜锍中的铁和硫以及其它杂质,获得粗铜。
在FeS浓度未降到某一数量时,即使Cu2S能氧化成 Cu2O ,它也只能是氧的传递者,按下列反应进行着循环:
[Cu2S]+ 1.5O2 = (Cu2O) + SO2 (5.5) (Cu2O) + [FeS] = [Cu2S] + (FeO) (5.6)
在吹炼温度下,只有当熔体中Cu2S浓度约为 FeS浓度的25000~7800倍时,Cu2S 才能与FeS共 同氧化或优先氧化。工业实践中,白锍中的Fe含 量降到1%以下,也就是要等锍中的FeS几乎全部 氧化之后,Cu2S才开始氧化。
铜锍是贵金属的良好捕集剂。 在吹炼过程中,金、银及铂族元素等贵金属几乎全部富 集于粗铜中。
5.2 铜锍吹炼的工艺
铜锍的吹炼设备有: 卧式侧吹转炉 诺兰达连续吹炼转炉 澳斯麦特炉 三菱法连续吹炼炉 反射炉式的吹炼炉(也称连吹炉) 闪速吹炼炉 用卧式侧吹转炉吹炼其过程是间歇式的周
期性作业。吹炼温度在1150 ℃~1300℃。
(5.2) (5.4)
2、铜锍吹炼时FeS、Cu2S氧化顺序
图5.2 硫化物与氧反应的ΔG0 -T关系
从图5.2看出:FeS氧化反应的标准吉布斯自由能ΔG0最 负,所以在锍吹炼的初期,它优先于Cu2S氧化。随着 FeS的氧化造渣,它在锍中的浓度降低,而Cu2S的浓度 提高,二者同时氧化的趋势增长。
28.3
-318
-130.6 -135.6 -140.5 -145.5
71.1
0.71 -69.7 -140.1
Fe3O4会使炉渣熔点升高、粘度和密度也增大, 结果既有不利之处,也有有利的作用。转炉渣中 Fe3O4含量较高时,会导致渣含铜显著增高,喷溅 严重,风口操作困难。在转炉渣返回熔炼炉处理 的情况下,还会给熔炼过程带来很大麻烦。
生成金属铜,但并不是立即出现金属铜相。
Cu2S
Cu2S + Cu
Cu + Cu2S
过吹
Cu含 Cu2O
Cu
Cu2S+Cu
Cu+ Cu2S
4 、Fe3O4 的生成与破坏
在吹炼的第一周期是FeS的氧化,氧化 产物可以是FeO,也可以是Fe3O4。
表5.2化学反应标准吉布斯自由能变化
化学反应
1. 2/3FeS+O2=2/3FeO+2/3SO2 △G0=-303557+52.71T 2. 3/5 FeS+O2=1/5Fe3O4+3/5SO2 △G0=-362510+86.07T 3. 6FeO+O2=2 Fe3O4 △G0=-809891+342.8T 4. 9/5 Fe3O4+3/5FeS=6FeO+3/5SO2 △G0=5305577-300.24T 5. 2FeO+SiO2=2FeO·SiO2 △G0=-99064-24.79T 6. 3 Fe3O4+ FeS+5 SiO2=5(2FeO·SiO2)