冰铜(铜锍)PS转炉熔炼法的工艺过程以及其他吹炼工艺
冰铜吹炼
总反应：
2FeS(l)+3O2(g)+SiO2(s)=2FeO ∙SiO2(l)+2SO2(g)
△H=-1029.6 MJ/mol •产物白冰铜：成分接近Cu2S •强烈放热：105 MJ/kg O2
第二阶段 造铜期(Blister copper stage)
除去白冰铜中剩余的S： Cu2S
2Cu2S(l)+3O2=2Cu2O(l)+2SO2 △G0=-148.6 kJ/mol Cu2S(l)+2Cu2O(l)=6Cu(l)+SO2 △G0=-50.7 kJ/mol 总反应： Cu2S(l)+O2=2Cu(l)+SO2 △H=-217.4 MJ/mol
思考题
从热力学原理来说，区分熔炼与吹炼有无 必要？ 吹炼的两个阶段中烟气成份的变化？ 吹炼操作时过早或者过晚进入造铜期的危 害？（筛炉时熔剂的加入量不合适）
谢谢大家 欢迎提出宝贵意见！
二、冰铜吹炼的基本原理
•
吹炼步骤及主要化学反应
•
两个阶段划分的热力学原因（优先氧化）
冰铜中各成分在吹炼中的行为
PbS
Bi2S3
Bi2S3 在吹炼过程中大部分被氧化为Bi2O3 ，生 成的Bi2O3 与Bi2S3 反应生成金属铋。铋大部分进入 烟气中，少量留在冰铜中。
As与Sb
这 两 种 元 素 的 硫 化 物 大 部 分 氧 化 成 As2O3 和
Sb2O3，少量被氧化成As2O5 和Sb2O5进入炉渣。只有
•
教材：134页
3 冰铜中各组分在吹炼中的行为 FeS
1.
氧化后以铁橄榄石造渣为主要反应 有部分生成 Fe3O4. 无SiO2时， Fe3O4很难被FeS 还原，而SiO2存在时，很容易反应生成铁橄榄石 炉渣。
冰铜吹炼
Ni3S2
造渣期：主要以Ni3S2存在； 造铜期：自身的交互反应不能完成，会与 Cu或Cu2O反应生成少量Ni。
CoS
CoS是在冰铜FeS含量非常低时才被氧化。当冰铜 中含铁量低于10％时，CoS开始强烈氧化造渣。也就 是说造渣期末期开始才开始氧化。因此工业上把转炉 渣作为提钴的原料（0.4-0.5%）。
ZnS
造渣期：ZnS被O2或FeO氧化成ZnO，然后与SiO2造 渣。这一部分的锌占冰铜锌总量的70~80%。 15~20%的Zn按下列反应生成锌蒸气进入炉气。 2ZnO + ZnS = 3Zn(g) + SO2(g) ZnS + 2Cu = Cu2S + Zn(g)
造渣期：部分氧化生成的PbO容易与SiO2造渣。部分 PbS被炉气带走，有一部分PbS与PbO反应生成金属 铅。生成的Pb一部分进入烟气中，大部分留在Cu2S 中，到造铜期才被氧化。
PbS
Bi2S3
Bi2S3 在吹炼过程中大部分被氧化为Bi2O3 ，生 成的Bi2O3 与Bi2S3 反应生成金属铋。铋大部分进入 烟气中，少量留在冰铜中。
As与Sb
这 两 种 元 素 的 硫 化 物 大 部 分 氧 化 成 As2O3 和
Sb2O3，少量被氧化成As2O5 和Sb2O5进入炉渣。只有
魏寿昆：《冶金过程热力学》，上海科学技术出版社，1980年
冰铜吹炼分两个阶段的热力学依据
FeS(l) + Cu2O(l) = Cu2S(l) + FeO(l)
ΔG0= -105437-85.48T (J/mol)
实际体系的真实溶液中
[Cu2 S ] 3416 lg 1.72 [ FeS ] T
冰铜吹炼和火法精炼
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当传动系统电机转动时，小齿轮带动大 齿轮使转炉作回转运动。
中小型转炉的大齿轮一般是整圈的，转 炉可以转动360o。
大型转炉的大齿轮一般只是炉壳周长的 3/4，转炉只能转动270o
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图6 平端盖的转炉结构 1.炉壳，2.滚圈3.U-风管4.集风管5.挡板6.隔热板7.冠状齿轮8.活动盖9.
ZnS+2Cu=Cu2S+Zn(g) 在各温度下该反应的锌蒸汽压如下所示： 温度（℃） 1000 1100 1200 1300
PZn (Pa) 6850 12159 25331 46610 由于转炉烟气中锌蒸气的分压很小,所以金属
Cu与ZnS的反应能顺利地向生成锌蒸气的方向进 行。
生产实践表明，锍中的锌约有70%~80%进入 转炉渣，20%~30%进入烟尘。
3NiO(s) + 3FeS(l) + O2 = Ni3S2 (l) +3FeO(l) +SO2
只有在FeS浓度降低到很小时，Ni3S2才按下式 被氧化：
Ni3S2+3.5O2=3NiO+2SO2 +1186kJ
氧化反应的速度很慢，NiO不能完全入渣。
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（在造铜期）当熔体内有大量铜和Cu2O时， 少量Ni3S2 可按下式反应生成金属镍：
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（5）Bi2S3在吹炼过程中的变化 Bi2S3易挥发。
锍中的Bi2S3在吹炼时被氧化成Bi2O3： 2Bi2S3 +9O2= 2Bi2O3+6SO2
生成的Bi2O3可与Bi2S3 反应生成金属铋： 2Bi2O3 + Bi2S3 = 6Bi + 3SO2
冰铜熔炼的基本原理
冰铜熔炼的基本原理冰铜熔炼是在高温和氧化气氛条件下将硫化铜精矿熔化生成MeS共融体的方法，又称造锍熔炼。
冰铜熔炼将精矿中的铜富集于冰铜中，而大部分铁的氧化物与加入的熔剂造渣。
冰铜和炉渣由于性质差别极大而分离。
根据炉料受热方式、热源、炉料所处状态、气氛氧化程度，冰铜熔炼有鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼、闪速炉熔炼、白银炉熔炼及一步炼铜等。
尽管设备不同，冶炼过程的实质是相同的，都属于氧化熔炼。
精矿首先熔炼获得冰铜，然后将冰铜吹炼成粗铜，要获得纯度较高的精铜，将粗铜进行精炼，即火法精炼和电解精炼，这些过程都包括了氧化过程。
熔炼的基本原理：冰铜熔炼所用炉料主要是硫化铜精矿和含铜的返料，出含有Cu、Fe、S等元素外，还含有一定量的脉石。
如用一般冶炼方法如反射处理，S/Cu比值较高的精矿，得到的冰铜品位低。
此时，要先进行氧化焙烧，脱去部分S然后熔炼，才能获得要求品位的冰铜。
如采用闪速炉或一步炼铜法测不受S/Cu比限制。
硫含量大，自热能力好。
炉料中的化合物有如下几种：1、硫化物熔炼生成精矿以CuS、FeS2、FeS为主；焙砂以Cu2S、FeS为主，还有少量ZnS、NiS、PbS等。
2、氧化物Fe2O3、Fe3O4、Cu2O、CuO、ZnO、MeO。
如炉料为焙砂氧化物较多，生生精矿中氧化物较少。
3、脉石CaCO3、MgCO3、SiO2、Al2O3等。
其中硫化物和氧化物数量占80%以上。
熔炼过程实质上是铁和铜的化合物及脉石在高温和氧化气氛条件下进行的一系列化学反应，并生成MeS相和MeO相，即冰铜和炉渣，二者因性质和密度的不同而分离。
熔炼炉料还包括加入的熔剂如石英、石灰石等，与精矿中部分铁盒脉石形成炉渣。
一、熔炼过程的化学反应1、热分解反应（1）、高价硫化物的热分解FeS2= FeS + 1/2 S2反应573K开始，833K激烈进行。
2CuFe S2= Cu2S + 2FeS +1/2 S2反应823K开始分解。
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+2SO22FeO+SiO2→2FeO·SiO2FeO还会被氧化成Fe3O4进而造渣：6FeO+O2→2Fe3O43Fe3O4+FeS+5SiO2→5(2FeO·SiO2)+SO22.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+2SO2Cu2S+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。
转炉吹炼中造渣期是分批将铜锍注入转炉中，逐渐富集从而获得足够数量的白铜锍（Cu2S）。
在吹炼操作时，把炉子转到停风位置，装入第一批铜锍，一般到风口浸入液面下200mm左右为宜。
然后旋转炉体到吹风位置，边旋转边吹风，数分钟后加入石英溶剂。
当温度升高至1200-1250℃时，把炉子转到停风位置，加入冷料，随后继续吹炼。
PS转炉造渣过程的动态优化控制
20Metallurgical smelting冶金冶炼PS 转炉造渣过程的动态优化控制陈展展1，2（1.大冶有色金属有限责任公司，湖北 黄石 435005；2.有色金属冶金与循环利用湖北省重点实验室，湖北 黄石 435005）摘 要：PS 转炉造渣过程的操作如今依然是由有相关经验的工人根据经验完成，因此在该过程中工艺指标波动大，且难以保证吹炼过程的优化运行。
因此本文将根据铜锍吹炼过程及其操作，提出转炉造渣过程的动态优化之法。
关键词：转炉造渣；动态优化中图分类号：TF811 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）19-0020-2收稿日期：2020-10作者简介：陈展展，男，生于1983年，汉族，河北沙河人，本科，工学学士，冶金工程师，研究方向：冶炼工程技术。
1 铜锍吹炼过程PS 转炉造渣的过程一般是指含有铁、硫等杂质的物质如铜锍在转炉中经过一系列反应，最终去除杂质，得到较为纯净的铜的一种冶金方法。
铜锍（冰铜）吹炼的过程一般都是在卧式PS 转炉中进行的。
吹炼过程分为两个周期，分别是造渣期和造铜期[1]。
造渣期一般是使铜锍中的铁氧化来造渣，一般会向转炉中加入石英熔剂，并在加入石英熔剂的同时从风口向转炉内鼓入富氧空气，为的是使其中含有的硫化亚铁能够顺利转化成硅酸铁炉渣。
第二个周期就是造铜期，在这个阶段主要是将硫化亚铜氧化成粗铜。
在铜锍吹炼的过程中往往会因为其中发生的种种反应而产生大量的热量，为了维持吹炼过程所需要的温度，一般会在转炉中不断投入冷料来平衡反应所产生的多余热量[2]。
2 转炉造渣过程的优化问题2.1 评价铜锍吹炼过程的好坏的主要经济指标一般来说，评价铜锍吹炼过程的好坏的主要经济指标有五项，分别为空气利用率、送风时率、转炉生产率、铜的直接回收率和炉寿与耐火材料单耗。
空气利用率是指实际参与反应的空气量与通过鼓风口向转炉中鼓入的空气量，空气利用率不仅和设备的密封制度有关，也与送风制度紧密相连。
PS转炉造渣过程的动态优化控制
PS转炉造渣过程的动态优化控制发表时间：2020-12-29T07:57:29.280Z 来源：《中国科技人才》2020年第24期作者：张扬[导读] 文章主要是分析了铜锍吹炼的造渣以及造渣过程的动态优化控制，同时建立了最优计算模型，最后提出了有效的动态优化控制方案，望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。
铜陵有色金属集团股份有限公司摘要：文章主要是分析了铜锍吹炼的造渣以及造渣过程的动态优化控制，同时建立了最优计算模型，最后提出了有效的动态优化控制方案，望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：动态优化；智能控制；造渣1、前言PS转炉造渣的过程是我国应用的最为广泛的冶金方法，当前我国的铜锍造渣过程造作大部分都是由工作人员依据其自身的相关经验进行手动进行，这样不仅容易造成工艺指标的波动不规律且很难有效确保到吹练过程的稳定运行。
2、铜锍吹炼的造渣火法工艺过程主要包括四个主要步骤：造锍熔炼、铜锍（冰铜）吹炼、粗铜火法精炼和阳极铜电解精炼。
造硫熔炼（铜精矿—冰铜）：主要是使用铜精矿造冰铜熔炼，目的是使铜精矿部分铁氧化，造渣除去，产出含铜较高的冰铜。
冰铜吹炼（冰铜—粗铜）：将冰铜进一步氧化、造渣脱除冰铜中的铁和硫，生产粗铜。
火法精炼（粗铜—阳极铜）：将粗铜通过氧化造渣进一步脱除杂质元素，生产阳极铜。
电解精炼（阳极铜—阴极铜）：通过引入直流电，阳极铜溶解，在阴极析出纯铜，杂质进入阳极泥或电解液，从而实现铜和杂质的分离，产出阴极铜。
3、造渣过程的动态优化控制利用可计算模型结构的最优组合来寻找高分段常数的最优计划和控制律。
为了彻底消除工厂生产过程中的干扰和未基本确定的重要因素的较大影响，主要根据其生产整体质量的主要指标，引入及时反馈和微调的相关机制。
有用户反馈，通过软测量建模方法和进出转炉人员各种物料量的计算方法得到各种信息。
动态优化模型可以通过智能控制，最大限度地计算出根据软测量模型计算出的信息量与期望和质量目标之间的误差。
冰铜熔炼实验报告
冰铜熔炼实验报告熔炼车间是冶炼厂的主要生产车间，车间的主要任务是生产铜阳极板。
熔炼车间处理的铜精矿均为外购铜精矿，利用电炉和合成炉生产冰铜。
电炉主要是由矿热电炉处理焙烧车间生产的焙砂，合成炉主要处理经蒸汽干燥机干燥后的干精矿，电炉、合成炉产出的冰铜搭配进入转炉进行吹炼，转炉产出的粗铜进入阳极炉精炼，最后由双园盘浇铸系统产出合格的铜阳极板送精炼厂。
在实习期间主要了解了以下几点，现简单介绍如下。
1.冰铜熔炼铜精矿首先熔炼获得冰铜，然后将冰铜吹炼成粗铜。
冰铜熔炼是在高温和氧化气氛条件下将硫化铜精矿熔化生产MeS共熔体的方法，又称造锍熔炼。
冰铜熔炼将精矿中的铜富集于冰铜中，而大部分铁的氧化物与加入的熔剂造渣。
冰铜与炉渣由于性质差别极大而分离。
冰铜熔炼分为鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼、电炉熔炼、闪速熔炼及一步炼铜等。
尽管设备不同，冶炼过程的实质是相同的，都属于氧化熔炼。
高温下，炉料受热后形成低价稳定的化合物，随着形成低熔点共晶组分熔化析出，即形成初冰铜和初渣。
其最终成分的形成是在熔池中完成。
熔炼的主产物冰铜是由Cu2S、Fe S组成的合量，其中还溶解了一定数量铁的氧化物和其它硫化物，如Ni3S2、CoS、PbS、ZnS等。
一般Cu+Fe+S占冰铜总量的80%~90%。
炉料中的金银及铂族元素在熔炼过程中几乎全部进入冰铜中。
Se、Te、As、Sb、Bi等元素也部分地溶解在冰铜中。
冰铜品位的选择取决于下列因素：炉料的性质和成分、熔炼特性、经济条件等。
熔炼生精矿时，冰铜品位不能在大范围内变动，但可用预先焙烧来调整，焙烧程度愈大，熔炼时冰铜品位愈高，反之亦然。
冰铜品位越低，吹炼所需时间愈长，吹炼时能耗愈大，炉衬消耗愈快。
实践证明，选择冰铜品位为37~42%较为合理。
但冰铜品位太高也存在一些问题。
(1)冰铜品位高，铜在炉渣中的损失增多。
(2)产生高品位冰铜，需延长精矿的焙烧时间，降低了焙烧的生产率，并增加烟尘产出量。
对冰铜吹炼及粗铜精炼各阶段终点判断的探讨
对冰铜吹炼及粗铜精炼各阶段终点判断的探讨葫芦岛有色金属集团公司杨文栋苏凤来摘要：本文介绍了在转炉冰铜吹炼及粗铜阳极炉精炼过程中，每个阶段终点判断方法。
关键词：冰铜吹炼；粗铜精炼；终点判断0前言在火法炼铜过程中，无论是转炉冰铜吹炼，还是粗铜阳极精炼，对每个阶段终点判断至关重要。
终点判断准确与否，直接关系到金属直收率、企业的安全生产及企业的经济效益。
本人结合多年生产实际，归纳总结了关于转炉冰铜吹炼和粗铜阳极炉精炼的终点判断方法，仅供大家参考。
1、冰铜转炉吹炼简述火法冶炼中，冰铜转炉吹炼分为两个周期：造渣期和造铜期。
在讨论造渣期和造铜期终点判断的同时，本文将筛炉期也单列出来一起讨论。
2、冰铜转炉吹炼终点判断方法2．1 造渣期终点判断方法造渣操作是转炉吹炼操作的关键。
在造渣反应过程中，造渣期终点判断不准，会造成渣子过吹、欠吹或喷炉事故的发生。
除影响金属直收率外，还会造成人身伤害及设备事故发生。
因此，造渣期终点判断尤为重要。
具体方法如下：2．1．1 化学成份分析法取白铍和转炉渣样化验，当白铍含铜为75+5%，渣含铜小于3%，渣含硅在19~24%时，证明造渣期终点到。
2．1．2 烟气及火焰判断法观察炉口，烟气飘浮边沿下降，气流活跃，四周似翻腾状溢出烟罩外，同时为焰由橙色变成黄绿色，再变为灰色，火焰强劲有力，亮度增加，当火焰转变为黄白色时，证明造渣期终点到。
2．1．3 喷溅物判断法炉口喷溅物较始吹时变得细小、密集、频繁并呈絮状、飘浮无力、发亮；喷溅物冷却凝固样呈空心粒状，证明造渣期终点到。
2．1．4 图示法在配备有温度指示表和二氧化硫浓度指示表的情况下，当出现温度指示值上下移动频繁，在1100~1300。
C范围内温度曲线图呈锯齿状；二氧化硫浓度指示值由低逐渐升高，当稳定在一、二个格内上下移动曲线图时，证明造渣期终点到。
2．1．5 炉后钎样判断法炉后钎样粘结物的颜色由灰白色转为青灰色，再转为油黑色，有光泽，结构松脆，能自动断裂脱离，证明造渣期终点到。
冰铜的生产过程
冰铜的生产过程
冰铜是一种金属制品，它通常是由铜和其他金属（如镍、锡、铅等）的合金组成。
其制作过程一般分为以下几个步骤：
1.选料：首先需要选取高纯度的铜和其他金属材料，以确保最终制品的质量。
2.熔炼：将选好的金属料放入熔炉中加热，直到金属完全融化，这一过程叫做熔炼。
在熔炼过程中，还需要加入适当的助剂，以提高合金的性能。
3.浇铸：将熔化的金属倒入模具中，等待凝固，这一过程叫做浇铸。
在浇铸过程中，需要控制好温度和速度，以保证最终制品的形状和性能。
4.淬火：在铸造完成后，需要通过淬火来改善合金的硬度和强度。
这个过程通常是通过将制品加热到一定温度，然后突然冷却。
5.成型：进行淬火后，还需要将制品进行切割、打磨、抛光等加工处理，以得到最终的冰铜制品。
以上是冰铜的基本生产过程，不同的制品和厂家可能会有一些微小的差异。
铜的加工冶炼工艺流程
铜的加工冶炼工艺流程火法炼铜是当今生产铜的主要方法，占铜产量的80%左右，主要是处理硫化矿。
火法炼铜的优点是原料适应性强，能耗低，效率高，金属回收率高。
火法炼铜可分两类：一是传统工艺：如鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼。
二是现代强化工艺：如闪速炉熔炼、熔池熔炼。
由于20世纪中叶以来全球性的能源和环境问题突出，能源日趋紧张，环境保护法规日益严格，劳动成本逐步上涨，促使铜冶炼技术从20世纪80年代起获得飞速发展，迫使传统的方法不得不被新的强化方法来代替，传统冶炼方法逐渐被淘汰。
随之兴起的是以闪速熔炼和熔池熔炼为代表的强化冶炼先进技术，其中最重要的突破是氧气或富氧的广泛应用。
经过几十年的努力，闪速熔炼与熔池熔炼已基本取代传统火法冶炼工艺。
1、火法冶炼工艺流程火法工艺过程主要包括四个主要步骤：造锍熔炼、铜锍（冰铜）吹炼、粗铜火法精炼和阳极铜电解精炼。
造硫熔炼（铜精矿—冰铜）：主要是使用铜精矿造冰铜熔炼，目的是使铜精矿部分铁氧化，造渣除去，产出含铜较高的冰铜。
冰铜吹炼（冰铜—粗铜）：将冰铜进一步氧化、造渣脱除冰铜中的铁和硫，生产粗铜。
火法精炼（粗铜—阳极铜）：将粗铜通过氧化造渣进一步脱除杂质元素，生产阳极铜。
电解精炼（阳极铜—阴极铜）：通过引入直流电，阳极铜溶解，在阴极析出纯铜，杂质进入阳极泥或电解液，从而实现铜和杂质的分离，产出阴极铜。
火法炼铜一般流程图2、火法冶炼工艺分类（1）闪速熔炼闪速熔炼（flash smelting）包括国际镍公司因科（Inco）闪速炉、奥托昆普（Outokumpu）闪速炉和旋涡顶吹熔炼（ConTop）3种。
闪速熔炼是充分利用细磨物料巨大的活性表面，强化冶炼反应过程的熔炼方法。
将精矿经过深度干燥后，与熔剂经干燥一起用富氧空气喷入反应塔内，精矿粒子在空间悬浮1-3s时间，与高温氧化性气流迅速发生硫化矿物的氧化反应，并放出大量的热，完成熔炼反应即造锍的过程。
反应的产物落入闪速炉的沉淀池中进行沉降，使铜锍和渣得到进一步的分离。
铜冶炼三种方法[说明]
![铜冶炼三种方法[说明]](https://img.taocdn.com/s3/m/3f88171a6d85ec3a87c24028915f804d2b168780.png)
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0.6%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0.6%~0.7%,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。
综上所述,让我们来寻求新的冶炼工艺,在不断的探索中发现新途径。
氧气底吹炉炼铅、炼铜最早是湖南水口山和中国有色工程设计研究总院共同研发在水口山进行过半工业试验。
首先用于炼铅,产业化取得成功,继这之后,中国有色工程设计研究总院原副院长、总工程师、全国设计大师蒋继穆,用在炼铜上,曾找过多家合作,可是谁都不想吃第一只螃蟹。
211171074_多功能转炉吹炼低品位冰铜生产工艺与实践
2023年 1月下 世界有色金属5冶金冶炼M etallurgical smelting多功能转炉吹炼低品位冰铜生产工艺与实践李 奖1，邢振兴2*（１．江西自立环保科技有限公司，江西 抚州，３４４１１３； ２． 东北大学冶金学院，辽宁 沈阳，１１０８１９）摘 要：江西自立环保科技有限公司自主研发设计了一款集熔炼吹炼一体化的多功能转炉用于处理低品位冰铜，日处理冰铜５０ｔ~７０ｔ，铜、镍的直收率达９０ｗｔ．％以上，工艺安全、环保、能耗等综合指标均达到预期目的。
本文详细介绍了冶炼工艺、参数指标、操作流程及生产过程中出现的常见问题，并对其解决策略进行了具体阐述。
生产实践结果表明，利用多功能转炉将低品位冰铜与高品位冰铜进行多批次搭配熔化，可以吹炼得到含铜镍达９０ｗｔ．％以上的阳极板。
通过本工艺采用多功能转炉对低品位高镍冰铜的成功处理为实际生产中处理其他复杂金属共伴生资源提供了一定的实际参考价值。
关键词：多功能转炉；低品位冰铜；吹炼；工艺；生产实践中图分类号：ＴＦ８１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）０２－０００５－３Production technology and practice of low-grade copper matte blew by multi-functional converterLI Jiang 1, XING Zhen-xing 2*（１． Ｊｉａｎｇｘｉ Ｓｅｌｆ－Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ．， Ｆｕｚｈｏｕ ３４４１３３， ＰＲ Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ， Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０８１９， ＰＲ Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｊｉａｎｇｘｉ ｓｅｌｆ－ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ． ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａ ｍｕｌｔｉ－ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｌｏｗ－ｇｒａｄｅ ｃｏｐｐｅｒ ｍａｔｔｅ． Ｔｈｅ ｄａｉｌｙ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｍａｔｔｅ ｉｓ ５０ｔ~７０ｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｎｉｃｋｅｌ ｉｓ ｏｖｅｒ ９０ｗｔ．％． Ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓａｆｅｔｙ， ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｈａｖｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｃｔｅｄ ｐｕｒｐｏｓｅ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｉｎｄｅｘ， ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ， ａｎｄ ｉｔｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｗｅｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｎｏｄｅ ｐｌａｔｅ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ９０ｗｔ．％ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｎｉｃｋｅｌ ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｂｌｏｗｉｎｇ ｌｏｗ－ｇｒａｄｅ ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｈｉｇｈ－ｎｉｃｋｅｌ ｍａｔｔｅ ｉｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｂａｔｃｈｅｓ ｗｉｔｈ ａ ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ． Ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｌｏｗ－ｇｒａｄｅ ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｈｉｇｈ－ｎｉｃｋｅｌ ｍａｔｔｅ ｗｉｔｈ ａ ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｃｏｍｐｌｅｘ ｍｅｔａｌ ｃｏ－ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Keywords: ｍｕｌｔｉ－ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ； ｌｏｗ－ｇｒａｄｅ ｃｏｐｐｅｒ ｍａｔｔｅ； ｂｌｏｗｉｎｇ； ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎｄｅｘ； ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ 收稿日期：２０２２－１１作者简介：李奖（１９９４—），男，本科，江西抚州人，助理工程师，从事铜冶炼与资源回收及管理工作。
铜冶炼 PS转炉的环保升级改造方案(一)
铜冶炼PS转炉的环保升级改造方案一、实施背景近年来，随着环境保护意识的不断提高，我国对冶炼行业的环保要求也越来越严格。
为了降低铜冶炼过程中的环境污染，提高资源利用率，有必要对现有的PS转炉进行环保升级改造。
二、工作原理PS转炉是一种常见的铜冶炼设备，其工作原理是将铜矿石、燃料和熔剂加入炉内，在高温和旋转的情况下进行熔炼。
改造后，我们将引入新型的环保技术，如富氧熔炼、余热回收等，以降低能源消耗和污染物排放。
三、实施计划步骤1. 制定改造方案：结合PS转炉的结构和工艺特点，制定详细的环保升级改造方案。
2. 设计与采购：对需要引入的环保技术进行设计，并采购相应的设备。
3. 安装与调试：将采购的设备安装到PS转炉上，并进行调试，确保各项设备能够正常运行。
4. 试运行：在完成安装调试后，进行试运行，对改造后的PS 转炉进行性能测试。
5. 验收与推广：如果试运行效果良好，对改造后的PS转炉进行验收，并将改造经验进行推广。
四、适用范围本改造方案适用于所有铜冶炼企业，可以帮助企业降低能源消耗和污染物排放，提高冶炼效率和环保水平。
五、创新要点1. 富氧熔炼技术：通过引入富氧空气作为助燃剂，提高燃烧效率，降低能源消耗。
同时，由于富氧空气中氧气含量高，可以减少燃烧过程中产生的一氧化碳等有害气体排放。
2. 余热回收技术：通过余热回收设备，将PS转炉排放的余热进行回收利用，用于预热助燃空气等环节，可以进一步提高能源利用率，降低能源消耗。
3. 全自动控制系统：改造后的PS转炉将配备全自动控制系统，可以实时监测和控制炉内温度、压力等参数，确保冶炼过程稳定、高效。
控制系统还可以根据原料的成分和冶炼要求自动调整工艺参数，提高铜的冶炼效果。
4. 自动加料系统：通过引入自动加料系统，可以实现原材料的自动投放和计量，避免人为操作失误，提高原材料的利用率和冶炼效率。
5. 废水处理技术：对冶炼过程中产生的废水进行处理，可以减少废水对环境的影响。
冰铜闪速吹炼工艺评述
doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2014.06.009冰铜闪速吹炼工艺评述吴继烈（江苏环球铜业有限公司，江苏连云港222000）摘要：对冰铜闪速吹炼和PS转炉吹炼工艺进行了分析，并以详尽的生产数据阐述了影响闪速吹炼工艺推广的杂质脱除、作业率、能耗等问题。
在冰铜闪速吹炼工艺发展过程中，其产能将更大、配套系统将更优化，应朝着集中处理冰铜的方向发展。
关键词：铜；冰铜；闪烁吹炼；能耗；评述中图分类号：TF811 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2014）06-0000-00Review of Flash Converting of Copper MatteWU Ji-lie(Jiangsu Universal Copper Co. Ltd, Lianyungang 222000, Jiangsu, China)Abstract：The processes of Flash Converting and PS Converting of copper matte were analyzed. The effects of impurities desorption, operation rate, energy consumption on promotion of copper matte Flash Converting were elaborated with detailed production data. Bigger productivity, optimization of mating system, and centralization are to be achieved to develop copper matte Flash Converting process in future.Key words：copper; matte; Flash Converting; energy consumption; review由于环保要求及铜产能扩张的需求，双闪炼铜工艺成为40万t级（及以上）产能炼铜项目的首选工艺。
冰铜的吹炼技术的发展与现状
目录第一章：摘要 (3)第二章：绪论 (4)第三章：粗铜的吹炼技术的发展与现状 (4)3.1、吹炼粗铜的工艺操作 (4)3.1.1、卧式转炉（又称P－S或皮尔斯－史密斯转炉） (5)3.1.2、三菱法熔炼炉 (5)3.1.3、虹吸式（霍博肯）转炉 (6)3.1.4、闪速吹炼 (6)3.2、现阶段铜的新的吹炼方法“氧气底吹连续炼铜” (7)3.3、“氧气底吹连续炼铜”方法的新的特点 (7)3.3.1、采用底吹炉吹炼 (7)3.3.2、采用高品位铜锍(铜68%~70%)吹炼 (7)3.3.3、根据精矿成分确定吹炼渣型 (7)3.3.4、底吹吹炼炉 (7)3.3.5、底吹炉连续吹炼 (7)3.3.6、熔炼炉至吹炼炉设置铜锍溜槽 (7)第四章：研究结果的建议及结论： (8)4.1、建议 (8)4.2、结论 (8)4.3、致谢 (8)第五章：参考文献 (9)第一章：摘要【摘要】吹炼是火法炼铜的重要过程,主要任务是将冰铜吹炼成粗铜,在吹炼过程中,冰铜中的铁被氧化进入炉渣,硫以二氧化硫的形态进入烟气。
本文基于冰铜吹炼技术发展的基础，结合现在世界上一些新颖的冰铜技术的介绍，讨论了冰铜吹炼的吹炼技术以后的发展方向。
关键词：冰铜吹炼；火法炼铜；闪速吹炼Abstract:Blowing the chain is the important process of the fire method chain copper, the main task is to blow an ice copper the chain become a thick Fe3O4 copper, in the process of blowing in, iron in the ice copper is oxidized into a heat of residue, the sulphur gets into smoke spirit by the appearance of sulphur dioxide.This text blows the foundation of chain technique development according to the ice copper and combine now in the world some novel ice copper technical introduction, discussed that the ice copper blows a blowing of chain a chain technique later of development direction.Keywords: The ice copper blows a chain; The fire method chain copper; The Shan soon blows a chain第二章：绪论绪论：在铜的加工工艺中吹炼过程是火法冶炼生产粗铜的最后一道工序，由图1可以看出其重要性[1]。
冰铜的价格及吹炼
本文摘自再生资源回收-变宝网（）冰铜的价格及吹炼变宝网7月28号讯冰铜在铜工业中是非常重要的一种原料，所有的粗铜生产都需要用到它，冰铜的名字也使它在很多领域被广泛采用。
今天小编就重点介绍一下它的几个主要方面。
一、冰铜是什么铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，生成冰铜，也叫铜锍，主要由硫化亚铜和硫化亚铁互相熔解而成的，它的含铜率在20%～70%之间，含硫率在15%～25%之间。
二、冰铜的加工制作将粉状或颗粒状铜原料(铜精矿)与石英沙(石)混合后，加入熔炼炉进行熔炼，在1084-1300`C的高温下，石英与铜矿中铁、钼、镁、钙、硅等结合，形成炉渣，其余剩下的即为冰铜，以达到铜渣分离、铜含量提高之目的。
三、冰铜吹炼冰铜吹炼过程是火法冶炼生产粗铜的最后一道工序。
除了脱除铁和硫外，还通过造渣和挥发，进一步降低冰铜中的其它有害杂质，以防止或减少这些杂质进入粗铜;再有，使贵金属(金、银及铂族元素)和镍等有价金属尽量富集于粗铜或高品位锍，以便在后来的电解精炼中加以回收。
主要是将上道工序产出的含铜50%左右的冰铜吹炼至含铜98%左右的粗铜的过程。
四、冰铜的价格冰铜根据不同的比重有不同的价位，市面上常见的是比重在6.3~7.2之间的冰铜产品。
根据变宝网最新报价显示，2016年冰铜价格在600元/吨~1200元/吨之间，具体价格询问变宝网供应商为准。
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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。
转炉吹炼中造渣期是分批将铜锍注入转炉中，逐渐富集从而获得足够数量的白铜锍（Cu2S）。
在吹炼操作时，把炉子转到停风位置，装入第一批铜锍，一般到风口浸入液面下200mm左右为宜。
然后旋转炉体到吹风位置，边旋转边吹风，数分钟后加入石英溶剂。
当温度升高至1200-1250℃时，把炉子转到停风位置，
加入冷料，随后继续吹炼。
当炉渣造好后，旋转炉子，当风口离开液面后，停风到出炉渣，之后再加入铜锍，吹炼数分钟后加入石英溶剂，并根据炉温加入冷料。
当炉渣造好后倒渣。
再加铜锍，依此类推。
反复进行进料，吹炼，放渣，直到炉内熔体所含铜量满足造铜期要求时为止。
这时开始筛炉，即最后一次除去熔体内残留的FeS，倒出最后一批渣。
可以在筛炉前向炉内加入少量铜锍可以保证熔体保持1200-1250℃的温度，从而使第二周期吹炼和粗铜浇注时不会很困难。
筛炉后继续鼓风吹炼进入造铜期，这时不向炉内加铜锍和溶剂，当炉温高于所控制的温度时，可向炉内加入适量的残机。
造铜期随着Cu2S的氧化，炉内熔体体积逐渐减小，应使炉体往后转，以便维持风口在熔体面一下一定的距离。
出铜时，转动炉子加入一些石英，将炉子稍向后转，然后出铜。
这样可以挡住氧化渣。
出铜后应迅速捅风眼，清除结块，让后装入铜锍，开始下一炉次的吹炼。
3.3其他吹炼工艺
工业上冰铜吹炼工艺还有很多种，比如闪速吹炼，三菱法吹炼，澳斯麦特炉吹炼等。
每种方法都有其各自的特点。
3.3.1闪速吹炼
闪速吹炼可以使硫的回收率大大提高，降低铜能耗，吹炼过程中可以实现自热，耗水量减少。
并且闪速吹炼工艺是连续作业，易实现自动化控制，生产费用降低。
在粗铜产量一定的情况下，闪速吹炼炉比P-S转炉吹炼时规模要小的多，基建投资较转炉吹炼工艺减少35%。
具有显著的经济效益。
闪速熔炼炉产出的高品位铜锍经水淬、磨细和干燥后，用风力输送到闪速吹炼炉顶的料仓。
将磨细的铜锍、石灰和烟尘与含氧75-85%的富氧空气或工业氧气一起从反应塔顶喷入塔内，进行吹炼得到含硫0.2-0.4%的粗铜。
生成金属铜的反应主要在反应池中进行。
吹炼过程中CaO做溶剂造渣，烟气送去制酸，炉渣返回熔炼炉处理。
3.3.2三菱法吹炼
三菱法连续熔炼中的吹炼炉是顶吹形式的一种。
在一个圆形的炉中用直立式喷枪进行吹炼。
喷枪内层喷石灰粉，外层喷含氧26-32%的富氧空气。
三菱法将空气、氧气和溶剂喷到熔池表面，通过熔体面上的薄渣层和锍进行氧化与造渣反应。
炉渣、锍和铜各层熔体处于相对静止的状态，所以三菱法必须使用Fe3O4不容易析出的铁酸钙均相渣，且要保证薄渣层以限制锍中的铁含量。
三菱法需要锍品位为68-69%，生成的粗铜品位为98.5%。
3.4参考文献
[1]许并社，李明照.铜冶炼工艺[M].北京：化学工业出版社，2007.
[2][美]W.G.达文波特，[美]M.金，[美]M.施莱辛格，[澳]A.K.比斯瓦斯著，
杨吉春，董方译.铜冶炼技术[M].北京：化学工业出版社，2006.
[3]朱祖泽，贺家齐.现代铜冶金学[M].北京：科学出版社，2003.。