火法冶炼基本工艺知识1
火法炼铜工艺讲解
1 概述铜是人类应用的最古老的金属之一，它有很长的、很光辉的历史。
考古学证明，早在一万年前，西亚人已用铜制作装饰品之类的物件。
铜和锡可制成韧性合金青铜，考古发现在公元前约3000年，历史已进入了青铜时代。
而今铜的化学、物理学和美学性质使它成为广泛应用于家庭、工业和高技术的重要材料。
铜具有优良可锻性、耐腐蚀性、韧性，适于加工；铜的导电性仅次于银，而其价格又较便宜，故而被广泛应用于电力；铜的导热性能也颇佳；铜和其他金属如锌、铝、锡、镍形成的合金，具有新的特性，有许多特殊的用途。
铜是所有金属中最易再生的金属之一，再生铜约占世界铜供应总量的40%。
铜以多种形态在自然环境中存在，它存在于硫化物矿床中（黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、蓝铜矿）、碳酸盐矿床中（蓝铜矿、孔雀石）和硅酸盐矿床中（硅孔雀石、透视石），也以纯铜即所谓“天然铜”的形态存在。
铜以硫化矿或氧化矿形式露天开采或地下开采，采出矿石经破碎后，再在球磨机或棒磨机中磨细。
矿石含铜一般低于1%。
1.1 国内外铜冶金的发展现状目前国内外的铜冶炼技术的发展主要还是以火法冶炼为主，湿法为辅。
铜的火法生产量占总产量的80%左右。
目前，全世界约有110座大型火法炼铜厂。
其中，传统工艺（包括反射炉、鼓风炉、电炉）约占1/3；闪速熔炼（以奥托昆普炉为主）约占1/3；熔池熔炼（包括特尼恩特炉、诺兰达炉、三菱炉、艾萨炉、中国的白银炉、水口山炉等）约占1/3。
另外，世界范围内铜冶金工业同样面临铜矿资源短缺的问题，国土资源部信息中心统计资料表明：在世界范围内，铜是仅次于黄金的第2个固体矿产勘查热点，全球固体矿产勘查支出中约20%是找铜的，并且这一比例还有增加的趋势。
相应地，铜也是各大势力集团争夺的焦点之一。
从全球角度看铜的保证年限只有约29年。
铜的主要出口国是拉美发展中国家。
1.2商洛情况全市已发现各类矿产60种，已探明矿产储量46种，其中大型矿床15处，中型矿床24处。
储量居全省首位的有铁、钒、钛、银、锑、铼、水晶、萤石、白云母和钾长石等20种，其中柞水大西沟铁矿储量 3.02亿吨，占全省的46%，居全省第二位的有铜、锌、钼、铅等13种。
铜火法冶金原理基础知识全解
铜火法冶金原理基础知识全解1.铜矿的种类铜矿主要分为硫化铜矿和氧化铜矿两大类。
硫化铜矿包括黄铜矿、黄铜铁矿、黄铁矿等，氧化铜矿包括赤铁矿、绿矾石等。
不同的铜矿含有不同的铜含量和矿石结构，会影响到冶炼的方法和工艺流程的选择。
2.铜的提取方法铜的提取主要有火法冶金和湿法冶金两种方法。
火法冶金是指利用高温将铜矿石还原成金属铜的过程，而湿法冶金是指通过水溶液处理将铜离子沉积成金属铜的过程。
3.铜的火法冶金方法熔炼是将铜矿石与一定数量的焙烧助剂一起加入炉中，在高温下进行还原反应，将矿石中的铜鼓出来。
熔炼过程中，会采用不同的炉型，如隧道炉、转炉等，具体选择根据矿石种类和产量来决定。
焙烧是在熔炼之前将铜矿石进行预处理，使其中的硫化物转化为氧化物，提高熔炼效果。
焙烧会生成二氧化硫气体，需要进行捕集和处理，以减少环境污染。
浸出是将焙烧后的矿石进行浸出，从中提取出铜。
浸出过程可以采用硫酸浸出法或氨浸出法，具体选择取决于矿石和工艺条件。
4.铜的提纯方法通过火法冶炼得到的铜中还存在一些杂质，需要进行进一步的提纯。
铜的提纯主要有电解法和火法法两种。
电解法是将铜放入电解槽中，通过电解的方式将其中的杂质分离出来，得到纯净的铜。
电解法可以用于提纯高纯度铜，但成本较高。
火法法是指将铜通过高温蒸发和凝结的方式进行提纯。
火法法包括铸造法、蒸馏法和氧化冶炼法等。
不同的火法方法可以去除不同的杂质，从而得到高纯度的铜。
5.铜矿资源的循环利用铜矿资源是有限的，为了实现可持续发展，需要进行铜矿资源的循环利用。
目前，已经有一些技术用于回收和利用废铜，如冶金渣的综合利用和废电线的回收等。
总结：铜火法冶金是利用火法冶炼技术从铜矿中提取铜金属的过程。
它包括熔炼、焙烧和浸出三个步骤，以及提纯的方法。
铜矿资源的循环利用也是一个重要的课题。
通过这些基础知识的学习，我们能更好地了解铜火法冶金的原理和应用。
火法冶炼的原理和工艺
目录
• 火法冶炼的原理 • 火法冶炼的工艺流程 • 火法冶炼的设备 • 火法冶炼的环境影响与控制 • 火法冶炼的未来发展
01
CATALOGUE
火法冶炼的原理
火法冶炼的定义
01
火法冶炼是指通过高温熔炼、还 原、氧化等物理和化学反应，将 矿石中的有价元素提炼出来，并 获得金属或其化合物的过程。
冷却水管理
对冷却水进行循环利用，减少用水量和废水排放量。
雨水排放管理
建立初期雨水收集系统，防止受污染的雨水直接排入水体。
固体废弃物处理
废弃物分类
对固体废弃物进行分类、收集和处理，以利于资源化利用和减少 对环境的危害。
废弃物填埋
对无法回收利用的废弃物进行安全填埋，并采取防渗漏措施。
废弃物资源化
通过回收、加工和处理，将有价值的废弃物转化为再生资源，如 废钢铁、废渣等。
熔炼辅助设备
熔炼过程中需要使用到一些辅助设备，如供料设备、燃料供 应设备、排烟设备、出渣设备等，这些设备能够确保熔炼过 程的顺利进行。
精炼设备
精炼炉
精炼炉是用于对熔融金属进行精炼的设备，通过去除杂质、调整成分等手段， 使金属达到要求的纯度和质量。常见的精炼炉有平炉、转炉、电炉等。
精炼辅助设备
精炼过程中同样需要使用到一些辅助设备，如合金添加设备、扒渣设备、浇注 设备等，这些设备能够提高精炼效率和产品质量。
，得到金属单质的过程。
精炼
通过加入适当的添加剂，去除 杂质，提高金属纯度的过程。
火法冶炼的应用范围
有色金属冶炼
通过火法冶炼提取铜、 镍、铅、锌等有色金属
。
钢铁冶炼
通过火法冶炼提取铁、 锰等黑色金属。
火法冶金
精炼
进一步处理由冶炼得到的含有少量杂质的金属，以提高其纯度。 如炼钢是对生铁的精炼，在炼钢过程中去气、脱氧，并除去非金属夹 杂物，或进一步脱硫等；对粗铜则在精炼反射炉内进行氧化精炼，然 后铸成阳极进行电解精炼；对粗铅用氧化精炼除去所含的砷、锑、 锡、铁等，并可用特殊方法如派克司法以回收粗铅中所含的金及银。 对高纯金属则可用区域熔炼等方法进一步提炼。
冶炼
此过程形成由脉石、熔剂及燃料灰分融合而成的炉渣和熔锍（有
色重金属硫化物与铁的硫化物的共熔体）或含有少量杂质的金属液。 有还原冶炼、氧化吹炼和造锍熔炼3种冶炼方式：还原冶炼：是在还 原气氛下的鼓风炉内进行。加入的炉料，除富矿、烧结块或球团外， 还加入熔剂（石灰石、石英石等），以便造渣，加入焦炭作为发热剂 产生高温和作为还原剂。可还原铁矿为生铁，还原氧化铜矿为粗铜， 还原硫化铅精矿的烧结块为粗铅。氧化吹炼：在氧化气氛下进行，如 对生铁采用转炉，吹入氧气，以氧化除去铁水中的硅、锰、碳和磷， 炼成合格的钢水，铸成钢锭。造锍熔炼：主要用于处理硫化铜矿或硫 化镍矿，一般在反射炉、矿热电炉或鼓风炉内进行。加入的酸性石英 石熔剂与氧化生成的氧化亚铁和脉石造渣，熔渣之下形成一层熔锍。 在造锍熔炼中，有一部分铁和硫被氧化，更重要的是通过熔炼使杂质 造渣，提高熔锍中主要金属的含量，起到化学富集的作用。
火法冶炼工艺
根据产品要求，通过加入其他金属或元素，调整 金属液的成分，以满足最终产品的需求。
金属的提取
铸造与浇注
将精炼后的金属液浇注到模具中，冷却后得到金属铸 锭。
轧制与锻造
对金属铸锭进行轧制或锻造，以获得所需的形状和性 能。
热处理与精加工
通过热处理和精加工进一步改善金属的性能，以满足 不同领域的需求。
特点
火法冶炼具有高效率、大规模生产的 能力，适用于处理低品位矿石，且对 原料的适应性较强。
火法冶炼的重要性
01
02
03
满足金属需求
火法冶炼是全球金属生产 的主要方式，满足了人们 对各种金属材料的需求。
经济支柱
火法冶炼对国家经济发展 起到重要支撑作用，尤其 在矿产资源丰富的国家和 地区。
推动技术进步
火法冶炼过程中不断涌现 的新技术、新工艺，推动 了相关领域的技术进步。
火法冶炼的历史与发展
古代火法冶炼
未来展望
古代的炼铁、炼铜等工艺可视为火法 冶炼的雏形，随着技术的发展，逐渐 形成了较为完善的火法冶炼体系。
未来火法冶炼将更加注重环保和可持 续发展，通过研发新的冶炼技术和设 备，提高资源利用率和降低能耗。
熔融还原法
熔融还原法是一种将铁矿石在高温熔 融状态下还原成铁水的工艺方法。
熔融还原法采用碳作为还原剂，将铁 矿石和熔剂在高温下进行熔融还原， 得到铁水。该工艺具有产能高、能源 利用率高等优点，但也有投资大、操 作难度高等缺点。
04
火法冶炼的环境影响与控制
大气污染控制
烟气脱硫
通过添加脱硫剂，去除烟气中的二氧化硫，减少酸雨的形成。
符合要求。
熔炼过程
燃料燃烧
在熔炼过程中，燃料燃烧产生热量，使矿石熔 化。
火法冶炼铜及湿法冶炼铜工艺介绍
题，不利于贵金属等有价伴生元素的回收， 因此在工业上未得到广泛应用。
• 我国铜冶炼主要以火法冶炼为主，总产量占全 部铜产量约96%，我国也是采用铜冶炼工艺种 类最多的国家，国际上先进的铜冶炼技术在我 国大多已采用，且生产规模远大于其它国家， 同时仍存在大量采用落后生产工艺、污染严重 的中小型铜冶炼企业，根据《有色金属产业调 整和振兴规划》的要求，铜冶炼行业规划目标 是：按期淘汰落后产能，节能减排取得积极成 效，企业重组取得进展，创新能力明显增强， 资源保障能力进一步提高。
• 火法炼铜的原则流程如下，流程图见图
• 铜精矿(15～30%Cu)——造锍熔炼——冰 铜 （铜锍25～70%Cu）——吹炼——粗铜 （98～99%Cu）——火法精炼——阳极铜 （99%Cu）——电解精炼——电铜(99.9599.98%Cu)。
• 火法炼铜生产过程一般由以下几个工序组 成：备料、熔炼、吹炼、火法精炼、电解 精炼，最终产品为电解铜。配套工序：阳 极泥处理、余热回收、余热发电、烟气收 尘、烟气制酸、循环水系统等。
• 火法冶炼铜主要产物环节如下：
• 除火法工艺外，近20 年来湿法炼铜工艺也取 得了长足的进步，湿法工艺不仅可以处理一些 难选的氧化矿和表外矿、铜矿废石等，而且随 着细菌浸出和加压浸出的发展，亦可以处理硫 化铜矿石，并能获得较好的经济效益，从而大 大拓宽了铜资源综合利用范围。该法是在常温 常压或高压下，用溶剂浸出矿石或焙烧矿中的 铜，经过净液，使铜和杂质分离，而后用萃取 -电积法，将溶液中的铜提取出来。对氧化矿 和自然铜矿，大多数工厂用溶剂直接浸出；对 硫化矿，一般先经焙烧，而后浸出。
火法冶炼及湿法冶炼 铜工艺介绍
• 铜的冶炼工艺有火法冶炼和湿冶炼两种 方法。
火法冶金
原料准备
配料和混合 干燥
制粒 制团
配料是根据冶炼要求将所需的各种物料按一定数量比进行配合和混合的过程，为炉料准备的一道作业，常用 的有干式配料和湿式配料。
焙烧
氧化焙烧 盐化焙烧
氯化焙烧 还原焙烧
氧化焙烧是用氧化剂使物料中的金属化合物转变为氧化物的工艺过程。目的是为了获得氧化物以利下一步熔 炼制取粗金属，并回收其中的热量和有价成分。氧化焙烧多用于硫化矿冶炼。有时也为了挥发除去硫化矿中的砷 和锑等有害杂质，也进行氧化焙烧。
氧化焙烧时硫化矿先热分解变成低价硫化物和硫，最后生成氧化物。
圆筒形制粒机是一稍有倾斜的圆筒，粉料从筒的一端加入，在进料端的适当位置加入水分和胶粘剂，粉料在 圆筒中边滚动边长大，完成制粒，从另一端排出生球粒。这种方法虽然有设备简单、操作方便的特点，但产出的 生球粒大小不一，强度较差。
圆盘形制粒机是一个有倾角的浅底型旋转圆盘，装入的物料受旋转圆盘所驱动，在重复旋涡状运动中逐渐长 大，完成造球过程。容易转动的长大的生球团移向上层，以相当于供料量的数量从圆盘边缘溢流排出。由于圆盘 有分级作用，因而能产出粒度较均匀的生球团粒。制粒常用的胶粘剂有皂土、消石灰及造纸废液等。
冶炼物料中除主金属氧化物外往往还含有多种次要的金属氧化物，在还原熔炼过程中也还原成金属，并且熔 于主金属中，所以还原熔炼得到的金属是含有多种杂质的粗金属。如鼓风炉熔炼铅、反射炉熔炼锡、铋和锑等。 为得到纯金属还需进一步精炼。
除了金属氧化物外，还原熔炼正常与否与高铁氧化物的还原和造渣密切相关。物料中的高价铁氧化物被还原 成低价铁氧化物（FeO），然后与物料中的SiO2、CaO等组分反应造渣。
火法炼铜工艺讲解
火法炼铜工艺讲解1 概述铜是人类应用的最古老的金属之一，它有很长的、很光辉的历史。
考古学证明，早在一万年前，西亚人已用铜制作装饰品之类的物件。
铜和锡可制成韧性合金青铜，考古发现在公元前约3000年，历史已进入了青铜时代。
而今铜的化学、物理学和美学性质使它成为广泛应用于家庭、工业和高技术的重要材料。
铜具有优良可锻性、耐腐蚀性、韧性，适于加工；铜的导电性仅次于银，而其价格又较便宜，故而被广泛应用于电力；铜的导热性能也颇佳；铜和其他金属如锌、铝、锡、镍形成的合金，具有新的特性，有许多特殊的用途。
铜是所有金属中最易再生的金属之一，再生铜约占世界铜供应总量的40%。
铜以多种形态在自然环境中存在，它存在于硫化物矿床中（黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、蓝铜矿）、碳酸盐矿床中（蓝铜矿、孔雀石）和硅酸盐矿床中（硅孔雀石、透视石），也以纯铜即所谓“天然铜”的形态存在。
铜以硫化矿或氧化矿形式露天开采或地下开采，采出矿石经破碎后，再在球磨机或棒磨机中磨细。
矿石含铜一般低于1%。
1.1 国内外铜冶金的发展现状目前国内外的铜冶炼技术的发展主要还是以火法冶炼为主，湿法为辅。
铜的火法生产量占总产量的80%左右。
目前，全世界约有110座大型火法炼铜厂。
其中，传统工艺（包括反射炉、鼓风炉、电炉）约占1/3；闪速熔炼（以奥托昆普炉为主）约占1/3；熔池熔炼（包括特尼恩特炉、诺兰达炉、三菱炉、艾萨炉、中国的白银炉、水口山炉等）约占1/3。
另外，世界范围内铜冶金工业同样面临铜矿资源短缺的问题，国土资源部信息中心统计资料表明：在世界范围内，铜是仅次于黄金的第2个固体矿产勘查热点，全球固体矿产勘查支出中约20%是找铜的，并且这一比例还有增加的趋势。
相应地，铜也是各大势力集团争夺的焦点之一。
从全球角度看铜的保证年限只有约29年。
铜的主要出口国是拉美发展中国家。
1.2商洛情况全市已发现各类矿产60种，已探明矿产储量46种，其中大型矿床15处，中型矿床24处。
火法冶金工艺介绍
汇报人：
感谢您的观看
近代冶金：高炉炼铁、转炉炼钢等工艺的出现
火法冶金工艺应用领域
02
火法冶金工艺流程
原料准备
矿石筛分：将破碎后的矿石进行筛分，去除杂质和细粒
矿石来源：选择合适的矿石来源，如铁矿、铜矿等
矿石破碎：将矿石破碎成合适的粒度，便于后续处理
矿石混合：将不同种类的矿石进行混合，以获得更好的冶金效果
熔炼
熔炼过程：将矿石、金属等原料在高温下熔化，形成熔体
火法冶金工艺主要包括熔炼、精炼、浇铸等步骤。
火法冶金工艺广泛应用于铜、铁、铝、铅、锌等金属的冶炼。
火法冶金工艺的优点是生产效率高，成本低，但缺点是环境污染严重。
火法冶金工艺发展历程
古代冶金：青铜器、铁器等金属制品的冶炼
未来冶金：绿色冶金、智能化冶金等发展方向
现代冶金：电炉炼钢、真空冶金等先进技术的应用
节能降耗：降低能耗，提高能源利用效率
创新工艺：开发新型冶金工艺，提高产品质量和性能
火法冶金工艺应用领域拓展方向
环保领域：火法冶金工艺在废旧金属回收、废气处理等方面的应用
电子领域：火法冶金工艺在半导体、电子元器件制造等方面的应用
材料领域：火法冶金工艺在新型材料、复合材料等方面的应用
能源领域：火法冶金工艺在太阳能电池、燃料电池等方面的应用
熔融金属：金属在高温下熔化，形成液态金属
精炼：通过精炼工艺，去除金属中的杂质，提高金属纯度
精炼原理
火法冶金工艺：通过高温熔融金属，使杂质与金属分离
精炼过程：将金属熔融，加入添加剂，使杂质与金属分离
精炼目的：提高金属纯度，改善金属性能
精炼方法：包括吹炼、精炼、电解等
精炼效果：提高金属纯度，改善金属性能，降低成本
火法冶金知识点总结
火法冶金知识点总结矿石的炼制1. 矿石的赋存形式：矿石通常以自然化合物的形式存在，例如氧化物、硫化物、碳酸盐等。
在火法冶金中，矿石需要经过破碎、磨砂等步骤，将其分解为可熔性的金属氧化物或硫化物。
2. 冶炼反应：在热学条件下，矿石中的金属元素与还原剂发生反应，生成金属和残余物质。
例如，金属氧化物与还原剂反应生成金属和氧化物废渣。
3. 冶炼过程：冶炼过程包括破碎、磨砂、焙烧、还原、熔炼等步骤。
其中，焙烧是将矿石在高温下加热，使其氧化物或硫化物转化为可还原的物质；还原是利用还原剂将金属氧化物还原为金属；熔炼是使金属在高温下熔化，从而分离出来。
4. 废渣处理：经过冶炼后产生的残余物质通常称为废渣，包括氧化物、硅酸盐、硫酸盐等。
废渣处理是冶炼工艺中重要的步骤，它可以通过浸出、冶金反应等方法，将废渣中的有用金属提取出来。
金属的提取1. 精炼方法：金属的提取通常经过两个阶段，首先是初步冶炼，然后是精炼。
精炼是将金属从含有杂质的金属锭中提取出来，使其达到一定的纯度。
2. 蒸馏：金属的蒸馏是一种常用的精炼方法，它利用金属的蒸汽压与杂质的蒸汽压的差异，将金属从其他材料中分离出来。
3. 微量金属的提取：某些金属存在于矿石中仅以微量的形式存在，对于这些金属的提取需要采用特殊的方法，例如电解法、浸出法等。
4. 金属的合金化：金属通常以合金的形式存在，合金是由两种或多种金属或非金属元素组成的材料。
合金化是利用合金的性质，改变金属的硬度、耐腐蚀性、电导率等特性。
火法冶金的应用1. 金属冶炼：火法冶金广泛应用于金属的冶炼过程，包括铁、铝、铜、铅、锌等金属的提取和精炼。
2. 金属合金的制备：火法冶金还可以用于金属合金的制备，包括不同金属之间的合金和金属与非金属之间的合金。
3. 废弃物处理：火法冶金可以用于处理工业废渣和废料，其中包括废弃的金属制品、矿石残渣等。
4. 环保技术：火法冶金在过程中产生的废气、废水等污染物，需要采用环保技术进行处理，以减少对环境的影响。
关于火法冶金的工艺
关于火法冶金的工艺火法冶金是一种利用高温气流、燃烧等方式将矿石中的金属矿物进行提取和分离的冶金工艺。
它是人类在金属冶炼领域的一项重要技术，广泛应用于铁、铜、锌、铅等金属的提取和加工过程中。
火法冶金的基本步骤包括矿石的选矿、矿石的粉碎、矿石的焙烧、矿石的浸出和金属的提取等环节。
首先，选矿是指根据矿石的成分和质量特点，通过各种方法对矿石进行分离和筛选，以提高矿石的金属含量。
然后，将矿石进行粉碎，使其颗粒尺寸适合进一步处理。
接下来，矿石进入焙烧炉，经过高温气流的作用，使矿石内部的金属矿物与氧化剂发生化学反应，产生金属氧化物或其他化合物。
同时，焙烧过程还可以使矿石的颗粒结构发生变化，便于后续处理。
焙烧后的矿石会被送入浸出槽，通过溶剂的浸出或溶解作用，将金属矿物分离出来。
最后，利用电解、还原等方法，将金属从溶液中提取出来，并经过进一步的加工和处理，得到所需的金属产品。
火法冶金的优点是可以处理多种矿石，适用范围广，并且在金属提取方面具有一定的灵活性。
它的工艺流程相对简单，操作方便，能够实现大规模生产。
此外，火法冶金过程中可以较好地控制温度、气流等因素，有利于控制反应的进行和产物的质量。
同时，火法冶金对原料的要求相对较低，可利用矿石中的多种金属矿物进行提取，这有助于综合利用资源，减少环境污染。
然而，火法冶金也存在一些问题和挑战。
首先，火法冶金过程中的高温和强氧化环境会导致矿石中的有害元素得以释放，从而产生大量的有毒废气和废渣。
这些废弃物的处理和环境保护成为火法冶金工艺中的一大难题。
其次，火法冶金的能耗较大，对能源的需求较高。
特别是在富含金属的低品位矿石的提取过程中，对能源的消耗更加显著。
此外，火法冶金对环境和人体健康也存在一定的安全隐患，例如，焙烧过程中会产生大量的烟尘和有毒气体，对工人的健康造成威胁。
因此，为了解决火法冶金工艺中的问题和挑战，需要加强环境保护措施，减少废弃物的产生和对环境的污染。
同时，还需要研发和应用新的工艺和技术，提高金属提取率和能源利用率，降低能耗和环境影响。
火法冶炼的工艺流程
目前常用的废气处理技术包括湿法除尘、袋式除尘、电除尘等。这些技术能够有效地去除废气中的颗粒物和有害 气体，降低对环境的危害。
废水的处理与排放
废水来源
火法冶炼过程中会产生大量的废水，主要来源于烟气洗涤、设备清洗等环节。废水中含有重金属、有 害物质等，对环境造成严重污染。
废水处理技术
为了减少废水对环境的危害，需要采取有效的处理措施，如沉淀、过滤、吸附等。同时，废水经过处 理后需要达到相关排放标准才能排放。
固体废物的处理与利用
Байду номын сангаас固体废物来源
火法冶炼过程中会产生大量的固体废物 ，包括炉渣、粉尘等。这些废物中含有 大量的有价元素和有害物质，对环境造 成严重污染。
VS
固体废物处理与利用
为了减少固体废物对环境的危害，需要采 取有效的处理措施，如分类、压缩、固化 等。同时，固体废物经过处理后可以用于 建材、填埋等用途，实现资源化利用。
后处理
根据需要，对轧制后的产品进行表面处理、热处理等后加工操作。
04 火法冶炼的环境影响与控制
CHAPTER
废气排放的控制
废气排放控制
火法冶炼过程中会产生大量的废气，包括烟尘、二氧化硫、氮氧化物等。为了减少对环境的污染，需要采取有效 的控制措施，如安装除尘器、脱硫脱硝设备等，确保废气经过处理后达标排放。
资源的高效利用与循环经济
资源高效利用
通过改进工艺和设备，提高原材料的利用率 和回收率，降低生产成本和资源消耗。
循环经济
推行循环经济模式，实现废渣、废气、废水 的资源化利用，降低环境污染和资源浪费。
环境友好型冶炼技术的发展
01
低污染技术
研发和应用低污染、低排放的冶 炼技术，减少对环境的负面影响 。
金属冶炼方法及工艺
轧制工艺
轧制工艺是通过轧机将金属坯料轧制成所需形状和规格 的金属制品。
轧制过程中需要控制轧机的速度、压力和温度等参数， 以保证金属制品的尺寸精度和表面质量。
轧制工艺可分为热轧和冷轧，热轧是将金属坯料加热后 进行轧制，冷轧是在常温下进行轧制。
轧制工艺需要大量的轧机和辅助设备，同时会产生废水 和废气，需要进行环保处理。
03
金属冶炼设备
高炉设备
高炉结构
高炉是炼铁的主要设备，其结构包括炉缸、炉身、炉顶和风口等部分。炉缸是高 炉燃烧和渣铁形成的区域，炉身用于容纳矿石、焦炭和助燃剂，炉顶则设有开口 ，以便向炉内装料和排放煤气，风口则是空气进入炉内的通道。
高炉冶炼过程
在高炉中，焦炭燃烧产生大量热量和还原性气体，将矿石中的铁氧化物还原成液 态生铁。同时，产生的煤气还包含了一氧化碳、二氧化碳等气体，这些气体可作 为燃料继续燃烧。
电炉设备
电炉种类
电炉是利用电能作为热源的冶炼设备，可分为矿热电炉、电弧熔炼炉和感应电 炉等。矿热电炉主要用于生产铁合金、硅铁等，电弧熔炼炉用于提炼高纯度金 属，感应电炉则用于熔炼钢、铜等金属。
电炉工作原理
电炉通过电极将电能转化为热能，使炉料熔化并发生化学反应。在电极附近， 电流产生电阻热使物料熔化，而远离电极的物料则通过电磁搅拌作用被加热和 熔化。
有价金属分离
利用化学或物理方法将有 价金属与其他金属或非金 属元素分离。
有价金属提纯
通过精炼、电解等方法将 有价金属提纯至高纯度状 态。
感谢您的观看
THANKS
铸造工艺
01
02
03
04
铸造工艺是通过将金属液倒入 模具中，冷却凝固后得到所需
形状的金属制品。
国家职业资格培训教程-----火法冶炼工
国家职业资格培训教程-----火法冶炼工国家职业资格培训教程-----火法冶炼工基础知识1、重有色金属基础知识1.1 主要几种金属的性质1.1.1铜的性质1.1.2镍的性质1.1.3铅的性质1.1.4锌的性质1.1.5锡的性质1.1.6其他金属的性质1.2 主要几种金属的主要化合物性质 1.2.1铜的主要化合物性质1.2.2镍的主要化合物性质1.2.3铅的主要化合物性质1.2.4锌的主要化合物性质1.2.5锡的主要化合物性质 1.2.6其他金属的主要化合物性质1.3 主要几种金属的用途及产销1.3.1铜的用途及产销1.3.2镍的用途及产销1.3.3铅的用途及产销1.3.4锌的用途及产销1.3.5锡的用途及产销1.3.6其他金属的用途及产销1. 4主要几种金属的矿物、矿石及精矿的组成和分类1.4.1铜的矿物、矿石及精矿的组成和分类1.4.2镍的矿物、矿石及精矿的组成和分类1.4.3铅的矿物、矿石及精矿的组成和分类1.4.4锌的矿物、矿石及精矿的组成和分类 1.4.5锡的矿物、矿石及精矿的组成和分类 1.4.6其他金属的矿物、矿石及精矿的组成和分类1.5主要几种金属的冶炼方法1.5.1铜的冶炼方法1.5.2镍的冶炼方法1.5.3铅的冶炼方法1.5.4锌的冶炼方法1.5.5锡的冶炼方法1.5.6其他金属的冶炼方法2、重有色金属冶金原理基础知识 2.1冶金炉渣基础知识2.2化合物的离解,生成反应基础知识 2.3氧化物的还原反应基础知识2.4硫化矿的火法冶金基础知识2.5粗金属的火法精炼基础知识3、安全与卫生知识3.1安全基础知识3.2劳动保护基础知识3.3环境保护基础知识4、设备、设施维护基础知识4.1冶金炉窑及设施维护基础知识4.2机电设备维护基础知识4.3耐火材料基础知识5、ISO9000:2000质量管理体系基础知识5.1基础与术语基础知识5.2生产和服务提供中相关知识和意识6、相关法律、法规基础知识6.1劳动法的相关知识6.2产品质量法的相关知识6.3环境保护法的相关知识 6.4安全生产法的相关知识初级1、开炉(分金属、分炉型) 1.1开炉准备开炉准备的意义及目的。
火法冶炼技术
火法冶炼过程中产生的废水含有重金属、 酸碱物质和其他有害物质，未经处理直接 排放会对水体造成严重污染。
土壤污染
资源消耗
火法冶炼过程中产生的废渣和尾矿未经妥 善处理，会直接或间接地污染土壤。
火法冶炼需要大量的能源和原材料，对资 源消耗较大，且对矿石品位要求较高，导 致资源浪费。
火法冶炼的可持续发展策略
合金化
根据产品要求，加入适量的合金元素，调整熔体 的成分。
精炼设备
选择合适的精炼设备，如真空精炼炉、喷粉精炼 炉等，以提高精炼效果。
产品处理与运
产品铸造
将熔体倒入模具中，冷却凝固后得到产品。
产品检验
对产品进行质量检验，确保产品质量符合要 求。
产品包装与运输
对合格产品进行包装，并选择适当的运输方 式，确保产品的安全运输。
火法冶炼技术的分类
1 2
根据处理方式分类
可分为矿石的预处理、熔炼、吹炼、精炼等。
根据处理对象分类
可分为铜火法冶炼、铅火法冶炼、锌火法冶炼等 。
3
根据能源利用方式分类
可分为直接火法冶炼和电热法冶炼等。
02
火法冶炼的基本原理
熔炼原理
熔炼是通过加热将矿 石和溶剂转化为熔融 态，以提取有价金属 的过程。
02
精炼方法包括电解精炼、化学精炼、区域熔炼等。
03
精炼过程中需要控制工艺参数，如温度、压力、电 流密度等，以确保金属的纯度和质量。
03
火法冶炼的工艺流程
原料准备
原料来源
确保原料的充足供应，通常来源于矿山、废金属回收等。
原料品质
对原料进行质量检查，去除杂质，确保原料的质量符合冶炼要求 。
原料储存
建立合理的原料仓库，确保原料的安全储存，防止潮湿、锈蚀等 问题。
火法冶金——精选推荐
火法冶金主讲：钟晓聪时间：11月7日报告提纲❶基本概念❷火法冶金设备❸铜冶金在火法冶金过程中，处于熔融状态的反应介质和反应产物(或中间产品)称为金属熔体。
根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为如下四种类型：金属熔体，熔渣，熔盐，熔锍金属熔体: 液态的金属和合金，如高炉炼铁中的铁水，各种炼钢工艺中的钢水，火法炼铜中的粗铜液，铝电解得到的铝液。
金属熔体不仅是火法冶金过程的主要产品，而且是冶炼过程中多相反应的直接参加者。
许多物理过程和化学反应都是在金属熔体和熔渣之间进行，因此，金属熔体的物理化学性质对冶炼过程的各项工艺指标有着非常重要的影响。
熔渣：主要是各种氧化物熔合而成的熔体。
在许多火法冶炼过程中，矿物原料中的金属往往以金属，合金或熔锍的形态产出，而其中的脉石成分及伴生的杂质金属则与熔剂一起熔合成主要成分为氧化物的熔渣。
熔渣通常是一种非常复杂的多组分体系，除含CaO、FeO、MnO、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、Fe2O3等氧化物外，还可能还有少量氟化物硫化物等，甚至还夹带少量的金属。
熔渣：熔渣是金属提炼和精炼的主要产物之一，大多数冶炼过程中产生的熔渣按质量约为熔融金属或熔锍质量的1~5倍。
熔渣不仅产量大，而且在冶炼过程中常常起着非常重要的作用。
然而，不同熔渣所起到的作用是不完全相同的，可分为冶炼渣，精炼渣，富集渣，合成渣。
冶炼渣：这种炉渣是在以矿石或精矿为原料、以粗金属或熔锍为产物的熔炼过程中生成的，主要作用在于汇集炉料（矿石/精矿，燃料，熔剂）中的全部脉石成分，灰分以及大部分杂质，从而使其与熔融的主要冶炼产物（金属，熔锍）分离。
高炉炼铁的铁矿石中含有大量的脉石，在冶炼过程中，脉石成分(Al2O3,CaO,SiO2等)与燃料(焦炭)中的灰分以及为改善熔渣的物理化学性质而加入的溶剂(石灰石，白云石，硅石等)反应，形成炉渣，从而与金属铁分离。
硫化矿的造锍熔炼中，铜镍等的硫化物与炉料中铁的硫化物熔融在一起，形成熔锍；铁的氧化物FeO,Fe3O4则与造渣剂(SiO2)及其他脉石成分形成熔渣，两者由于密度不同而实现分离。
干法冶铜方程
干法冶铜通常指的是火法冶炼过程，它涉及将含铜的原矿石通过熔炼等步骤提炼成铜。
火法冶炼的基本工艺流程包括以下几个关键步骤：
1. 造锍熔炼：这是火法冶炼的第一步，主要是将铜精矿在高温下熔炼，使部分铁氧化并与脉石、熔剂等形成渣滓除去，产出含有较高铜成分的熔锍（冰铜）。
2. 吹炼：熔锍（冰铜）被送入转炉进行吹炼，通过吹入空气或其他气体，去除熔体中的杂质，如硫等，从而得到粗铜。
3. 火法精炼：粗铜经过火法精炼进一步提纯，去除剩余的杂质，提高铜的纯度。
4. 电解精炼：最后，通过电解精炼的方式，将火法精炼后的铜作为阳极，通过电解液中的铜离子在阴极上沉积，获得更高纯度的电解铜。
总的来说，这些步骤共同构成了火法冶炼铜的整个过程，它是目前工业生产中常用的铜冶炼方法之一。
需要注意的是，火法冶炼过程中会产生大量的热能和废气，因此需要有相应的环保措施来减少对环境的影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、炼铜原料与炼铜工艺
（三）炼铜工艺比较
• 火法工艺：受到环境和成本的压力，传统工艺逐步为现代强化熔 炼工艺所取代，生产规模不断扩大，成本优势明显，硫的捕集率 超过99%，改变了高能耗、高污染的形象 • 湿法工艺：火法难以利用的铜原料，包括低品位废石的利用；尾 矿处理；难选硫化矿；难熔矿；废弃的矿山；开采成本很高的深 矿井；高杂质（As、Sb、Bi）原料，多金属（Ni、Co、Zn)原料。 小规模生产的投资低，生产成本低成本低，不生产硫酸，无SO2 污染。操作简单，在矿山附近就近生产。贵金属回收困难，回收 率不确定。处理黄铜矿精矿的湿法工艺还没有工业应用，存在技 术障碍。 • 再生铜：单位能耗为矿产铜的20%，每利用1吨废杂铜，可少开 采矿石130吨，少产生2吨SO2 和100多吨工业废渣，节约用水535 立方米
二、火法炼铜基本工艺(二)传统炼铜工艺
熔炼：反射炉
精矿预 处理： 焙烧 烧结 混捏 制团 烟气制酸 电解精炼：常规始极片工艺 鼓风炉、电炉 冰铜吹炼： PS转炉 阳极精炼、浇铸
二、火法炼铜基本工艺
• 传统熔炼工艺的问题
目录
传统熔炼工艺：反射炉、电炉、鼓风炉，以反射炉为主；
熔炼强度低：送风氧浓低，冰铜品位低，生产效率低，能 耗高，成本高 生产能力低：单炉年产铜几千吨到几万吨 环境污染严重：SO2回收率低 自动化程度低，劳动强度大 60年代后期世界各地纷纷研究强化熔炼工艺
山东恒邦冶炼股份有限公司
火法冶炼
基本工艺原理
栾会光
一、炼铜原料与炼铜工艺 二、火法炼铜基本工艺 三、先进熔炼工艺 四、铜锍吹炼 五、冶炼二公司火法冶炼工艺
目录
一、炼铜原料与炼铜工艺
一、炼铜原料与炼铜工艺
（一）炼
目录
铜原料
硫化矿：铜或铜铁硫化物，由原生硫化矿如
黄铜矿（CuFeS2)、斑铜矿（Cu5FeS4)等 和次生硫化矿如辉铜矿（Cu2S）、铜蓝等
铜精矿
铜冰铜 水淬镍/铜/铂族金属冰铜 铜精矿 铜渣 铜精矿熔炼+冰铜吹炼
200,000t/a
60,000t/a 213,000t/a 330,000t/a 7万吨/年 32~35万吨/年 7万吨/年
铜冰铜
粗铜 镍/铜吹炼冰 铜 铜冰铜 铜冰铜 粗铜 冰铜
温山
铅厂含铜残渣等
2005
2008 2008 2007 2006 2008
三、先进熔炼工艺
目录
• 工艺控制数学模型的开发和应用；计算机仿真技 术的应用 • 富氧代替预热鼓风，送风氧浓提高，烟气SO2浓 度提高 • 冰铜品位提高 • 贫化电炉能耗降低，冰铜品位提高，渣含铜控制
三、先进熔炼工艺
3 、 闪 速 炉 扩 产 实 例
冶炼厂 玉野 温山 Huelva 贵溪 NA 东予
目录
• 高熔炼强度：闪速熔炼单炉铜精矿处理量首先突 破100万吨/年以上；Isa炉单炉铜精矿处理量达到 130万吨/年；三菱炉精矿处理量将超过100万吨/ 年（温山）。 • 硫捕集率高，环保好：一般均超过95%。闪速熔 炼和三菱熔炼超过了99%，吨铜S的排放量不到 2kg，是最清洁的铜冶炼工艺 • 工艺控制自动化程度高：闪速炉实现了计算机在 线控制。
• ISA/Ausmelt熔炼的特点
目录
• 原料的适应性很强：铜、铅、镍、锡精矿，铜、 铅废杂料等再生冶炼，精矿成分和性质要求不如 闪速炉严格 • 备料简单：可以处理湿料、块料、垃圾等，不需 要特别的备料，湿料、块料可以直接入炉。 • 多种操作方式：通过控制炉内不同的气氛和温度 ，可以自由地进行氧化，还原，烟化（挥发分离 特定的元素）。
再生铜冶炼厂
铜冶炼厂 铜冶炼厂
年处理15万吨二次物 料
130万吨铜精矿 85万吨铜精矿
2007
南秘鲁铜业
秘鲁，Ilo
哈萨克斯坦 秘鲁La Oroya
铜冶炼厂
铜冶炼厂 铜冶炼厂
120万吨铜精矿
25万吨铜精矿 28万吨铜精矿
2009（预计） Kazzinc JSC 2009（预计） 秘鲁Doe Run
三、先进熔炼工艺
目录
• 焙烧：分别脱除精矿中部分或全部的硫，同时除去 部分砷、锑等易挥发的杂质。此过程为放热反应，通常 不需另加燃料。造锍熔炼一般采用半氧化焙烧，以保持 形成冰铜时所需硫量；还原熔炼采用全氧化焙烧；此外 ，硫化铜精矿湿法冶金中的焙烧，是把铜转化为可溶性 硫酸盐，称硫酸化焙烧。 熔炼：，其目的是使铜精矿 或焙烧矿中的部分铁氧化，并与脉石、熔剂等造渣除去 ，产出含铜较高的冰铜（xCu2S· yFeS）。冰铜中铜、铁 、硫的总量常占80%～90%，炉料中的贵金属，几乎全 部进入冰铜。
氧化矿：碳酸盐、氧化物、硅酸盐、硫酸盐 废铜、铜合金、含铜废料等二次物料
一、炼铜原料与炼铜工艺
• （二）炼铜工艺
目录
火法工艺（选矿-熔炼-精炼工艺）：传统炼铜工艺
，适合处理硫化矿，占矿铜产量的75%~80% 湿法工艺（浸出-萃取-电积） ：上世纪70年代中期 后兴起，适合处理氧化矿和次生硫化矿，还用于 处理浮选尾矿、废矿、旧矿和断裂的矿体；硫化 矿采用细菌浸出。占矿铜产量的25% 再生铜：1/3熔炼-精炼，2/3直接生产铜产品。不 同的原料采用不同的熔炼工艺
Start project
赤峰金剑铜业 葫芦岛有色金属集团 同和矿业 俄罗斯铜业公司 吉林镍业
俄罗斯，Chelyabinsk
铜精矿
铜精矿 铜精矿
50万吨/年
48万吨/年 50万吨/年 15万吨/年 27.5万吨/年
冰铜
冰铜 冰铜 粗铜
日本
铜/多金属二次冶炼 铜精矿 Ni/Cu精矿
镍冰铜
三、先进熔炼工艺
目录
• 冰铜含铜量取决于精矿品位和焙烧熔炼过程的脱硫 率，世界冰铜品位一般含铜40%～55%。生产高品位冰 铜，可更多地利用硫化物反应热，还可缩短下一工序的 吹炼时间。熔炼炉渣含铜与冰铜品位有关，弃渣含铜一 般在0.4%～0.5%。熔炼过程主要反应为： 2CuFeS2→Cu2S+2FeS+S Cu2O+FeS→Cu2S+FeO 2FeS+3O2+SiO2→2FeO·SiO2+2SO2 2FeO+SiO2→2FeO·SiO2 造锍熔炼的传统设备为鼓风 炉、反射炉、电炉等，新建的现代化大型炼铜厂多采用 闪速炉。
在中国、印度应用
目录
三、先进熔炼工艺
三、先进熔炼工艺
闪速熔炼和熔池熔炼： ※Outokumpu闪速熔炼
目录
※ 浸没喷枪式熔炼（ISA/Ausmelt） ※ 三菱熔炼
三、先进熔炼工艺
• （一）闪速熔炼技术的进展
三、先进熔炼工艺
•
目录
干而细的硫化铜精矿在高速热空气 流或富氧空气气流作用下呈悬浮状态熔 炼成铜锍或粗铜的铜熔炼方法。它集焙 烧、熔炼和部分吹炼过程于一个设备内 ，是一种发展迅速的强化生产、降低能 耗和消除污染的炼铜方法。
二、火法炼铜基本工艺
• 现代强化熔炼工艺的特点
目录
• 产能大：单套系统最大铜产能超过40万吨/年 • 送风氧浓高：闪速熔炼氧浓达90%，ISA、三菱、 诺兰达熔炼氧浓达到65%，55%和45%
• 自热或半自热熔炼：有效利用硫化矿物燃烧所产 生的热量； • 冰铜品位高：均超过60%，可以高达75%
二、火法炼铜基本工艺
三、先进熔炼工艺
目录
2、闪速熔炼的技术进展 • 生产能力连续提高：贵溪、金隆、玉野、东予、 佐贺关等 • 单个精矿喷嘴取代原有的4个喷嘴，喷嘴结构连 续改进 • 炉体结构连续改进和冷却的强化 • 关键设备的技术逐步成熟：大型蒸汽干燥机，干 矿浓相输送，失重计量加料系统（LIW和Air-slide ），废热锅炉
• ISA工艺炼铜业绩
投产时间 1987 1992 1992 1996 1997 2002 所属公司 芒特艾萨矿业有限公司 塞浦路斯迈阿密矿业 芒特艾萨矿业有限公司 Sterlite工业有限公司 联合矿业 云南铜业 工厂位置 澳大利亚芒特艾萨 美国亚利桑那 澳大利亚芒特艾萨 印度Tuticorin 比利时霍博肯 中国昆明 工厂类型 铜冶炼厂 铜冶炼厂 铜冶炼厂 铜冶炼厂 铜/铅冶炼厂 铜冶炼厂
三、先进熔炼工艺
1、闪速炼铜工艺
目录
●第一座炼铜闪速炉于1949年在芬兰哈里亚瓦尔塔冶炼厂 投入工业生产；目前还用于镍精矿的熔炼；1978年开始 进行铜精矿的一步炼铜；1995年开始进行冰铜的吹炼。 ●至今已有40台炼铜闪速炉建成投产，目前在运行的有 37 台（其中有3台一步炼铜闪速炉，2台冰铜吹炼闪速炉） ，6台炼镍闪速炉在生产。 ●炉体冷却结构的改进、冷却强度的提高，闪速炉的单炉 产能提高，最大达到原设计的3.65倍；闪速炉的炉寿命 延长，最长达到15年，一般10年左右
二、火法炼铜基本工艺
主 要 强 化 熔 炼 工 艺 的 应 用 情 况
工艺 因科闪速熔炼 工业生产时间 1952 发明国 加拿大
目录
现状 2家应用
奥托昆普闪速熔炼
氧气喷洒熔炼 Contop熔炼 诺兰达连续熔炼 三菱连续熔炼 沃克拉连续熔炼 QS工艺
1949
1979 1980 1973 1970 1968 1972
Kennecott
目录
最初生产能力 目前生产能力/ /万吨/年 万吨/年 8.4-矿铜 8-矿铜 10-矿铜 9-矿铜 40-精矿 850tpd-精矿 100-精矿 26-矿铜 20-矿铜 30-矿铜 30-矿铜 110-精矿
＞4000tpd精矿
投产年份
R/S尺寸 6*6.5 4.9*6 6.5*6.8 6.8*7 6*8 6*6.6 7*7.75
R/S体积 /m3 183.7 113.1 225.5 254 226 186.5 298.1
1972 1979 1975 1985 1972 1971 1995