铜精炼反射炉参考图
铜精炼反射炉的生产和实践
铜精炼反射炉的生产和实践一、概述二、铜火法精炼的氧化过程三、铜火法精炼的还原过程四、铜火法精炼炉的结构五、铜火法精炼炉的供热六、铜火法精炼炉的生产实践1.生产作业2.事故处理3.开停炉4.产物5.技术经济指标铜精炼反射炉的生产和实践一、概述铜精炼反射炉的原料为矿石粗铜、再生杂铜、不同渠道获得的各类铜锭等。
入炉原料除含硫、氧外，还含有一些其它杂质。
如砷、锑、铅、锌、锡、铁、钴、镍等，此外尚含有硒、碲、铋、金、银等稀有金属。
通常情况下，将铜料在铜精炼炉中进行火法精炼，产出Cu≥99.8%的阳极板，在进行电解精炼，产出Cu≥99.95%的电解铜。
最后从阳极泥中将稀贵金属提取出来。
铜火法精炼为间歇（周期）作业，分为加料熔化、氧化、还原、铸型五个阶段，每炉作业周期一般小于24小时，最快12小时。
由于各工厂所处理的原料成分差异很大，所以氧化期的操作方法有不同之处，但基本原理相同。
二、铜火法精炼的氧化过程完成加料、熔化作业，进入氧化阶段。
用氧化管将压缩空气通入铜熔体，铜首先氧化：4Cu（液）+O2（气）=2Cu2O(液）铜氧氧化亚铜生成的氧化亚铜立即溶解在铜熔体中。
氧化亚铜在铜熔体中的溶解液。
随着温度升高而升高，如下表：氧化亚铜在铜熔体中的溶解度温度1150 1200 1250 1300（℃）Cu2O溶8.3 12.4 13.1 13.8解度（%）相当氧0.73 1.38 1.48 1.52含量（%）正常氧化温度约为1200℃,此温度条件下，熔体中Cu2O含量超过12.4%时，熔体将分为两层，下层为饱和Cu2O的铜熔体，上层为析出的Cu2O。
生产控制氧化亚铜不可过量饱和，以防止造成渣含铜增高等恶果。
溶解在铜熔体的氧化亚铜起着氧化剂的作用，去氧化对氧的亲和力大于铜对氧的亲和力的金属杂质Me’被氧化：Cu2O + Me’ = Me’O + 2Cu氧化亚铜金属杂质杂质氧化物铜为使化学反应顺利进行（化学平衡向右移动），氧化过程中如下控制：1、增加Cu2O浓度：适当提高温度，使Cu2O在铜熔体中尽可能的达到饱和。
年产25万吨电铜的铜电解精炼车间工艺设计(已处理)
年产25万吨电铜的铜电解精炼车间工艺设计西安建筑科技大学华清学院毕业设计(论文)任务书题目: 25万吨/年电铜的铜电解精炼车间工艺设计院(系): 冶金工程学院专业: 冶金工程学生姓名:学号:指导教师:一、毕业设计(论文)的主要内容(含主要技术参数)1、查阅有关铜电解精炼技术等方面的文献,写出文献综述;说明设计的任务和目的,铜在国民经济建设及有色金属工业的发展概况。
2、根据给定铜阳极成份,设计年产25万吨电铜的铜电解精炼车间,年工作日360天。
铜阳极成份如下表:元素Cu Au Ag As Sb Ni Bi Pb含量% 99.3 0.062 0.08 0.01 0.011 0.178 0.002 0.032元素Se Te Fe Zn Sn S O 其他含量% 0.042 0.05 0.001 0.003 0.004 0.0015 0.05 0.17353、工艺计算及主要设备设计计算。
包括工艺流程的选择与论证;按冶炼过程各阶段编制物料平衡表,铜电解精炼冶金计算包括:电解过程金属平衡和物料平衡,净液量的计算,硫酸耗量,电解槽热平衡及蒸汽消耗等;主要设备及辅助设备的计算与选择。
4、绘制工艺流程图及主要设备简图。
5、撰写本科毕业论文。
二、毕业设计(论文)题目应完成的工作(含图纸数量)1.查阅相关中、英文文献资料不少于15篇(本);2.按学校毕业设计规范提交完整的毕业设计说明书 1份;3.绘制工艺流程图 1 张(1#),主要设备简图 2 张(2#);4.翻译相关外文资料 1 篇(约3000字左右)。
三、毕业设计(论文)进程的安排序号设计(论文)各阶段任务日期备注1 毕业实习 3.1~3.142 查阅相关文献资料,完成文献综述 3.15~3.283 铜电解精炼工艺流程的确定3.29~4.44 详细工艺计算及主要设备设计计算 4.5~5.195 撰写设计说明书,绘制相应图纸 5.20~5.306 检查、完善设计说明书及图纸,准备答辩 5.31~6.11四、主要参考资料及文献阅读任务(含外文阅读翻译任务)1.阅读有铜电解精炼方面的文献(其中英文文献不少于3篇);2.主要参考资料:朱祖泽,贺家齐.现代铜冶金学,北京:科学出版社,2003,1.罗孝玲,Jules.中国铜工业存在的问题及对策探讨.技术经济,2002,12:7-8.于润沧.再议我国铜工业发展的若干战略问题.铜工业工程,2001,17:7-10曹异生.世界铜工业进展及前景展望. 世界有色金属,1997,4:17-21.黄海根,余斌,张绍才.铜工业的近来走势与发展对策探讨.矿产保护与利用,2004,42:8-12.五、审核批准意见教研室主任签(章)25万吨/年电铜的铜电解精炼车间工艺设计专业:冶金工程学生:朱浪涛指导教师:张秋利设计总说明铜电解精炼过程,主要是在直流电的作用下,铜在阳极上失去电子后以铜离子的形态溶解,而铜离子在阴极上得到电子以金属铜的形态析出的过程。
炼铜反射炉水淬渣工艺矿物学
反射炉水淬渣的 XRD 分析结果见图 2. 由图可见， 炼铜炉渣中的结晶相主要为 Fe3O4, Fe2SiO4, MgFe2+3O4, Fe2O3 及 SiO2. 图中 MgFe2+3O4, Fe2O3 和 Fe3O4 的衍射 峰发生重叠，为了进一步确定炉渣的物相组成，还需借 助其他分析手段，如 SEM-EDS, Mössbauer 等，其中 Mössbauer 谱用来分析铁物相及各物相相对含量.
Relative transmission
1.00
0.98
0.96
0.94
0.92
0.90
0.88
0.86
-10
-5
0
5
10
Velocity (mm/s)
图 3 炉渣中 Fe 的 Mössbauer 谱图 Fig.3 Mössbauer spectrum of copper-containing slag
中图分类号：TF09
文献标识码：A
文章编号：1009−606X(2010)04−0732−06
1 前言
我国冶金工业资源消耗高，二次资源综合利用率 低，导致大量有价金属进入冶炼废渣中成为污染物，炼 铜反射炉水淬渣就是其中的一种. 这些废渣不仅占用大 量土地，且其中的重金属在堆积过程中会被逐渐释放出 来，造成严重的土壤污染和水体污染[1,2]. 为此，国内外 对废渣的利用进行了大量研究，主要有如下几类：(1) 回收其中的有价金属[3−11]；(2)用作建筑材料[12−16]；(3) 作其他用途，如根据炉渣特性用作水处理吸附剂[17]. 虽 然取得了一定的研究成果，但炉渣的综合利用水平仍较 低，大部分工艺仅处于实验及半工业实验中，还无法实 现大规模推广应用. 制约水淬铜渣高效利用的主要原因 是铜渣中矿物成分较多，物相复杂，且相互之间存在连 生与包裹现象，导致有价金属与脉石成分分离困难. 目 前从水淬铜渣中回收有价金属(如铜、铁)不仅回收率低， 且生产的精矿品位不高，达不到冶炼要求. 因此，本工 作对反射炉水淬铜渣的工艺矿物学进行了详细的研究， 并运用热力学分析软件对高温脱硅过程进行了分析，在 此基础上提出了细磨浮选回收铜−高温脱硅−磁选分离 铁的选冶联合工艺.
铜火法精炼主要热工设备及所用耐火材料
铜火法精炼主要热工设备及所用耐火材料铜精炼的必要性及工序转炉生产出的粗铜，其含铜量一般为98.5% ~99.5%，其余为杂质，如硫、氧、铁、砷、铺、锌、锡、铅、铋、镍、钴、硒、碲、银和金等。
这些杂质存在于铜中，对铜的性质产生各种不同的影响，有的会降低铜的电导率，如砷、锑、锡;有的会导致热加工时型材内部产生裂纹，如砷、铋、铅、硫;有的则使冷加工性能变坏，如铅、锑、铋。
总之，降低了铜的使用价值。
有些杂质如金和银则具有较高使用价值和经济效益，需要回收和利用。
因此，为了满足铜的各种用途要求，需要将粗铜提纯精炼。
精炼的目的有两个，一是除去铜中的杂质，提高纯度，使铜含量在99.5%以上;二是从铜中分离回收有价元素，提高资源综合利用率。
目前使用的精炼方法有两类：(1)粗铜火法精炼，直接生产含铜99. 5%以上的精铜。
该法仅适用于金、银和杂质含量较低的粗铜，所产精铜仅用于对纯度要求不高的场合。
(2)粗铜先经过火法精炼除去部分杂质，浇铸成阳极，再进行电解精炼，产出含铜99. 95%以上、杂质含量达到标准的精铜。
这是铜生产的主要流程。
粗铜的火法精炼过程包括氧化、还原和浇铸三个工序。
在1150 ~1200℃的温度下，先将空气压入熔融铜中，进行杂质的氧化脱出，而后再用碳氢物质除去铜液中的氧，最后进行浇铸。
粗铜火法精炼用设备目前，用于铜火法精炼的炉型有反射炉、回转式精炼炉、倾动式精炼炉三种。
1 反射炉反射炉是传统的火法精炼设备，是一种表面加热的膛式炉，结构简单，操作容易，既可处理冷料，又可处理热料。
此外，因反射炉容积、炉体尺寸可大、可小，处理量可以从1t变化到400t，具有很强的适应性。
处理冷料较多的工厂和规模较小的工厂，多采用反射炉生产阳极铜。
其缺点是操作效率低，劳动强度大，操作环境差。
国内大多采用固定式反射炉进行精炼，炉衬主要采用镁砖、镁铝砖或镁铬砖砌筑。
国外精炼反射炉炉顶用不烧镁铬砖、铬镁砖或直接结合镁铬砖砌筑，炉墙上部用镁铬砖，下部用直接结合镁铬砖和普通镁铬砖，炉底使用硅砖。
铜精矿的熔炼反射炉
（2）采用预热空气。
（3）采用富氧。
26
单元作业
1、简述反射炉熔炼的缺点。
2、影响反射炉生产率的关键因素是什么？
27
2
一、概述
第一台炼铜反射炉始于1879年，此后，反射炉
炼铜迅速发展，在20世纪60年代达到顶峰，其产量
达到世界铜总产量的70%。但反射炉熔炼有它难以 克服的缺点，如能耗高、环境污染严重等，这些缺 点制约了它的发展。到20世纪70年代，以闪速熔炼 为代表的低能耗、高效率、低污染的现代熔炼方法
迅速崛起，致使反射炉熔炼逐渐被新的炼铜方法取
处理焙烧矿时，大部分铅进入炉渣，少量
进入冰铜，约20%的铅挥发排出。
14
镍和钴的行为与铜相似，均以硫化物形态 进入冰铜中。
大量的As、Sb、Bi、Sn和Te也进入冰铜中，
在冰铜吹炼及粗铜精炼时加以回收。
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5、反射炉熔炼的产物
反射炉熔炼的产物是冰铜、炉渣、烟尘及
烟气。
反射炉的烟尘量一般为入炉物料量的1.3 ~ 1.5%。 采用空气燃烧时，反射炉熔炼烟气的成分一般 为，%：CO215~18；SO21~2；O20.5~1.2；CO
的表面温度的关系最大。
9
炉气的温度主要取决于燃料的发热量，燃
烧时的过剩空气系数等等。 炉料的温度主要取决于炉料的熔点。 对于一定成分的炉料，熔点是一定的，所 以，炉气温度是决定炉子生产率的关键因素。
反射炉内传热过程是非常复杂的，影响传热的
因素甚多，但是其中最主要的还是燃料燃烧即
炉气温度。
10
2、主要的化学反应
（1）选择合理渣型； （2）使炉渣充分过热，使冰铜、炉渣良好分离； （3）严格控制冰铜面，减少随渣损失； （4）稳定冰铜品位；
年处理5万吨粗铜火法精炼反射炉设计1
年处理5万吨粗铜火法精炼反射炉设计摘要：反射炉一种室式火焰炉，燃料在燃烧室燃烧，生成的火焰靠炉顶反射到加热室加热坯料的炉子。
炉内传热方式不仅是靠火焰的反射，而且更主要的是借助炉顶、炉壁和炽热气体的辐射传热。
反射炉炼铜适于处理细粒浮选精矿，对原料和不同类型的燃料适应性强，流程简短，生产稳定，渣含铜低至可直接废弃的程度，炉床面积大，适于大规模生产，从而成为当代最重要的炼铜方法。
在世界铜的生产中，反射炉炼铜产出的铜量长期居于首位。
关键词：火法精炼反射炉粗铜一：前言铜精炼反射炉的入炉原料为矿石粗铜、再生杂铜、不同渠道获得的各类铜锭等。
原料中除含硫、氧外，还含有一些其他杂质，如砷、锑、铅、锌、锡、铁、钴、镍等，此外还含有硒、碲、铋、金、银等稀有金属。
通常情况下，将铜料在铜精炼炉中进行火法精炼，产出Cu ≥99.8%的阳极板，再进行电解精炼，产出Cu≥99.95%的电解铜。
最后从阳极泥中将稀贵金属提取出来[1]。
铜火法精炼为间歇（周期）作业，分为加料熔化、氧化、还原、铸型五个阶段，每炉作业周期一般小于24小时，最快12小时。
由于各工厂所处理的原料成分差异很大，所以氧化期的操作方法有不尽相同之处，但基本原理相同。
用一段法处理杂铜熔炼时，一般都在固定反射炉中进行，所以实际上，在反射炉进行的既是熔炼也是精炼。
并且与矿铜的火法精炼原理相同，不过，由于粗铜杂质含量高，所以在操作上有其独特特点，杂铜在反射炉中处理时，整个精炼过程包括熔化、氧化、还原、除渣、浇铸等作业。
二：反射炉结构1.1炉基炉基是整个炉子的基础，承受炉子巨大的负荷，因此要求基础坚实。
炉基可做成混凝土的、炉渣的或石块的，其外围为混凝土或钢筋混凝土侧墙。
炉基底部留有孔道，以便安放加固炉子用的底部拉杆。
炉基上面设有为发生事故跑铜时排出和积存高温铜液的深沟，设计时沟的倾斜方向应注意机电设备和立柱的安置位置，沟的坡度以4%~5%为宜。
炉基是一次性建筑设施，设计时应考虑到扩大炉体的因素，保持炉体基础整体性。
有色金属冶炼工艺设备
有色金属冶炼工艺设备有色金属冶炼工艺设备有色冶金设备反射炉一种室式火焰炉。
炉内传热方式不仅是靠火焰的反射而更主要的是借助炉顶、炉壁和炽热气体的辐射传热。
就其传热方式而言很多炉型如加热炉、平炉等都可归入反射炉。
一般是指有色金属冶炼用的反射炉。
反射炉在有色金属冶炼中用途很广用于干燥、焙烧、精炼、熔化、保温和渣处理等工序。
反射炉一直是炼铜的主要设备。
图片图片一种室式火焰炉。
炉内传热方式不仅是靠火焰的反射而更主要的是借助炉顶、炉壁和炽热气体的辐射传热。
就其传热方式而言很多炉型如加热炉、平炉等都可归入反射炉。
一般是指有色金属冶炼用的反射炉。
反射炉在有色金属冶炼中用途很广用于干燥、焙烧、精炼、熔化、保温和渣处理等工序。
反射炉一直是炼铜的主要设备。
炼铜反射炉采用优质耐火材料砌筑炉顶有拱式和吊挂式两种拱式炉顶多用硅砖吊挂式炉顶和侧墙内衬均用镁砖、镁铬砖、铬镁砖或镁铝砖。
炉底用镁铁砂氧化镁和氧化铁烧结而成。
熔炼反射炉宜于处理充分混合的细碎物料不宜处理大块物料。
它对原料和燃料的适应性强容易实现大型化成本低但燃料消耗高烟气量大烟气含二氧化硫浓度低不易回收利用污染环境因此限制了炼铜反射炉的发展。
采用富氧鼓风和减少漏风的办法或采用氧气喷吹装置将精矿喷入炉内的办法可提高反射炉的生产能力和烟气SO2浓度使SO2得到利用。
有色冶金设备中频炉中频炉采用200-2500Hz中频电源进行感应加热熔炼保温主要用于熔炼碳钢合金钢特种钢也可用于铜铝等有色金属的熔炼和提温.设备体积小重量轻效率高耗电少熔化升温快炉温易控制生产效率高。
中频炉采用200-2500Hz中频电源进行感应加热熔炼保温主要用于熔炼碳钢合金钢特种钢也可用于铜铝等有色金属的熔炼和提温.设备体积小重量轻效率高耗电少熔化升温快炉温易控制生产效率高.中频感应热水炉工作原理本炉使用电源方式不同于工频电锅炉是将380V的工频交流电源输入中频电源柜中频电源柜内具有过压保护、过流保护、如有过压、过流现象会自动停机报警在中频电源柜内将工频交流电源整流为单相直流电再通过逆变成为单相交流中频电压、电流单相交流中频电压、电流是安全的将单相交流中频电压、电流输入加热器产生感应电对锅炉内的水进行感应加热。
连续富氧侧吹冶炼炉
冶炼工艺：火法冶炼 种类：平炉加工定制：是 炉衬类型：根据原料确定型号：大中小 适用对象：金属高温冶炼 规格：国标 品牌：株洲矿冶 用途：高温冶炼作业方式：连续生产 外形尺寸：5m--20m （mm ） 富氧反射炉：连续富氧侧吹冶炼炉炉窑形状：长方形 种类：连续侧吹富氧冶炼炉温度范围：1000-1650（℃） 加工定制：是 燃料种类：油.气 煤等多种材质：耐火材料 重量：30-1000（t ）适用对象：多种金属冶物料输送方式：皮带输送品牌：株洲矿冶 电机功率：7.5-245（Kw ） 生产能力：10-100（t/h ） 属性：属性值种类：连续侧吹炼富氧反射炉 适用对象：铜、铅、锡、铋、锑等多种金属冶炼工艺类型：机械化 炉窑形状：长方形 燃料种类：煤.油.气都行 物料输送方式：人工和皮带输送等多种品牌：株洲矿冶设备 型号：大、中、小 温度范围：500-1600（℃） 材质：耐火材料及钢材生产能力：1.5（t/h ） 窑体直径：3000×6000（mm ） 窑体长度：8000（mm ） 窑体斜度：平 转速：2900（r/min ） 电机功率：11（Kw ） 重量：30（t ）本公司研制连续吹炼反射炉的优点及性能，由于设备简单，投资少，建设速度快，不要焙烧脱硫,可采用侧吹氧脱硫,现已用于多家中、小型铜冶炼厂。
本设备技术指标：炉床处理铜锍能力为5.6％～7t/m2·d；鼓风压力为0.3～0.6MPa；铜锍浓度7％～10％；粗铜品位98.5％；渣含铜0.6％～0.3％以下；金属直收率88.5％～98％。
连续富氧侧吹冶炼炉的应用吹炼作业是火法炼铜工序中不可缺少的作业，将55-75%的氧气鼓入铜锍熔体并与铜锍熔体中的铁、硫进行氧化反应放出热量（铜不氧化），维持自热吹炼，经过造渣期和造铜期操作，生成粗铜。
吹炼所产生的烟气送硫酸厂制酸。
大中型铜冶炼厂的吹炼作业是由转炉来实现的，由于转炉机械设备复杂，而且风口区炉衬寿命短。
粗铜反射炉精炼工艺
反射炉精炼工艺.1反射炉结构反射炉是传统的火法精炼设备，是一种表面的膛式炉，结构简单，操作方便。
这种反射炉与造锍熔炼反射炉在结构与尺寸上都有所不同，因为火法精炼过程是周期性的，过程要求的温度较熔炼炉低，但熔体温度应保持均匀一致，炉内物料与熔炼炉的物料也完全不同。
为了在精炼时使各部分熔体的温度保持均匀，从而使熔体各部分的杂质(特别是气体)含量及浇铸温度均匀，炉子作业空间不能太长以免发生温度降，为使熔池温度趋于一致，精炼炉特别设有l.5～2m的燃烧前室，而且把炉顶做成下垂式，保证炉尾温度与炉子中央的温度相近。
云铜已将传统的燃烧前室取消，炉子容积由设计时的160t扩至200t。
由于精炼产出的渣量不多，且铜与渣的密度差别大，故精炼炉不需要澄清分离区。
现代精炼反射炉的作业空间长度一般为10～15m，宽度4～5m，炉长与炉宽之比为1.7～3.5，其容量为5～400t，精炼炉的熔池深为0.6～1.2m，以便在炉内维持一定的热量储备，可在一定程度内补偿炉内作业空间温度的波动。
我国一些精炼反射炉的主要尺寸见表5-4。
表5-4我国一些精炼反射炉的主要结构尺寸图5-4给出了精炼反射炉的的垂直和水平剖面。
精炼反射炉的炉墙用镁砖、铝镁砖或铬镁质砌筑，炉顶用铝镁或铬镁砖砌筑。
传统的大型炉子采用固定在炉体立柱上端的吊挂炉顶，采用此种吊挂系统，炉子安装复杂，且备件费用高。
云铜经过长期的生产实践，通过改变炉顶砖的结构形式及材质，已成功地取消了传统炉顶吊挂系统。
反射炉是一种对燃料适应性较强的炉子，固体、液体和气体燃料都可以使用，对燃料的要求是：含硫小于2％，而以小于l％较为理想，因为含硫的燃料燃烧时，在炉内生成大量的S02易被铜液吸收，致使铜液内残硫过高，影响铜的质量，煤的灰分含量小于15％，发热值要高。
无论采用固体、液体或气体燃料，燃烧过程的好坏是决定反射炉供热状况的首要条件。
燃烧过程与烧嘴构造、烧嘴性能、燃烧条件以及操作等因素有关。
竖炉—反射炉联合铜精炼工艺实践[1]
![竖炉—反射炉联合铜精炼工艺实践[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/a0b60df6ba0d4a7302763a5f.png)
46 I资源再生j2009／05
铜或特级紫杂铜： 国内最早引进竖炉
的湘潭电缆总厂，曾经尝试使用优质
紫杂铜作为原料，但未能取得成功。
金生公司原料为电解残极，其杂
质含量较阴极铜增加了300～1 000倍；
阴极铜外观规格有统一标准，但残极形
状不规则，不利于炉内形成料柱。由于
烧嘴，被迫停炉。
处理大块粗铜试验
大块粗铜多为矿粗铜，杂质舍
， 为避免入炉时砸伤炉衬， 重
喂制在400kg以下。试验时，加
式为勤加少加，将料柱顶部控制
户加料口下方的防撞块中间，每
斗装粗铜量不超过1．5 吨， 将粗
卓钢筋吊耳，清理干净杂物后入
重点加强对下排9个烧嘴的维护，
不能点火(强行点火如果失败会有爆
炸的危险)。其间，少量被1#烧嘴熔
化的铜水开始向外流动，其温度只有
1 1 20℃ ～1 1 5O℃ ，稍有不慎，就会
因铜水温度下降而凝固，在放铜口处
堆积，严重时堵死放铜口， 造成“死
炉”。针对这一点，大胆取消了1}}烧
嘴，并改进放铜口砌筑方式，直接采用
初步结论是，竖炉现有的炉膛结构、
SiC炉衬不适应低品位的铜料处理，对
进炉原料必须进行严格的分拣，严禁
混入铁器、炉渣、氧化性物料，以免
影响炉内铜水正常流出，以及对炉衬
造成伤害。
处理紫杂铜试验
紫杂铜通常比较零散、尺寸较
大，难以加料，运输、装卸、转运后
包体容易散开，金生公司按粗铜的进
料方式行车吊运、叉车进紫杂铜料，
经过1 1炉次的试生产，发现进料效率
反射炉熔炼原理
反射炉熔炼原理用一段法处理杂铜时，一般都在固定反射炉中进行，所以实际上，在反射炉进行的既是熔炼也是精炼。
杂铜反射炉精炼原理实质上与矿铜的火法精炼原理相同，不过，由于次粗铜杂质含量高（有时高达 4% ），所以在操作上有其独特特点，杂铜在反射炉中处理时，整个精炼过程包括熔化、氧化、还原、除渣、浇铸等作业。
整个作业的核心是氧化和还原。
下面主要阐述氧化和还原。
杂铜氧化精炼的基本原理在于铜中存在的大多数杂质对氧的亲合力都大于铜对氧的亲合力，且多数杂质的氧化物在铜液中溶解度小，所以当向熔体中鼓入空气时，便优先将杂质氧化脱除，但熔体中铜占绝大多数，而杂质量很少，故氧化时，首先是铜被氧化。
4Cu+O2=2Cu2O所产生 Cu2O 立即溶于铜液中，并与铜液中的杂质发生反应，使杂质氧化。
[Cu2O]+[Me]=2[Cu]+(MeO)式中：[ ] 表示铜液中物质浓度；（）表示渣相中物质浓度；Me 为杂质金属。
此反应的平衡常数为：铜液中的主体为金属铜，浓度很大，因杂质量相对很少，故尽管杂质被 Cu2O 氧化，可认为 [Cu] 基本不变（即为常数）。
同时，由于杂质氧化物（ MeO ）在铜液中的溶解度很小，能迅速达到饱和，因此在大多数情况下，当温度一定时， [MeO] 可认为也是一个恒定值，所以反应的平衡常数可用下式表示：K’=[Cu2O][Me]这表明，在一定温度下（即 K 为确定常数）铜液中的杂质含量与 Cu2O 的含量成反比， [Cu2O] 越大， [Me] 越小，即残留在铜液中未氧化的杂质越少，精炼作业愈完全。
实践表明，为了更迅速、彻底地除去铜液中的杂质，应力求强化氧化过程，使 Cu2O 在铜液中的浓度达到饱和状态。
Cu2O 在铜液中的溶解度随温度升高而增加：温度℃ 1100 1150 1200 1250溶解度 % 5 8.3 12.4 13.1当 Cu2O 的溶解量超过该温度下的溶解度时，熔体将分为两层，下层是饱和了 Cu2O 的铜液，上层是饱和了铜的 Cu2O 相，这一关系可从 Cu ￠ O 系相图看得清楚。
400吨每炉天然气铜精炼回转炉系统设计
中南大学课程设计说明书课题400吨/炉天然气铜精炼回转炉系统设计学院能源科学与工程学院学生姓名指导教师 * * * 老师专业班级 * * * * 班学号2014年9月15日前言铜作为日常生活中重要的生产生活资料，与人类的生活息息相关。
它不仅影响着人类文明的发展，也影响着世界的发展格局。
中国铜总的消费量位居世界第一，但是国内铜矿资源紧缺。
我国长期以来缺铜，国内生产满足不了需求的快速增长。
中国精铜需求维持着稳定的增长势头，2013年中国全年铜消费量近896万吨，同比上涨幅度超过9.5%。
若回顾历史，中国的精铜需求由2000年以来平均增长速度达到13%（全球精通需求增长率约为3%），这带动了中国的年度需求总量由2000年的188万吨大幅上涨至2013年的896万吨（取自安泰科统计数据），拉动中国铜消费占世界消费比例由12%升至48%。
随着社会的进步和经济的不断发展，铜的应用水平已成为一项新的经济衡量指标，炼铜业的发展也必将有着十分广阔的前景。
1985年前国内粗铜火法精炼均采用固定式反射炉, 不适合液态粗铜的精炼。
为改变我国炼铜工业面貌,我国引进了回转式阳极精炼炉技术。
国内铜火法精炼过去采用固定反射炉, 炉料从侧面加料门加入, 冷料通过加料机加料, 而熔融铜则需用移动的流槽加入,操作繁琐。
氧化、还原是由人工持管作业,精炼渣由人工扒除。
出铜人工烧眼、堵眼,劳动强度大, 也不安全。
回转式精炼炉可转动, 停在加料位置对熔融铜液可直接从炉口用包子加入, 取消加料流槽, 简化了进料作业，采用喷咀氧化还原,取消了黑铁管的弯管、包泥、干燥、堆存。
氧化还原时炉体转动, 喷咀转到铜液下, 避免了反射炉人工抬管、插管；炉口转到渣面下即可倒渣, 避免了反射炉人工扒渣；将铜眼转到液下即可往外放铜, 避免了反射炉人工烧孔出铜。
综上所述,回转式精炼炉对的炉体设备的变革, 实际是对整个铜火法精炼工序工艺操作的革新。
课程设计任务书课程设计题目：400吨/炉年天然气铜精炼回转炉系统设计 课程设计起止时间：2014.9.7-2014.9.27指导教师：学生姓名：课程设计要求：1. 设计参数设计产能：400吨粗铜/炉，粗铜品位90%，含SiO 2 10%设计燃料：天然气（4CH ：92.80％、42H C ：3.50％、CO ：0.30％、2H ：0.50％、2CO ：1.00％、2N ：1.5％、2O ：0.3％）设计排烟温度：≤200℃2. 设计内容设计说明书：① 设计方案：回转式铜精炼原理→烟气余热回收方法→铜精炼节能减排新技术② 设计已知条件③ 精炼炉设计计算：冶金造渣计算、燃烧计算、热平衡表、精炼炉主要尺寸计算、单位产品能源消耗指标④ 精炼炉结构设计：筒体、滚圈、水冷炉口、托轮、摇臂支承架、托轮轴承、耐火保温层⑤ 精炼炉筑炉：砖砌体估算，筑炉技术要求⑥ 精炼炉烘炉热工制度：烘炉操作要求，烘炉炉温曲线⑦ 烟气余热回收：空气-烟气对流换热系数→热平衡→传热面积→换热器结构尺寸⑧ 设计汇总3. 设计图纸回转式铜精炼炉砖砌体总图、烟气余热回收器结构总图4. 设计进度第一阶段调研收集资料第二阶段设计计算第三阶段数据整理与结果分析，绘制工程图纸第四阶段设计说明书第一稿第五阶段设计说明书第二稿第六阶段答辩准备、答辩、答辩成绩评定目 录1.设计方案 (1)1.1铜制备的目的和意义 (1)1.2铜精炼炉结构特点 (1)1.3回转式铜精炼原理 (2)1.3.1氧化过程 (2)1.3.2还原过程 (3)1.4技术优势 (4)1.5铜精炼节能减排新技术 (4)1.5.1 烟气余热发电技术 (4)1.5.2 阳极炉稀氧燃烧技术 (5)1.5.3 粗铜无氧化掺氮还原火法 (5)1.5.4 透气砖充气搅拌技术 (5)1.5.5烟气余热回收技术 (6)1.6设计方案图 (6)2.设计已知条件 (9)2.1设计产能 (9)2.2设计燃料 (9)2.3设计温度 (9)3.精炼炉设计计算 (10)3.1冶金造渣计算 (10)3.1.1炉渣相系 (10)3.1.2渣型选择 (12)3.2燃烧计算 (13)3.2.1天然气燃烧计算 (13)3.2.2燃烧温度计算 (14)3.2.3炉子初步热平衡计算及燃料消耗量 (15)3.3热平衡表 (17)3.4最终热平衡及燃料消耗量核算 (18)3.4.1 热收入 (18)3.4.2 热支出 (18)3.4.3 热平衡方程 (20)3.5 主要结构参数及工作指标的验算 (20)3.5.1燃烧空间释热率（v q ） (20)3.5.2 炉气流速验算 (21)3.5.3 床能率 (21)3.6单位产品能源消耗指标 (22)4.精炼炉结构设计 (23)4.1筒体 (23)4.1.1炉膛尺寸确定 (24)4.1.2耐火保温层 (25)4.1.3筒体钢板计算 (27)4.2滚圈 (29)4.2.1滚圈材料 (29)4.2.2滚圈硬度 (29)4.2.3滚圈与筒体的联接 (30)4.2.4滚圈尺寸 (31)4.3水冷炉口 (32)4.4托轮 (32)4.5摇臂支承架 (33)4.5.1从受力角度分析对比 (34)4.5.2从制造角度分析对比 (34)4.5.3从选材及成本角度分析对比 (34)4.5.4从结构上分析对比 (34)4.6托轮轴承 (35)4.7天然气燃烧器 (36)4.7.1天然气烧嘴 (36)5.精炼炉筑炉 (38)5.1砖砌体估算 (38)5.2筑炉技术要求 (38)5.3砌筑精度 (38)5.3.1砌筑施工 (38)5.3.2筑炉砌砖方法 (39)5.3.3砌体技术要求 (39)5.4膨胀缝 (39)5.4.1砌体砖缝厚度 (39)5.4.2膨胀缝设计方法 (39)5.5运行调试 (40)5.5.1调试渣型 (40)6.精炼炉烘炉热工制度 (41)6.1烘炉方法 (41)6.2烘炉炉温曲线 (41)6.3烘炉操作要求 (42)6.4烘炉成本核算 (43)7.蓄热体计算 (45)7.1热平衡 (45)7.1.1回转型陶瓷蜂窝体蓄热式换热器的热力计算 (46)7.1.2流量和温度的修正 (46)8.设计汇总 (52)参考文献 (53)1.设计方案1.1铜制备的目的和意义铜是与人类关系非常密切的有色金属。
一 反射炉精练基本原理
一反射炉精练基本原理<?XML:NAMESPACE PREFIX = O /> 粗铜火法精炼主要由鼓风氧化和重油还原两个操作环节构成。
铜中有害杂质除去的程度主要取决于氧化过程，而铜中氧的排除程度则决定于还原过程。
1. 氧化过程由于粗铜含铜98%以上，所以在氧化过程中，首先是铜的氧化：4Cu+O2=2Cu2O生成的Cu2O溶解于铜液，在操作温度1373~1523K条件下，Cu2O在铜中的杂质金属（Me）发生反应：Cu2O+Me=2Cu+MeO反应平衡常数：K=[MeO]*[Cu]/[Cu2O]*[Me]因为MeO在铜里溶解度小，很容易饱和；而铜的浓度很大，杂质氧化时几乎不发生变化，故都可视为常数，因此上式可写成：K*=[Me]/[Cu2O]所以，Cu2O的浓度越大，杂质金属Me的浓度就越小。
因此，为了迅速完全地除去铜中的杂质，必须使铜液中Cu2O的浓度达到饱和。
升高温度可以增加铜液中Cu2O的浓度，但温度太高会使燃料消耗增加，也会使下一步还原时间延长，所以氧化期间温度以1373~1423K为宜，此时Cu2O的饱和浓度为6%~8%。
氧化除杂质时，为了减少铜的损失和提高过程效率，常加入各种溶剂如石英砂，石灰和苏打等，使各种杂质生成硅酸铅、砷酸钙等造渣除去。
脱硫是在氧化精炼最后进行，这是因为有其他对氧亲和势大的金属时，铜的硫化物不易被氧化，但只要氧化除杂质金属结束，立即就会发生剧烈的相互反应，放出SO2：CuS+2Cu2O=6Cu+SO2这时铜水出现沸腾现象，称为“铜雨”。
除硫结束就开始了还原操作过程。
2. 还原过程还原过程主要是还原Cu2O，用重油、天然气、液化石油气和丙烷等作还原剂，我国工厂多用重油。
并依靠重油分解产出的H2、CO等使Cu2O还原，反应为：Cu2O+H2=2Cu+H2OCu2O+CO=2Cu+H2OCu2O+C=2Cu+CO4Cu2O+CH4=8Cu+CO2+2H2O还原过程的终点控制十分重要，一般以达到铜中含氧0.03~0.05%（或0.3~0.5%Cu2O）为限，超过此限度时，氢气在铜液中的溶解量会急剧增加，在浇铸铜阳极时析出，使阳极板多孔，而还原不足时，就不能产生一定量的水蒸气，以抵消铜冷凝时的体积收缩部分，降低了阳极板物理规格，同样不利。
反射炉工序
反射炉工序1 基本原理从除铜熔铅锅及析出铅精炼锅捞出的浮渣含铅、铜和其他有价金属。
为了回收其中的铅，富集铜成冰铜，采用苏打——铁屑法在反射炉内处理。
此法是将苏打、铁屑、焦粉等熔剂和浮渣混合进行熔炼，熔化后根据实际操作情况可再加铁屑搅拌。
（如搅拌效果好、每一次加铁屑足够，则不加），借渣、冰铜与铅液的比重不同而分层放出。
加入苏打的目的在于降低炉渣及冰铜的熔点，使熔炼过程在较低的温度下进行，同时可降低渣和冰铜的含铅量。
入炉苏打的60%在反应过程中生成低熔点的硫化钠，而进入冰铜；37%生成砷酸钠、硅酸钠等低熔点钠盐而进入炉渣；约3%随炉气带走。
加铁屑的作用是使硫代铅置换成金属铅，降低冰铜含铅。
加焦粉的作用是使氧化铅还原成金属铅及在熔炼过程中防止熔体表面氧化。
一般不加焦粉。
2 原材料2.1 铜浮渣：Pb≤65~72%，CU:10%~15.Fe:4-6%,S:4-10%2.2 精炼渣：Pb90%±2.3 苏打（工业碳酸钠）：执行GB210—92标准，Na2CO3≥98%，白色细小粉沫。
2.4 铁屑：Fe>90%,碎屑状，不生铁锈，无石头，粘土，砖块等杂物。
2.5 焦粉：C>60%>，V<15%，A<15%,H2O<4，粒度≤30mm2.6 小烟块煤：烟煤质量C固>55%，挥发分>22%，灰分<12%，发热量>6500大卡，O<5%，无杂物混合。
块度<20~25mm H23 工艺操作条件3.1 处理量：40~50t/炉，3.2 床能力：3~4t/m2.d3.3 配料比：浮渣：苏打：铁屑＝100:6~8:6~8。
3.4 熔化后另加1~2%铁屑4 岗位操作法4.1 配料4.1.1 按配料比进行配料，铜浮渣、铁屑按比例铲入料斗中，苏打放在物料上。
4.1.2 各种物料要按规定控制好粒度。
砖头、土屑、湿料、爆炸物不得入炉，以防难于熔化或爆炸。
铜精炼反射炉的生产和实践
铜精炼反射炉的生产和实践一、概述二、铜火法精炼的氧化过程三、铜火法精炼的还原过程四、铜火法精炼炉的结构五、铜火法精炼炉的供热六、铜火法精炼炉的生产实践1.生产作业2.事故处理3.开停炉4.产物5.技术经济指标铜精炼反射炉的生产和实践一、概述铜精炼反射炉的原料为矿石粗铜、再生杂铜、不同渠道获得的各类铜锭等。
入炉原料除含硫、氧外，还含有一些其它杂质。
如砷、锑、铅、锌、锡、铁、钴、镍等，此外尚含有硒、碲、铋、金、银等稀有金属。
通常情况下，将铜料在铜精炼炉中进行火法精炼，产出Cu≥99.8%的阳极板，在进行电解精炼，产出Cu≥99.95%的电解铜。
最后从阳极泥中将稀贵金属提取出来。
铜火法精炼为间歇（周期）作业，分为加料熔化、氧化、还原、铸型五个阶段，每炉作业周期一般小于24小时，最快12小时。
由于各工厂所处理的原料成分差异很大，所以氧化期的操作方法有不同之处，但基本原理相同。
二、铜火法精炼的氧化过程完成加料、熔化作业，进入氧化阶段。
用氧化管将压缩空气通入铜熔体，铜首先氧化：4Cu（液）+O2（气）=2Cu2O(液）铜氧氧化亚铜生成的氧化亚铜立即溶解在铜熔体中。
氧化亚铜在铜熔体中的溶解液。
随着温度升高而升高，如下表：氧化亚铜在铜熔体中的溶解度正常氧化温度约为1200℃,此温度条件下，熔体中Cu2O含量超过12.4%时，熔体将分为两层，下层为饱和Cu2O的铜熔体，上层为析出的Cu2O。
生产控制氧化亚铜不可过量饱和，以防止造成渣含铜增高等恶果。
溶解在铜熔体的氧化亚铜起着氧化剂的作用，去氧化对氧的亲和力大于铜对氧的亲和力的金属杂质Me’被氧化：Cu2O + Me’ = Me’O + 2Cu氧化亚铜金属杂质杂质氧化物铜为使化学反应顺利进行（化学平衡向右移动），氧化过程中如下控制：1、增加Cu2O浓度：适当提高温度，使Cu2O在铜熔体中尽可能的达到饱和。
2、减少Me’浓度：加入溶剂造渣，及时将炉渣扒净。
3、为加速氧化反应的进行，应使生成的Cu2O在熔体中分布均匀，促使氧化亚铜与杂质间接触良好，所以在氧化作业时应加强对铜熔体的搅拌。
铜精炼反射炉的生产和实践(续)
铜精炼反射炉的生产和实践(续)刘树景【摘要】@@ 2.其他形式的铜火法精炼炉rn(1)倾动式精炼炉rn该炉与吹炼冰铜的转炉相似,整个炉身安装于可以转动的托轮上.炉身可作定角度的倾动.这种炉子的优点是:易于装八液态粗铜和倾出炉渣,不致发生跑铜事故.缺点是炉子的排气口与烟道之间有间隙,使大量的冷空气渗入烟道,不利于烟气的余热利用.另外,该炉加入冷科时,熔化阶段消耗的燃料量大.【期刊名称】《资源再生》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】3页(P44-46)【作者】刘树景【作者单位】【正文语种】中文2. 其他形式的铜火法精炼炉（1）倾动式精炼炉该炉与吹炼冰铜的转炉相似，整个炉身安装于可以转动的托轮上。
炉身可作一定角度的倾动。
这种炉子的优点是：易于装入液态粗铜和倾出炉渣，不致发生跑铜事故。
缺点是：炉子的排气口与烟道之间有间隙，使大量的冷空气渗入烟道，不利于烟气的余热利用。
另外，该炉加入冷料时，熔化阶段消耗的燃料量大。
（2）旋转式精炼炉该炉两端是圆锥形的，各有圆孔，一端安装烧嘴，另一端排出炉气和进行氧化还原等操作。
整个炉子安装在支架上，可以在滚轮上使炉子沿长轴倾斜，炉子在整个操作时间内，以某一速度不停地旋转。
这样炉子的衬里磨损均匀，炉子的寿命也得到延长。
炉内的传热不仅经过炉气、炉顶向熔池表面进行，而且经过浸没在熔体铜内的炉衬进行，使得传热强化。
此外，由于炉子转动，炉衬表面的氧化亚铜进入熔池而使氧化过程加速。
这样炉子的热效率从固定式反射炉的6%～15%提高到旋转炉的30%。
这种炉型的主要问题是：由于受到支架结构等因素的限制，不能扩大尺寸和容量。
熔体容量一般波动在8～60吨，主要用于规模不大的工厂。
1. 块煤铜精炼炉块煤常用人工加入固定的水平炉栅之上，燃烧室下部鼓风，侧面向炉内补风，产生的火焰较短且不均匀。
燃烧室加煤，清灰的劳动强度大（有时会间断生产），燃烧的空气过剩系数难以控制，易产生黑烟，难以大型化，炉寿命低，生产成本高。
反射炉炼再生紫铜工艺流程
反射炉炼再生紫铜工艺流程嘿，今儿咱就来唠唠这个反射炉炼再生紫铜工艺流程！说起这个，那可真是相当有得聊。
你想啊，这反射炉就像是个魔法炉子，把那些废旧的紫铜都给变废为宝。
就跟那孙悟空似的，能变出各种花样来。
一开始呢，就是把那些收集来的再生紫铜往炉子里一扔，这就好比是给魔法炉子送上了食材。
然后呀，就等着反射炉这个大魔法师施展魔法啦！那火一烧起来，呼呼的，感觉就像炉子在喊：“嘿，看我的！”温度一升起来，这些紫铜就开始慢慢熔化，从一块块硬邦邦的变成了一滩滩亮晶晶的铜水。
就好像那些废旧紫铜原本紧紧抱着自己不撒手，这一加热，“哎呀，太热了，松手松手”，然后就乖乖化成水啦。
接下来就是一系列的操作，什么搅拌啦，除杂啦等等。
这就有点像做菜的时候加调料，把不合适的东西都去掉，只留下精华。
看着那些杂质被除掉，就感觉是把菜里不喜欢的配料给挑出来了一样，那叫一个舒坦。
等这一系列的魔法操作完成后，嘿，崭新的紫铜就出炉啦！那亮闪闪的样子，就像是刚刚出炉的红烧肉，让人看了就忍不住流口水。
这可真是从丑小鸭变成白天鹅啦。
说起来，干这个反射炉炼再生紫铜工艺流程还真不容易。
得时刻盯着，就跟照顾小孩子似的，生怕出点啥问题。
不过呢，当看到最后那亮晶晶的紫铜，就觉得一切都值啦！每次看着这个过程，我都感叹，这科技可真是厉害啊，能让原本没啥用的东西又重新焕发光彩。
这就像是给了它们第二次生命一样。
咱这也算是干了一件有意义的事儿，不仅环保，还能让这些紫铜再次派上用场。
总之呢，反射炉炼再生紫铜工艺流程虽然有辛苦的地方，但更多的是看到成果后的那种满足感和成就感。
我相信，只要咱一直认真干下去，一定会炼出更多更好的再生紫铜，让这个魔法一直延续下去！哈哈！。