铜(一)
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有色金属冶金学
Non-ferrous Metallurgy
Heavy Metals Metallurgy 重金属冶金（一）
朱 骏
zhujun@metall.ustb.edu.cn
有色金属冶金系 冶金楼602 北京科技大学冶金学院
1
有色金属的分类： ► 轻金属(Light Metals)： 铝、镁、钙、钾、钠、钡等，比重小于5 ► 重金属(Heavy Metals)： 铜、镍、钴、铅、锌、锡等，比重7~11 ► 贵金属(Noble Metals)： 金、银、铂以及铂族元素，在空气中不能氧化，价 值比一般金属贵 ► 稀有金属(Rare Metals)：不是根据金属在地壳中 的含量来定，而是指那些发现较晚、在工业上应用 较迟、在自然界分布较分散以及在提取方法上比较 复杂的金属。如钨、钼、锆、铪、铌、钽及稀土等。
3
Pyrometallurgy of Heavy Metals
Roast
Smelt
Convert
Fire refine
Electrolytic refine
Chemical refine
Metal
Metal
Metal
4
► 重金属矿大多是共生矿，主要为硫化矿，伴生有多
种稀有金属和贵金属。回收硫是重金属冶金的一项 重要任务，大部分硫酸由重金属冶金工厂生产。 ► 重金属的冶金可分为三类： 第一类：硫化矿物的造锍熔炼，如铜、镍及伴生金 属钴 第二类：硫化物矿原料先经焙烧或烧结后，再进行 碳热还原生产金属，如铅、锌、锑，以及锡的氧化 物矿 第三类：焙烧后的硫化矿或氧化物矿用硫酸等溶剂 浸出，然后用电沉积法或其它方法从溶液中提取金 属，亦即湿法冶金，如锌、镉、镍、钴。
5
第3章 铜冶金
3.1 概述 以铜为镜，可以正衣冠； 以人为镜，可以明得失； 以史为镜，可以知兴亡。 —— 唐
6
3.1.1 世界铜生产概况 ► 人类最早发现和使用的金属之一 ► 中国是世界上最早使用铜器的国家之一 ► 中世纪铜矿的开采主要是在欧洲的西班 牙，日耳曼、英国、俄罗斯。 ► 目前粗铜产量顺序为：智利、美国、日 本、秘鲁、中国。
26
[FeS]+(Cu2O)=(FeO)+[Cu2S]
(FeO) [Cu S] K [FeS] (Cu O)
2 2
T=1500K， K=1.4379×104
△G0=-137343.3 J
只有当冰铜中FeS的活度很小的 时候，Cu2S才被氧化而造成大 量的铜入渣损失
27
3.2.3 锍(Matte) 的形成及特性
21
炉料中过量硫的作用机理 造锍熔炼条件下，Cu2O的生成不可避免，它 会与SiO2反应进入炉渣，造成铜损失。 炉料中的过量硫存在，将发生反应：
使Cu2O重新硫化成Cu2S，从而减少渣含铜损 失
22
炉渣中SiO2饱和的作用机理 熔炼体系没有SiO2时，铜锍和炉渣结合成共价 键的Cu-Fe-S-O相，铜锍与炉渣高度混溶。 有SiO2时，它与FeO反应形成离子型炉渣相：
铜锍不与SiO2作用而保留为共价键Cu-Fe-S相， 使铜锍与炉渣明显分层。
23
3.2.1 造锍熔炼时物料的物理化学变化
(1) 各类高价化合物及碳酸盐的离解 (1200℃以上） FeS2 = FeS + 0.5S2 2CuFeS2 = Cu2S +2FeS + 0.5S2 2CuS = Cu2S + 0.5S2 3NiS = Ni3S2 + 0.5S2 CaCO3 = CaO + CO2 MgCO3 = MgO + CO2 在氧化性气氛中，S2会被氧化成SO2
18
长远来看，湿法 冶金将逐渐取代 火法。阻碍其发 展的原因：没有 低廉的合适的浸 出剂，腐蚀比较 严重，固液分离 较为困难。
19
3.2 铜的造锍熔炼
几个基本概念 ► 锍：各种硫化物的混合物——铁的硫化物(FeS) 在高温下能与许多其它金属硫化物形成共熔体 ► 冰铜：Cu2S和FeS组成的合金，锍的一种。 冰铜组成：硫化物(包括PbS，ZnS，Ni3S2)；少 量铁氧化物；Au，Ag，铂族金属全部溶入冰铜； Se，Te，As，Sb，Bi等元素部分溶入冰铜。 ► 通常冰铜中氧的质量分数约为3%，氧在冰铜中 一般以Fe3O4形态存在，是有害成分——熔点高、 比重大，容易形成炉底。
20
造锍熔炼目的：铜以Cu2S形态富集到冰铜；部 分硫被氧化以SO2烟气形式脱离；脉石、氧 化物及大部分杂质进入炉渣，并与冰铜分离。 造锍熔炼属于氧化熔炼。 火法炼铜必须遵循两个原则：一、炉料中必须 有相当数量的硫来形成冰铜；二、使炉渣中 SiO2含量接近饱和，以便冰铜和炉渣分离。 造锍熔炼所用物料主要有：硫化物精矿、造渣 熔剂。
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。 FeS-MeS共熔的特性就是重金属矿物原料造锍熔炼的依据。
28
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 29 乎不溶解。因此，低品位冰铜溶解氧的能力高于高品位冰铜。
M0=1 中性渣
M0>1 碱性渣
M0<1 酸性渣
造锍熔炼以碱性渣为主
生产中要求渣粘度低一些，以利于操作和渣与冰铜的分离
34
炉渣密度
炉渣密度可近似由组成炉渣的氧化物的密度来计算
ρ渣＝Σ (ρMeO·ω(MeO))
式中ρMeO－渣中MeO的密度；
ω(MeO)－渣中MeO的质量分数。
炉渣表面张力
炉渣的表面张力可近似地由下式计算。
16
98%
99.95~99.98%
17
(2) 湿法炼铜(约占15%) 在常温、常压或高压下用溶剂使铜从矿石中浸 出，经除杂后将铜从浸出液中沉淀出来。 对氧化铜矿和自然铜矿，可用溶剂直接浸出； 硫化铜矿则先经焙烧变成氧化铜后再溶浸。 流程：焙烧、浸出和净化、电沉积
优点：成本低，环境污染轻，可处理不能处理 的低品位矿或难选矿。
31
3.2.4 造锍熔炼的炉渣及其特性
► 炉渣：各种氧化物的共熔体，由各种金属和
非金属氧化物的硅酸盐组成的合金，其主要 成分为SiO2、FeO和CaO，三者总和占 85~90%。 ► 常用渣系: FeO-SiO2-CaO、FeO-SiO2Al2O3 和FeO-Fe2O3-SiO2 ► 炉渣是造锍熔炼主要产物之一，根据炉料含 铜不同，渣量约为炉料量的50-100%
32
造锍熔炼对炉渣的基本要求： ► 与冰铜不互溶，对Cu2S溶解度小； ► 粘度小，流动性好，便于与冰铜分离； ► 密度小； ► 界面张力大，以减少冰铜悬浮； ► 熔点一般在1050~1100℃，既能保证熔炼 反应的温度需求，又不增加燃料消耗。
33
炉渣碱度和黏度
碱度定义如下：
%CaO %MgO % FeO M0 %SiO2 % Al2O3
25
3.2.2 造锍熔炼过程中FeS的优先氧化
► FeS是铜最终以Cu2S形态进入冰铜的保证
造锍熔炼的物料中，主要是铜和铁的硫化 物。只要料中有FeS存在，铜的氧化物(Cu2O) 就必然会按下式转变成硫化物(Cu2S)进入冰 铜相。 FeS(l.mt) + Cu2O = FeO(l.sl) + Cu2S(l.mt)
冰铜的主要性质 ► 熔点：940~1130º C，随冰铜品位变化 ► 比重：4.0～5.2，远高于炉渣比重（3～3.7）； ► 粘度：η＝2.4×10-3Pa· s，比炉渣粘度低很多 （0.5~2Pa · s） ► 表面张力：与铁橄榄石（2FeO · 2）熔体间 SiO 的界面张力约为20～60N/m，其值很小，由此 可判断冰铜容易悬浮在熔渣中。 ► 冰铜的主要成分Cu2S和FeS都是贵金属的强有 力的捕捉剂。
2
►Metallurgy
Physical：通过非化学方法改变金属性能，如退火、
调幅分解、形核、长大和粒子粗化等。
Extractive：包括从矿石或其他原料中提取金属的
工艺、冶金单元操作，以及传热传质原理、冶金过程的 物理化学等。
►Method
Pyrometallurgy(目前最主要) Hydrometallurgy Electrometallurgy
10
► 铜的用途
应用范围仅次于钢铁；在有色金属中，铜的产量和消 费仅次于铝。 广泛用在电气工业(48.2%)、通用工具(20.6%)、建 筑工业(16.2%)、交通运输(6.6%)、家用及其它行 业(8.4%)等部门。 铜的化合物广泛用于农业和医药中。
11
3.1.3 炼铜原料及方法 3.1.3.1 炼铜原料 ► 在地壳中的丰度7.0×10-5(g/t) ► 铜矿物分为自然铜、硫化矿和氧化矿。 ► 硫化矿:Cu2S(辉铜矿),CuFeS2(黄铜矿), CuS(铜蓝) ► 氧化矿:Cu2O(赤铜矿),CuO(黑铜矿), CuCO3·Cu(OH)2(孔雀石) 目前，铜产量的90%来自硫化矿，约10% 来自氧化矿，极少量来自自然铜矿。
7
3.1.2 铜及其主要化合物的性质与用途
8
青铜：铜锡合金等 (除了锌镍外，加 入其他元素的合金 均称青铜)。硬度 大、可塑性强、耐 磨耐蚀、色泽光亮
黄铜：铜锌合金。 耐磨性好
白铜：铜钴镍合 金。良好的机械 性、耐蚀性、热 电性
9
铜的性质
（1）物理性质 玫瑰红色；延展性好；导电导热性仅次于银，居 金属的第二位。密度8.96g/cm3，熔点1083.4℃, 沸点2567 ℃。 液态铜能溶解多种气体，铸锭前需脱气处理。 （2）化学性质 在干燥空气或水中不起变化，但在含CO2的潮湿 空气中会氧化成碱式碳酸铜(铜绿) 不溶于稀硫酸和盐酸，溶于硝酸、王水和热的浓 硫酸
液态冰铜遇水分解产生H2 和H2S，发生爆炸！！！
30
冰铜品位是生产中的一个重要问题。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。 铜在渣和冰铜中的平衡浓度遵循分配定律
对铜熔炼，K=0.01。 最常采用的冰铜品位为30~40%。不过，为了减少 熔炼能耗，冰铜品位有越来越高的趋势，但一般不 宜超过70%。至于炉渣中的铜，可以回收。
12
黄铜矿
分布最广的硫化铜矿 分布最广的铜氧化物矿
13
14
15
3.1.3.2 铜的生产方法 (1) 火法炼铜(占铜产量的80%) 将铜矿(或焙砂、烧结块等)和熔剂一起 在高温下熔化，或直接炼成粗铜，或先 炼成冰铜(铜、铁、硫为主的熔体)，然 后再炼成粗铜。主要优点是适应性强， 能耗低，生产率和金属回收率较高。 基本流程包括：造锍熔炼、锍的吹炼、 粗铜火法精炼或阳极铜电解精炼。
渣 i xi
35
3.2.5 铜在炉渣中的损失
烟尘损失 (占0.5%) 铜的损失途径 炉渣损失 机械损失
36
化学损失
化学损失
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。
►Cu2S的溶解损失：Cu2S
在渣中的物理溶解。这种损 失不大，随渣含铁量增加而 增大，熔炼时应尽可能选用 硅钙较高的渣型。 ►Cu2O的成渣损失：Cu2O 与其它化合物成渣的损失。 由于有大量FeS存在，这种 损失很小。
37
机械夹杂损失
冰铜颗粒在炉渣中机械夹杂造成的损失，为 铜在渣中最大的损失。主要是冰铜悬浮物、 金属夹杂物和未来得及澄清分离的液滴 影响机械损失的因素：渣的粘度和比重太大、 渣熔化温度太高、过热温度过低、澄清时间 短等。
ຫໍສະໝຸດ Baidu38
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。
24
(2) 硫化物氧化 FeS + 1.5O2 = FeO + SO2 3FeS + 5O2 = Fe3O4 + 3SO2 Cu2S + 1.5O2 = Cu2O + SO2 (3) 冰铜的形成 Cu2S + FeS = Cu2S· FeS FeS(冰铜) + Cu2O(渣) = Cu2S (冰铜) + FeO (渣) (4) 造渣反应 2FeO + SiO2 = 2FeO· SiO2 3Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5(2FeO· SiO2) + SO2 (5) 燃料的燃烧反应 C + O2 = CO2 2H2 + O2 = 2H2O CH4 + 2O2 = 2H2O +CO2
Non-ferrous Metallurgy
Heavy Metals Metallurgy 重金属冶金（一）
朱 骏
zhujun@metall.ustb.edu.cn
有色金属冶金系 冶金楼602 北京科技大学冶金学院
1
有色金属的分类： ► 轻金属(Light Metals)： 铝、镁、钙、钾、钠、钡等，比重小于5 ► 重金属(Heavy Metals)： 铜、镍、钴、铅、锌、锡等，比重7~11 ► 贵金属(Noble Metals)： 金、银、铂以及铂族元素，在空气中不能氧化，价 值比一般金属贵 ► 稀有金属(Rare Metals)：不是根据金属在地壳中 的含量来定，而是指那些发现较晚、在工业上应用 较迟、在自然界分布较分散以及在提取方法上比较 复杂的金属。如钨、钼、锆、铪、铌、钽及稀土等。
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Pyrometallurgy of Heavy Metals
Roast
Smelt
Convert
Fire refine
Electrolytic refine
Chemical refine
Metal
Metal
Metal
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► 重金属矿大多是共生矿，主要为硫化矿，伴生有多
种稀有金属和贵金属。回收硫是重金属冶金的一项 重要任务，大部分硫酸由重金属冶金工厂生产。 ► 重金属的冶金可分为三类： 第一类：硫化矿物的造锍熔炼，如铜、镍及伴生金 属钴 第二类：硫化物矿原料先经焙烧或烧结后，再进行 碳热还原生产金属，如铅、锌、锑，以及锡的氧化 物矿 第三类：焙烧后的硫化矿或氧化物矿用硫酸等溶剂 浸出，然后用电沉积法或其它方法从溶液中提取金 属，亦即湿法冶金，如锌、镉、镍、钴。
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第3章 铜冶金
3.1 概述 以铜为镜，可以正衣冠； 以人为镜，可以明得失； 以史为镜，可以知兴亡。 —— 唐
6
3.1.1 世界铜生产概况 ► 人类最早发现和使用的金属之一 ► 中国是世界上最早使用铜器的国家之一 ► 中世纪铜矿的开采主要是在欧洲的西班 牙，日耳曼、英国、俄罗斯。 ► 目前粗铜产量顺序为：智利、美国、日 本、秘鲁、中国。
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[FeS]+(Cu2O)=(FeO)+[Cu2S]
(FeO) [Cu S] K [FeS] (Cu O)
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T=1500K， K=1.4379×104
△G0=-137343.3 J
只有当冰铜中FeS的活度很小的 时候，Cu2S才被氧化而造成大 量的铜入渣损失
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3.2.3 锍(Matte) 的形成及特性
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炉料中过量硫的作用机理 造锍熔炼条件下，Cu2O的生成不可避免，它 会与SiO2反应进入炉渣，造成铜损失。 炉料中的过量硫存在，将发生反应：
使Cu2O重新硫化成Cu2S，从而减少渣含铜损 失
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炉渣中SiO2饱和的作用机理 熔炼体系没有SiO2时，铜锍和炉渣结合成共价 键的Cu-Fe-S-O相，铜锍与炉渣高度混溶。 有SiO2时，它与FeO反应形成离子型炉渣相：
铜锍不与SiO2作用而保留为共价键Cu-Fe-S相， 使铜锍与炉渣明显分层。
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3.2.1 造锍熔炼时物料的物理化学变化
(1) 各类高价化合物及碳酸盐的离解 (1200℃以上） FeS2 = FeS + 0.5S2 2CuFeS2 = Cu2S +2FeS + 0.5S2 2CuS = Cu2S + 0.5S2 3NiS = Ni3S2 + 0.5S2 CaCO3 = CaO + CO2 MgCO3 = MgO + CO2 在氧化性气氛中，S2会被氧化成SO2
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长远来看，湿法 冶金将逐渐取代 火法。阻碍其发 展的原因：没有 低廉的合适的浸 出剂，腐蚀比较 严重，固液分离 较为困难。
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3.2 铜的造锍熔炼
几个基本概念 ► 锍：各种硫化物的混合物——铁的硫化物(FeS) 在高温下能与许多其它金属硫化物形成共熔体 ► 冰铜：Cu2S和FeS组成的合金，锍的一种。 冰铜组成：硫化物(包括PbS，ZnS，Ni3S2)；少 量铁氧化物；Au，Ag，铂族金属全部溶入冰铜； Se，Te，As，Sb，Bi等元素部分溶入冰铜。 ► 通常冰铜中氧的质量分数约为3%，氧在冰铜中 一般以Fe3O4形态存在，是有害成分——熔点高、 比重大，容易形成炉底。
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造锍熔炼目的：铜以Cu2S形态富集到冰铜；部 分硫被氧化以SO2烟气形式脱离；脉石、氧 化物及大部分杂质进入炉渣，并与冰铜分离。 造锍熔炼属于氧化熔炼。 火法炼铜必须遵循两个原则：一、炉料中必须 有相当数量的硫来形成冰铜；二、使炉渣中 SiO2含量接近饱和，以便冰铜和炉渣分离。 造锍熔炼所用物料主要有：硫化物精矿、造渣 熔剂。
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。 FeS-MeS共熔的特性就是重金属矿物原料造锍熔炼的依据。
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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 29 乎不溶解。因此，低品位冰铜溶解氧的能力高于高品位冰铜。
M0=1 中性渣
M0>1 碱性渣
M0<1 酸性渣
造锍熔炼以碱性渣为主
生产中要求渣粘度低一些，以利于操作和渣与冰铜的分离
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炉渣密度
炉渣密度可近似由组成炉渣的氧化物的密度来计算
ρ渣＝Σ (ρMeO·ω(MeO))
式中ρMeO－渣中MeO的密度；
ω(MeO)－渣中MeO的质量分数。
炉渣表面张力
炉渣的表面张力可近似地由下式计算。
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98%
99.95~99.98%
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(2) 湿法炼铜(约占15%) 在常温、常压或高压下用溶剂使铜从矿石中浸 出，经除杂后将铜从浸出液中沉淀出来。 对氧化铜矿和自然铜矿，可用溶剂直接浸出； 硫化铜矿则先经焙烧变成氧化铜后再溶浸。 流程：焙烧、浸出和净化、电沉积
优点：成本低，环境污染轻，可处理不能处理 的低品位矿或难选矿。
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3.2.4 造锍熔炼的炉渣及其特性
► 炉渣：各种氧化物的共熔体，由各种金属和
非金属氧化物的硅酸盐组成的合金，其主要 成分为SiO2、FeO和CaO，三者总和占 85~90%。 ► 常用渣系: FeO-SiO2-CaO、FeO-SiO2Al2O3 和FeO-Fe2O3-SiO2 ► 炉渣是造锍熔炼主要产物之一，根据炉料含 铜不同，渣量约为炉料量的50-100%
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造锍熔炼对炉渣的基本要求： ► 与冰铜不互溶，对Cu2S溶解度小； ► 粘度小，流动性好，便于与冰铜分离； ► 密度小； ► 界面张力大，以减少冰铜悬浮； ► 熔点一般在1050~1100℃，既能保证熔炼 反应的温度需求，又不增加燃料消耗。
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炉渣碱度和黏度
碱度定义如下：
%CaO %MgO % FeO M0 %SiO2 % Al2O3
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3.2.2 造锍熔炼过程中FeS的优先氧化
► FeS是铜最终以Cu2S形态进入冰铜的保证
造锍熔炼的物料中，主要是铜和铁的硫化 物。只要料中有FeS存在，铜的氧化物(Cu2O) 就必然会按下式转变成硫化物(Cu2S)进入冰 铜相。 FeS(l.mt) + Cu2O = FeO(l.sl) + Cu2S(l.mt)
冰铜的主要性质 ► 熔点：940~1130º C，随冰铜品位变化 ► 比重：4.0～5.2，远高于炉渣比重（3～3.7）； ► 粘度：η＝2.4×10-3Pa· s，比炉渣粘度低很多 （0.5~2Pa · s） ► 表面张力：与铁橄榄石（2FeO · 2）熔体间 SiO 的界面张力约为20～60N/m，其值很小，由此 可判断冰铜容易悬浮在熔渣中。 ► 冰铜的主要成分Cu2S和FeS都是贵金属的强有 力的捕捉剂。
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►Metallurgy
Physical：通过非化学方法改变金属性能，如退火、
调幅分解、形核、长大和粒子粗化等。
Extractive：包括从矿石或其他原料中提取金属的
工艺、冶金单元操作，以及传热传质原理、冶金过程的 物理化学等。
►Method
Pyrometallurgy(目前最主要) Hydrometallurgy Electrometallurgy
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► 铜的用途
应用范围仅次于钢铁；在有色金属中，铜的产量和消 费仅次于铝。 广泛用在电气工业(48.2%)、通用工具(20.6%)、建 筑工业(16.2%)、交通运输(6.6%)、家用及其它行 业(8.4%)等部门。 铜的化合物广泛用于农业和医药中。
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3.1.3 炼铜原料及方法 3.1.3.1 炼铜原料 ► 在地壳中的丰度7.0×10-5(g/t) ► 铜矿物分为自然铜、硫化矿和氧化矿。 ► 硫化矿:Cu2S(辉铜矿),CuFeS2(黄铜矿), CuS(铜蓝) ► 氧化矿:Cu2O(赤铜矿),CuO(黑铜矿), CuCO3·Cu(OH)2(孔雀石) 目前，铜产量的90%来自硫化矿，约10% 来自氧化矿，极少量来自自然铜矿。
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3.1.2 铜及其主要化合物的性质与用途
8
青铜：铜锡合金等 (除了锌镍外，加 入其他元素的合金 均称青铜)。硬度 大、可塑性强、耐 磨耐蚀、色泽光亮
黄铜：铜锌合金。 耐磨性好
白铜：铜钴镍合 金。良好的机械 性、耐蚀性、热 电性
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铜的性质
（1）物理性质 玫瑰红色；延展性好；导电导热性仅次于银，居 金属的第二位。密度8.96g/cm3，熔点1083.4℃, 沸点2567 ℃。 液态铜能溶解多种气体，铸锭前需脱气处理。 （2）化学性质 在干燥空气或水中不起变化，但在含CO2的潮湿 空气中会氧化成碱式碳酸铜(铜绿) 不溶于稀硫酸和盐酸，溶于硝酸、王水和热的浓 硫酸
液态冰铜遇水分解产生H2 和H2S，发生爆炸！！！
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冰铜品位是生产中的一个重要问题。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。 铜在渣和冰铜中的平衡浓度遵循分配定律
对铜熔炼，K=0.01。 最常采用的冰铜品位为30~40%。不过，为了减少 熔炼能耗，冰铜品位有越来越高的趋势，但一般不 宜超过70%。至于炉渣中的铜，可以回收。
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黄铜矿
分布最广的硫化铜矿 分布最广的铜氧化物矿
13
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15
3.1.3.2 铜的生产方法 (1) 火法炼铜(占铜产量的80%) 将铜矿(或焙砂、烧结块等)和熔剂一起 在高温下熔化，或直接炼成粗铜，或先 炼成冰铜(铜、铁、硫为主的熔体)，然 后再炼成粗铜。主要优点是适应性强， 能耗低，生产率和金属回收率较高。 基本流程包括：造锍熔炼、锍的吹炼、 粗铜火法精炼或阳极铜电解精炼。
渣 i xi
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3.2.5 铜在炉渣中的损失
烟尘损失 (占0.5%) 铜的损失途径 炉渣损失 机械损失
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化学损失
化学损失
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。
►Cu2S的溶解损失：Cu2S
在渣中的物理溶解。这种损 失不大，随渣含铁量增加而 增大，熔炼时应尽可能选用 硅钙较高的渣型。 ►Cu2O的成渣损失：Cu2O 与其它化合物成渣的损失。 由于有大量FeS存在，这种 损失很小。
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机械夹杂损失
冰铜颗粒在炉渣中机械夹杂造成的损失，为 铜在渣中最大的损失。主要是冰铜悬浮物、 金属夹杂物和未来得及澄清分离的液滴 影响机械损失的因素：渣的粘度和比重太大、 渣熔化温度太高、过热温度过低、澄清时间 短等。
ຫໍສະໝຸດ Baidu38
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。
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(2) 硫化物氧化 FeS + 1.5O2 = FeO + SO2 3FeS + 5O2 = Fe3O4 + 3SO2 Cu2S + 1.5O2 = Cu2O + SO2 (3) 冰铜的形成 Cu2S + FeS = Cu2S· FeS FeS(冰铜) + Cu2O(渣) = Cu2S (冰铜) + FeO (渣) (4) 造渣反应 2FeO + SiO2 = 2FeO· SiO2 3Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5(2FeO· SiO2) + SO2 (5) 燃料的燃烧反应 C + O2 = CO2 2H2 + O2 = 2H2O CH4 + 2O2 = 2H2O +CO2