冰铜及炉渣性质PPT课件

M 炉渣是典 型的 碱性0渣 （M0＝1.1～1.5)，闪 速熔炼炉渣 也 为碱性渣 （M0＝
%SiO % Al O 1.4～1.6）。
2
23
8
第8页/共19页
➢ 炉渣与冰铜的相平衡 冰铜熔炼过程中炉渣
是 以 FeO-SiO2 系 、 FeOSiO2-CaO系及FeO-SiO2Al2O3 系 等 为 主 体 的 。 图 2-7为FeO-SiO2-CaO系三 元系相图。图中铁全部认 为 是 FeO， 而 Al2O3、 CaO 及 MgO 等 均 折 合 成 CaO。
(Cu(OsXl ) ) 27CuO(0.R5 =2.0，T=1473~1573K) 闪速炉渣
式中(Cu(OsXl )
)
为铜(氧化物形态)在渣中的质量分数；
为3C5uOC0.u5O在0.5渣中的活度；
TR为为C(熔熔CuO渣u渣0.5(O温s中Xl ) 度)Fe。／SiO2；
13
第13页/共19页
11
第11页/共19页
铜的损失途径
烟尘损失 (占0.5%)
化学损失
炉渣损失
(占1～2%)
机械损失
12
第12页/共19页
➢ 化学损失：包括铜硫化物的溶解和铜的氧化物与溶剂或脉石发生造渣反应所
引起的铜损失。
对于铁橄榄石炉渣，铜的氧化物的溶解量可按下式计算：
(R=1.5，T=1473~1573K) 反射炉渣
(Cu(sl ) ) (Cu(OsXl ) ) (Cu(ssl ) )
14
第14页/共19页
图2-12铜溶解损失与锍品位的关 系
15
第15页/共19页
➢ 机械夹杂损失 主要是冰铜悬浮物、金属夹杂物和未来得及澄清分离的低相液滴。 影响铜损失的因素很多，主要有炉渣组成、体系的氧位(或冰铜品位)和炉
渣的温度。炉渣的组成决定了炉渣的性质，如炉渣的粘度、比重、表面张力 和炉渣对冰铜的溶解能力等。
铜的硫化物在炉渣中的溶解量，在工业上按下式计算：
式中
为铜((C以u硫(ssl化) )物形0态.0)在04渣9中5的(质S(量sl )分) 数；(Cu(mt ) )
(Cu(s为sl )渣) 中硫的质量分数；
(S(sl ) ) 为锍中铜的质量分数。
铜在熔融炉渣中总的溶解损失为：
(Cu(mt )＝)
＋
图2-12铜溶解损失与锍品位的关系。
9
第9页/共19页
10
第10页/共19页
➢ 一般SiO2含量为35~42%时,既可保证炉渣与冰铜的良好分离。这是因为当 无 SiO2 时 ， FeS 与 FeO 完 全 互 溶 ， 但 当 SiO2 存 在 时 ， 反 应 2 FeO＋SiO2＝ 2FeO·SiO2很容易进行，可很好地使FeS与炉渣分离。渣中CaO和Al2O3均降 低FeS等硫化物在渣中的溶解度，所以渣中一定量的CaO和Al2O3可改善渣与 冰铜的分离。但不能过多，否则会增加粘度，冰铜容易夹杂在渣中，引起铜 的损失。
60N/m，其值很小，由此可判断冰铜容易悬浮在熔渣中。 4）冰铜的主要成分Cu2S和FeS都是Au和Ag的强有力的溶解剂。
5
第5页/共19页
5）液态冰铜遇水爆炸，其原因如下： Cu2S + 2H2O = 2Cu + 2H2 + SO2 FeS + H2O = FeO + H2S 3FeS + 4H2O = Fe3O4 + 3H2S + H2
熔炼过程中对炉渣有以下基本要求： 1）要与冰铜互不相溶； 2）对Cu2S的溶解度要低； 3）要有良好的流动性和低的密度。
7
第7页/共19页
➢ 炉渣的分类常以炉渣的酸度或碱度来划分。过去常以酸度（硅酸度）来对 炉渣进行分类，现在许多冶金学家大都以碱度来分类。
碱度定义如下：
M0=1的渣称为中性渣，M%0>C1的a渣O称为%碱性M渣g，OM0<1%的渣F称eO为酸性渣。鼓风
16
第16页/共19页
冰铜液滴在炉渣中的沉降速度，可按下式计算：
2r2g 1 2 1 2 式中 v－冰铜液滴在熔3渣中的沉降2 速度；31 22
r－冰铜液滴半径； g－重力加速度； ρ1、ρ2－冰铜和熔渣密度； η1、η2－冰铜和渣含铜的影响
损失形式 SiO2 FeO Fe2O3 CaO Al2O3 ZnO MgO
化学溶解
－
机械夹杂
18
第18页/共19页
感谢您的观看。
19
第19页/共19页
图2-3为Cu2S-FeS二元系相图，在熔炼温度下(1200℃)两种硫化物均为液相， 而且完全互溶形成均质溶液。
1
第1页/共19页
图2-4为FeS与金属硫化物形成共熔体的重叠液相线图。FeS-MeS共熔的特 性就是重金属矿物原料造锍熔炼的依据。
2
第2页/共19页
图2-5为Cu2S-FeS-FeO状态图。图中NB线可视为铜铁硫化物形成的冰铜溶 解FeO的溶解曲线。
冰铜中溶解的氧越多，冰铜中的硫含量就越低，不利于冰铜的形成。除了冰 铜品位外，炉渣成分和温度对其也有影响。图2-6示出渣含SiO2和冰铜品位对冰 铜溶解氧的影响。
4
第4页/共19页
冰铜的主要性质： 1）比重：4.4～4.7，远高于炉渣比重（3～3.7）； 2）粘度：η＝2.4×10-3Pa·s，比炉渣粘度低很多 （0.5~2Pa ·s） 3）表面张力：与铁橄榄石（2FeO ·SiO2）熔体间的界面张力约为20～
当冰铜中Cu2S质量分数 增加时，冰铜中溶解的FeO 量随之减少，当冰铜成分接 近 于 纯 Cu2S 时 ， 溶 解 的 FeO量很少。这表明，冰铜 溶解氧主要是FeS对FeO的 溶 解 ， 而 Cu2S 对 FeO 几 乎 不溶解。因此，低品位冰铜 溶解氧的能力高于高品位冰 铜。
3
第3页/共19页
反应产生的H2和H2S与空气中氧反应而引起爆炸。 2H2S ＋ 3O2 ＝ 2H2O(g) + 2SO2 2H2 + O2 =2H2O(g)
6
第6页/共19页
➢ 在冰铜熔炼过程中炉料中的脉石主要是石英石、石灰石等与物料氧化后产 生的FeO等进行反应，形成复杂的铁硅酸盐炉渣。一般冰铜熔炼所产炉渣量 大约为炉料的50～100％。