铜密闭鼓风炉熔炼的产物

合集下载

铜冶炼的工艺流程及原理

铜冶炼技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法冶炼为主，其产量约占世界铜总产量的85％。

1)火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20－30%,作为铜精矿,在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99。

9％的电解铜。

该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95％，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。

近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展.2)现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积,浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。

湿法冶炼技术正在逐步推广，预计本世纪末可达总产量的20%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。

向左转|向右转电解铝的基本原理和工艺过程：电解铝就是通过电解得到金属铝.现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝熔融电解法。

熔融冰晶石是溶剂，氧化铝是溶质，以碳素体作为阳极,铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃～970℃下，在电解槽内进行电化学反应.阳极主要产物是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘，该气体需经过净化处理后排空.阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从电解槽内抽出，送至铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯、型材等生产工艺流程其生产工艺流程如下图:氧化铝氟化盐碳阳极直流电↓ ↓ ↓ ↓ ↓排出阳极气体—--—-- 电解槽↑ ↓ ↓ 废气← 气体净化铝液↓ ↓回收氟化物净化澄清—-——----——-—-—-—-——---—↓ ↓ ↓ 返回电解槽浇注轧制或铸造↓ ↓ 铝锭线坯或型材方程电解铝就是通过电解得到的铝. 重要通过这个方程进行：2Al2O3==4Al+3O2。

铜冶炼水平与工艺水平

铜冶炼水平与工艺水平1）火法冶炼工艺当前，全球矿铜产量的75%-80%是以硫化形态存在的矿物经开采、浮选得到的铜精矿为原料，火法炼铜是生产铜的主要方法，特别是硫化铜精矿，基本全部采用火法冶炼工艺。

火法处理硫化铜精矿的主要优点是适应性强，冶炼速度快，能充分利用硫化矿中的硫，能耗低。

其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。

原料制备工序：将铜精矿、燃料、熔剂等物料进行预处理，使之符合不同冶炼工艺的需要。

熔炼工序:通过不同的熔炼方法，对铜精矿造硫熔炼，炼成含铜、硫、铁及贵金属的冰铜，使之与杂质炉渣分离；补出的含二氧化硫烟气经收尘后用于制造硫酸或其他硫制品，烟尘返回熔炼炉处理。

吹炼工序：除去冰铜中的硫铁，形成含铜及贵金属的粗铜，炉渣和烟尘返回上一工序处理。

火法精炼工序：将粗铜中硫等杂质进一步去除，浇铸出符合电解需要的阳极板。

电解精炼工序：除去杂质，进一步提纯，生产出符合标准的阴极铜成品，并把金银等贵金属富集在阳极泥中。

传统熔炼方法如鼓风炉熔炼、反射炉熔炼和电炉熔炼，由于效率低、能耗高、环境污染严重而逐渐被新的富氧强化熔炼工艺所代替［［3］新的富氧强化熔炼可分为闪速熔炼和熔池熔炼两大类，前者包括奥托昆普型闪速熔炼和加拿大国际银公司闪速熔炼等，后者包括诺兰达法、三菱法、艾萨法、奥斯麦特法和瓦纽可夫法以及我国自主开发的水口山法、白银炉熔炼、金峰炉熔炼等技术。

铜铳吹炼方法有传统的卧式转炉、连续吹炼炉、虹吸式转炉。

新型吹炼技术包括艾萨吹炼炉、三菱吹炼炉和闪速吹炼炉等。

粗铜的火法精炼在阳极炉内进行，对于转炉产出的液态粗铜采用回转式阳极炉或固定式反射炉精炼，经氧化、还原等作业进一步脱除粗铜中的铁、铅、锌、砷、锑、铋等杂质，并浇铸成含铜99.2%-99.7%的阳极板。

铜电解工艺有传统电解法、永久阴极电解法和周期反向电流电解法3种。

目前大多数电解铜厂都使用传统电解法，永久阴极电解法和周期反向电流电解法是20世纪70年代以来发展的新技术。

鼓风炉富氧熔炼炼铜

鼓风炉富氧熔炼炼铜简介****公司位于**市，海拔约1700m，空气含氧量约16%（海平面空气氧浓约21%，每升高350m，氧浓约降1%），现有5.8m2、4.1m2鼓风炉两台，日处理鼓风炉炼铜是一种古老的炼铜方法。

铜炉料与熔剂、焦炭在鼓风炉内熔炼产出铜锍(或粗铜)和炉渣的铜熔炼方法。

铜炉料可以是混捏铜精矿、铜精矿烧结块或其他含铜块料。

密闭鼓风炉一般处理经混捏的铜精矿料，而敞开式鼓风炉只能处理经过制团或烧结的块料。

根据炉内不同的气相成分，鼓风炉炼铜可分为氧化炼铜和还原炼铜。

氧化炼铜用于处理硫化矿，还原炼铜用于处理氧化矿或再生铜料。

这种熔炼工艺简单，床能力大，热效率高，渣含铜低，投资省，建设快；在20世纪30年代以前一直是世界上主要的炼铜方法。

在中国，20世纪50年代以前，这种方法几乎是矿铜生产的唯一方法。

传统的铜锍熔炼鼓风炉的炉顶是敞开式的，只能处理烧结矿或块矿，所产烟气含二氧化硫浓度低，仅0.5％左右，难以回收，造成烟害。

为了克服传统鼓风炉的这种弊病，人们曾试图通过制团的途径，使铜精矿中的硫保留下来，以集中到鼓风炉中进行氧化，再加上炉顶采取密闭措施，使鼓风炉烟气中的SO2浓度达到能经济而有效地回收的程度。

在工业实践中，团矿偶然自燃后，出现块状硫化物以及鼓风炉炉壁结块中也有硫化物等现象表明，铜精矿可在加压和加热条件下发生固结作用。

20世纪50年代初，日本四阪岛冶炼厂开发了料封式密闭鼓风炉熔炼法即百田法，铜精矿只需加水混捏后即可直接加入炉内，在炉气加热和料柱的压力作用下，固结成块，使熔炼得以顺利进行。

直接处理铜精矿，烟气含二氧化硫浓度达4％～6％，可用以制取硫酸，减轻了烟气对环境的污染。

60年代，苏联成功地采取了处理团矿或块矿的料钟式密闭鼓风炉富氧自热熔炼工艺。

同期，波兰有2座料钟式密闭富氧熔炼鼓风炉投产。

60年代中期，中国成功地进行了料封式密闭鼓风炉工业试验后，相继用以改造敞开式鼓风炉，解决烟害问题。

密闭鼓风炉富氧熔炼

２０１４正
新疆有色金属
１３７
密闭鼓风炉富氧熔炼
吴建军
（新疆众鑫矿业股份有限责任公司哈密８３９０００）
摘要关键词本文介绍了众鑫镍冶炼厂密闭鼓风炉富氧熔炼前后炉况出现的变化和渣型的调整。密闭鼓风炉富氧熔炼床能率本床精矿渣型金属回收率
项目ＮｉＣｕＦｅ
工艺依据质检部的各家精矿化验单数据，进行分析、对比。根据众鑫鼓风炉的特性进行配料，把易熔和难熔精矿以一定比例，进行混合，调配处适合众鑫矿业鼓风炉的混合精矿。表２为混合后精矿化验结果。
表２混合后精矿化验结果表
合亚克斯采、选厂，收购周边选厂的镍精矿产品，为型的目的，就是尽量降低渣含金属，提高金属回收
卧式转炉吹炼，产品为水淬金属化高冰镍。众鑫２生产原料
冶炼厂于２００７年５月投产，当年投产即打通生产工
艺，产出合格产品。当时鼓风炉是空气熔炼。空气熔炼造成鼓风炉床能率低下，前、本床温度低。金属产品产量偏低。随着周边选厂的增加和扩产，镍精矿产品供应量大于众鑫熔炼要求。在这种情况下公
和鑫
镜儿泉
５．２９
Ｏ．８３０．２４９４２．０２２８．１２６．８２
１．３８
４．１９
２。３原料的物理特性这五家精矿，都是细粉状矿，色泽灰、黑。其中四家含水分一般都在１３％～１４．５％之间，只有详论精矿最湿，含水分２４．７％。２．４精矿配料和调配后的精矿成分

鼓风炉富氧熔炼炼铜

鼓风炉富氧熔炼炼铜简介 ****公司位于**市，海拔约1700m，空气含氧量约16%（海平面空气氧浓约21%，每升高350m，氧浓约降1%），现有5.8m2、4.1m2鼓风炉两台，日处理鼓风炉炼铜是一种古老的炼铜方法。铜炉料与熔剂、焦炭在鼓风炉内熔炼产出铜锍(或粗铜)和炉渣的铜熔炼方法。铜炉料可以是混捏铜精矿、铜精矿烧结块或其他含铜块料。密闭鼓风炉一般处理经混捏的铜精矿料，而敞开式鼓风炉只能处理经过制团或烧结的块料。根据炉内不同的气相成分，鼓风炉炼铜可分为氧化炼铜和还原炼铜。氧化炼铜用于处理硫化矿，还原炼铜用于处理氧化矿或再生铜料。这种熔炼工艺简单，床能力大，热效率高，渣含铜低，投资省，建设快；在20世纪30年代以前一直是世界上主要的炼铜方法。在中国，20世纪50年代以前，这种方法几乎是矿铜生产的唯一方法。传统的铜锍熔炼鼓风炉的炉顶是敞开式的，只能处理烧结矿或块矿，所产烟气含二氧化硫浓度低，仅0.5％左右，难以回收，造成烟害。为了克服传统鼓风炉的这种弊病，人们曾试图通过制团的途径，使铜精矿中的硫保留下来，以集中到鼓风炉中进行氧化，再加上炉顶采取密闭措施，使鼓风炉烟气中的SO2浓度达到能经济而有效地回收的程度。在工业实践中，团矿偶然自燃后，出现块状硫化物以及鼓风炉炉壁结块中也有硫化物等现象表明，铜精矿可在加压和加热条件下发生固结作用。20世纪50年代初，日本四阪岛冶炼厂开发了料封式密闭鼓风炉熔炼法即百田法，铜精矿只需加水混捏后即可直接加入炉内，在炉气加热和料柱的压力作用下，固结成块，使熔炼得以顺利进行。直接处理铜精矿，烟气含二氧化硫浓度达4％～6％，可用以制取硫酸，减轻了烟气对环境的污染。60年代，苏联成功地采取了处理团矿或块矿的料钟式密闭鼓风炉富氧自热熔炼工艺。同期，波兰有2座料钟式密闭富氧熔炼鼓风炉投产。60年代中期，中国成功地进行了料封式密闭鼓风炉工业试验后，相继用以改造敞开式鼓风炉，解决烟害问题。至此中国的敞开式鼓风炉铜锍熔炼已全被料封式和料钟式密闭鼓风炉取代。1986年中国铜陵有色金属公司在料封式密闭鼓风炉基础上采用团块富氧熔炼。1993年设计建成了富春江冶炼厂料封式富氧熔炼密闭鼓风炉。原理鼓风炉是一种具有垂直作业空下小型冶炼厂适应自己生产规模、原料技术水平等条件，技术操作和技术控制方便易行，节约成本、经济适用的较好方式。采用富氧熔炼，使密闭鼓风炉熔炼工艺在环境保护日趋严格的背景下，在山穷水尽的状况中得到了一线生机。参考郭先健《铜精矿富氧自热熔炼动态热平衡数学模型》余楚蓉《硫化矿鼓风炉富氧自热熔炼》 2006版《铜冶炼行业准入条件》杜子瑞《关于铜熔炼工艺改造的几点看法》

有色冶金概论-铜冶金

FeS（液）+Cu2O （液） =FeO （液） +Cu2S （液）

反应
△G0=-35000+4.6T
K
a a
Cu2S Cu2O
. a FeO . a FeS
0
G lgK 4.576T

2.2.2 铜熔炼的冰铜
1. 冰铜的成分冰铜：是由Cu2S和FeS组成的合金，其中可能还有少量其他硫化物如Ni3S2、Co3S2、PbS和 ZnS等，但铜铁硫的含量占总量的85~95%。 2. 冰铜的性质熔点：900~1050℃。比重：4.8~5.3 冰铜是贵金属的良好捕集剂。液体冰铜遇水容易发生爆炸。
2.7 铜的电解精炼
铜的电解精炼是以火法精炼的铜为阳极，电铜为阴极，在硫酸铜和硫酸电解液中通直流电电解，根据电化学性质的不同，杂质进入阳极泥或保留在电解液中，而在阴极产出纯铜。
2.7.1 电解精炼的电极反应
阳极反应：阳极可能进行的反应如下： Cu – 2e = Cu2+ E0Cu/Cu2+ = 0.34伏 Me – 2e = Me2+ E0Me/Me2+<0.34伏 H2O – 2e=2H++ 1/2O2 E0H2O/O2 = 1.229伏 SO2-4 – 2e = SO3 + ½ O2 E0SO2-4/O2 = 2.42伏
2.3.1密闭鼓风炉熔炼的原理

1．炉料、炉气和温度在炉内的分布炉料：①混捏铜精矿、熔剂（石灰、石英石）和转炉渣组成。块料容积要占炉料容积的 50%。②炉气：周边行程。③炉料的分布不均也使鼓风炉内温度分布不均，炉子两侧温度高，中心低。

2、鼓风炉内的物理化学过程

铜密闭鼓风炉熔炼技术经济指标精选全文

30.8
31.7
1.11
1.03
17.8
11.8
17.9
23.7
29.9
29.6
35.7
41.5
47.7
10
25.5
36.6
30.9
1.21
0.844
30.7
9.7
14.6
19.4
24.3
40.4
45.3
50.1
55.0
从表2可看出，精矿中硫铜比不宜小于1.2。采用富氧空气熔炼时脱硫率实例见表3。
表3 富氧空气熔炼脱硫率实例，%
六、年工作日
密闭鼓风炉的年工作日主要取决于设备寿命、检修制度和炉结的清理。表8为10㎡密闭鼓风炉主要设备寿命与检修制度。
表8 鼓风炉系统主要设备寿命与检修制度
项目
设备寿命与检修制度
鼓风炉水套
寿命3a左右
加料斗
寿命一年左右，每年大修时更换
前床
每年中修一次，每次10～20d，每2～3a大修一次，每次30d
4.1～4.7
6.5～8.5
9.5
1.46
14.18
20.73
35.34
4.4～4.5
7～8
8.77
1.54
14.12
21.71
38.24
4.41～4.72
6～8
7.60
铜硫品位
总脱硫率
入烟气
入炉渣
炉顶烟气温度
烟出口烟气温度
出口烟气中SO2
%
%
%
%
℃
℃
%
27.57
44.73
41.64
3.09
300～480
理论脱硫率可根据精矿到化学组成用以下经验公式粗略计算（假定精矿中的硫化物主要为Cu2S、mFeS.nFeS2）：

铜冶炼水平与工艺水平

铜冶炼水平与工艺水平1)火法冶炼工艺当前，全球矿铜产量的75%-80％是以硫化形态存在的矿物经开采、浮选得到的铜精矿为原料，火法炼铜是生产铜的主要方法，特别是硫化铜精矿，基本全部采用火法冶炼工艺。

火法处理硫化铜精矿的主要优点是适应性强，冶炼速度快，能充分利用硫化矿中的硫，能耗低。

其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。

原料制备工序：将铜精矿、燃料、熔剂等物料进行预处理，使之符合不同冶炼工艺的需要。

熔炼工序：通过不同的熔炼方法，对铜精矿造硫熔炼，炼成含铜、硫、铁及贵金属的冰铜，使之与杂质炉渣分离；补出的含二氧化硫烟气经收尘后用于制造硫酸或其他硫制品，烟尘返回熔炼炉处理。

吹炼工序：除去冰铜中的硫铁，形成含铜及贵金属的粗铜，炉渣和烟尘返回上一工序处理。

火法精炼工序：将粗铜中硫等杂质进一步去除，浇铸出符合电解需要的阳极板。

电解精炼工序：除去杂质，进一步提纯，生产出符合标准的阴极铜成品，并把金银等贵金属富集在阳极泥中。

传统熔炼方法如鼓风炉熔炼、反射炉熔炼和电炉熔炼，由于效率低、能耗高、环境污染严重而逐渐被新的富氧强化熔炼工艺所代替［[3]新的富氧强化熔炼可分为闪速熔炼和熔池熔炼两大类，前者包括奥托昆普型闪速熔炼和加拿大国际镍公司闪速熔炼等，后者包括诺兰达法、三菱法、艾萨法、奥斯麦特法和瓦纽可夫法以及我国自主开发的水口山法、白银炉熔炼、金峰炉熔炼等技术。

铜锍吹炼方法有传统的卧式转炉、连续吹炼炉、虹吸式转炉。

新型吹炼技术包括艾萨吹炼炉、三菱吹炼炉和闪速吹炼炉等。

粗铜的火法精炼在阳极炉内进行，对于转炉产出的液态粗铜采用回转式阳极炉或固定式反射炉精炼，经氧化、还原等作业进一步脱除粗铜中的铁、铅、锌、砷、锑、铋等杂质，并浇铸成含铜99.2%-99.7％的阳极板。

铜电解工艺有传统电解法、永久阴极电解法和周期反向电流电解法3种。

目前大多数电解铜厂都使用传统电解法，永久阴极电解法和周期反向电流电解法是20世纪70年代以来发展的新技术。

3鼓风炉熔炼

二、密闭鼓风炉熔炼的基本原理
1、密闭鼓风炉的热工特性、铜精矿密闭鼓风炉熔炼属于半自热氧化熔炼，铜精矿密闭鼓风炉熔炼属于半自热氧化熔炼，炉气中含有较多的游离氧，炉内为氧化性气氛。中含有较多的游离氧，炉内为氧化性气氛。冶炼过程所需的热量由焦炭燃烧和冶炼过程本身的放热反应供给。需的热量由焦炭燃烧和冶炼过程本身的放热反应供给。密闭鼓风炉的炉料由混捏铜精矿、密闭鼓风炉的炉料由混捏铜精矿、熔剂和固体转炉渣。块料的容积比应在50％左右。块料的容积比应在％左右。
9
（3）本床区）本床区位于焦点区下部，是汇集熔体和最后调整熔本床区位于焦点区下部，是汇集熔体和最后调整熔体成分的区域在调整熔体成分的过程中，的区域。体成分的区域。在调整熔体成分的过程中，最主要的反应是溶于炉渣中的少量Cu O被冰铜中的被冰铜中的FeS再硫化再硫化。应是溶于炉渣中的少量Cu2O被冰铜中的FeS再硫化。调整后的熔体经咽喉口流入前床。调整后的熔体经咽喉口流入前床。
5
（1）预备区）预备区位于炉子上部，温度大致从预备区位于炉子上部，温度大致从250~600℃到 ℃ 1000~1100 ℃。两侧料柱温度比中心料柱温度高。两侧料柱温度比中心料柱温度高。在这一区域上部主要进行炉料的干燥和预热。在这一区域上部主要进行炉料的干燥和预热。中心料柱上部主要进行炉料的干燥和预热只在中下部位发生炉料的干燥和预热。只在中下部位发生炉料的干燥和预热。侧料柱中部和下部，铜和铁的高价硫化物将发生分解。铜和铁的高价硫化物将发生分解。预备区为氧化气氛，部分固态硫化物将发生氧化，中心预备区为氧化气氛，部分固态硫化物将发生氧化，氧化气氛料柱的氧化过程只在预备区下部才大理进行。料柱的氧化过主要技术经济指标、密闭鼓风炉的主要技术经济指标是床能率、密闭鼓风炉的主要技术经济指标是床能率、焦率和铜的回收率。铜的回收率。床能率是以一昼夜内，床能率是以一昼夜内，在单位风口区面积床面上熔炼的炉料量（包括铜精矿、熔剂和转炉渣）来表示。它炼的炉料量（包括铜精矿、熔剂和转炉渣）来表示。主要取决于入炉风量、炉料的透气性和炉渣成分。主要取决于入炉风量、炉料的透气性和炉渣成分。焦率是用焦炭量与干炉料总量之百分比来表示的。焦率是用焦炭量与干炉料总量之百分比来表示的。焦率过低或过高均影响冶炼指标，焦率过低或过高均影响冶炼指标，应在保证热平衡的条件下，尽力降低焦率。件下，尽力降低焦率。下表列出了某些工厂的主要技术经济指标。下表列出了某些工厂的主要技术经济指标。

熔池熔炼

4
为什么密闭鼓风炉的床能率和冰铜品位低？为什么密闭鼓风炉的床能率和冰铜品位低？炉料刚离开加料斗的下口时，块料自然向两侧滚动，而混捏精矿和少量块料在炉子中央形成料柱。这就形成了炉子两侧以块料和焦炭为主并夹有少量精矿，而炉子中央则以混捏精矿为主。这样一来，虽然利用了料柱压力和两侧透气性好带来的高温作用，为鼓风炉内直接熔炼铜精矿创造了有利条件，但由于炉料的偏析和炉气分布不均匀，从而破坏了炉气与炉料间、炉料相互间的良好接触，妨碍了多相反应的迅速进行，不利于硫化物的氧化和造渣反应。这是密闭鼓风炉的床能率和冰铜品位低的根本原因。
(3) 瓦纽科夫法
瓦纽科夫法是前苏联冶金学家A.B.瓦纽科夫发明的一种熔炼方法。自1982年投入生产以来，有了很大发展。到 1987年在巴尔喀什、诺里尔斯克和乌拉尔炼铜厂分别建成了48m2的瓦纽科夫炉。瓦纽科夫法与其它熔炼方法的最大差别是将富氧空气吹入渣层，从而保证炉料在渣层中迅速熔化，而且为炉渣与冰铜的分离创造了良好的条件。
密闭鼓风炉熔炼鼓风炉熔炼法炼铜是一种历史悠久的冶炼方法。这种方法对炉料适应性强，床能率高，所以曾经长期成为世界上的一种重要炼铜方法。传统的鼓风炉炉顶是敞开式的，只能处理块状物料，所产烟气SO2浓度很低(约0.5％)，难以回收，造成烟害。上世纪50年代出现了密闭鼓风炉，近15年来又出现了富氧密闭鼓风炉。从而克服了上述缺点。密闭鼓风炉的炉料包括混捏铜精矿、熔剂和固体转炉渣。块料的容积比应在50％左右。
21
图2-24 三菱法炼铜工艺示意图
22
7
图2 氧气喷撒熔炼炉示意图
8
(2) 诺兰达法熔炼诺兰达法是加拿大诺兰达矿业公司发明的一种熔池熔炼法，1973年在加拿大Noranda Horne炼铜厂投入工业生产。诺兰达炉是水平式圆筒反应器，类似转炉，可以转动480。熔炼过程中温度维持在1473K左右。诺兰达炉的特点是采用低SiO2 炉渣。这是为了减少渣量，有利于下一步炉渣的处理。虽然渣中Fe3O4的质量分数高达25～30％，但由于熔体的强烈搅动，故仍能顺利操作。

铜的的分类-特性-和一般用途

一、常见分类：黄铜是由铜和锌所组成的合金白铜是铜和镍的合金青铜是铜和除了锌和镍以外的元素形成的合金，主要有锡青铜，铝青铜等紫铜是铜含量很高的铜，其它杂质总含量在1％以下。

1、紫铜：红铜即纯铜，又名紫铜，纯铜密度为8.96，熔点为1083℃。

具有很好的导电性和导热性，塑性极好，易于热压和冷压力加工，大量用于制造电线、电缆、电刷、电火花专用电蚀铜等要求导电性良好的产品。

因呈紫红色而得名。

它不一定是纯铜，有时还加入少量脱氧元素或其他元素,以改善材质和性能,因此也归入铜合金。

中国紫铜加工材按成分可分为：普通紫铜(T1、T2、T3、T4)、无氧铜（TU1、TU2和高纯、真空无氧铜）、脱氧铜（TUP、TUMn）、添加少量合金元素的特种铜（砷铜、碲铜、银铜）四类。

紫铜的电导率和热导率仅次于银，广泛用于制作导电、导热器材。

紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）、碱、盐溶液及多种有机酸（醋酸、柠檬酸）中，有良好的耐蚀性，用于化学工业。

另外，紫铜有良好的焊接性，可经冷、热塑性加工制成各种半成品和成品。

20世纪70年代，紫铜的产量超过了其他各类铜合金的总产量。

紫铜中的微量杂质对铜的导电、导热性能有严重影响。

其中钛、磷、铁、硅等显着降低电导率,而镉、锌等则影响很小。

氧、硫、硒、碲等在铜中的固溶度很小,可与铜生成脆性化合物,对导电性影响不大，但能降低加工塑性。

普通紫铜在含氢或一氧化碳的还原性气氛中加热时，氢或一氧化碳易与晶界的氧化亚铜(Cu2O)作用，产生高压水蒸气或二氧化碳气体，可使铜破裂。

这种现象常称为铜的"氢病"。

氧对铜的焊接性有害。

铋或铅与铜生成低熔点共晶，使铜产生热脆；而脆性的铋呈薄膜状分布在晶界时，又使铜产生冷脆。

磷能显着降低铜的导电性,但可提高铜液的流动性,改善焊接性。

适量的铅、碲、硫等能改善可切削性。

2、黄铜以锌作主要添加元素的铜合金，具有美观的黄色，统称黄铜。

铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。

密闭还原炉处理含铜电镀污泥的工艺设计

关键词：含铜电镀污泥；密闭还原熔炼；黑铜；综合回收
中图分类号：Ｘ７８１．１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－５０６５（２０１９）０６－０１８０－２
Process Design of Closed reduction Furnace Smelting Copper-contained Electroplating Sludge
图 1 电镀污泥综合利用工艺原则流程图（1）电镀污泥干燥与配料。电镀污泥原料含水率一般在 75%~90%，pH 值在 6.70~9.77 之间，进入密闭熔炼炉之前需进行干燥，干燥后污泥含水分约 40%~45%。干燥后的污泥送入压块机制块，还原煤、石英石、炭精经精确计量后与制块后的污泥一起送密闭熔炼炉。（2）密闭还原熔炼。采用周期性批次加料方式从炉子顶部加入。炉料在密闭鼓风炉内的反应机理与 ISP 法的铅锌密闭鼓风炉比较相似，主要是 CuO、ZnO 的还原过程。还原生成的铜呈熔体进入炉缸；锌呈蒸气进入炉顶空间被二次空气氧化，随烟气进入收尘系统以氧化锌形态收集。为了能实现上述目的，在鼓风炉设计中采用了有别于一般鼓风炉的技术，如密
危废物转化成玻璃态固化渣以实现无害化处理的目的。在无害化处理的同时尽可能的回收有价值的金属，形成初级产品出售给专业冶炼厂处理做进一步加工，以避免深度处理带来的二次污染。本设计采用密闭鼓风炉还原熔炼工艺处理电镀污泥，在将污泥无害化的同时综合回收其中的铜、银、锌等有价金属，解决了传统鼓风炉熔炼工艺的环保差、能耗高问题。
据统计，我国电镀企业每年产生约 1 000 万 t 电镀污泥，其中有大量的有价金属可以回收。目前国内外有关重金属污泥资源化回收技术主要有焙烧 ~ 浸出、置换电解、浸出置换、氨浸出、微生物处理、矿物化、高温还原法等 [1]，但只有高温还原法广泛应用于工业生产。当前，国内处理这类污泥采用的高温还原法主要是制砖—鼓风炉熔炼工艺。该工艺是先将原料预干燥至适合压砖的水分含量，然后经制砖机制砖，砖块经自然晾干后输送至鼓风炉炉熔炼，处置在普通空气参与下完成，产出合金或品位较低的初级金属。该工艺具有流程短，金属回收率较高、工艺成熟等优点，但是传统鼓风炉加料口漏入空气量较大，导致熔炼炉出口烟气量大，熔炼过程的燃料消耗多，现场环境较差。借鉴铅锌密闭鼓风炉熔炼工艺，能较好解决上述环保、能耗高问题，从目前设计的项目来看，应用该工艺综合回收重金属电镀污泥能取得很好的技术经济指标。

铜密闭鼓风炉熔炼技术经济指标

15.3
19.4
4
24.6
28.5
28.7
1.16
1.005
20.4
11.6
17.5
23.5
29.1
32.0
37.9
43.6
49.5
5
26.2
24.9
31.2
1.33
0.893
29.6
10.3
15.5
20.6
25.8
39.9
45.1
50.2
55.4
6
29.4
30.3
30.6
1.03
1.013
17.5
项目
邵武厂
铜陵二冶
富冶
（新厂）
试生产期
生产期
精矿成分
Cu
S
富氧浓度，O2
16～22
25～28
24
17.7～22.4
26.5～32.5
27～30
21～24
28～30
27
10～15
25～30
22～24
块料率
焦率
铜硫品位
脱硫率
42.4
6.80
30～33
46.0
35～40
6.5～7.0
34.3～41.5
53.5～57.2
富冶厂铜的分配情况见表6。
表6 富冶厂铜的分配实例
项目
铜量，t
比例，%
原料收入
167.5
100
回
收
铜
铜锍
烟尘
小计
161.034
3.427
164.451
96.16（直收率）
2.05
98.19（总回收率）

铜的分类

铜精矿、废铜、精炼铜、阳极铜和铜合金1从铜矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品。

2废铜做为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50％左右),一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜:品位在90％以上；黄杂铜（电线）:含铜物料（旧马达、电路板）；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。

3通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。

火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20－30％，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9％的电解铜4纯铜可拉成很细的铜丝，制成很薄的铜箔。

能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成合金，形成的合金主要分成三类：黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金，白铜是铜钴镍合金。

5阳极铜目前我国生产再生铜的方法主要有两类：第一类是将废杂铜直接熔炼成不同牌号的铜合金或精铜，所以又称直接利用法；第二类是将杂铜先经火法处理铸成阳极铜．然后电解精炼成电解铜并在电解过程中回收其他有价元素。

用第二类方法处理含铜废料时，通常又有3 种不同的流程，即一段法、二段法和三段法。

l 一段法将分类过的黄杂铜或紫杂铜直接加入反射炉精炼成阳极铜的方法。

其优点是流程短、设备简单、建厂快、投资少，但该法在处理成分复杂的杂铜时，产出的烟尘成分复杂，难以处理；同时精炼操作的炉时长，劳动强度大，生产效率低，金属回收率也较低。

2 二段法杂铜先经鼓风炉还原熔炼得到金属铜．然后将金属铜在反射炉内精炼成阳极铜；或杂铜先经转炉吹炼成粗铜．再在反射炉内精炼成阳极铜。

铜锌混合精矿的密闭鼓风炉熔炼

以，矿必须先经烧结脱硫。铁厂的吸风烧结工艺精钢
适用于该原料的烧结。综合上述，设计选定采用吸风烧结一密闭鼓风熔炼的工艺流程（图１。见）
定大量购人高锌氧化铜精矿作原料冶炼粗铜以弥补
我国金属铜原料需求的缺口。
我院在该公司试验的基础上，应用密闭鼓风炉
炼锌的成功经验，确定采用吸风烧结一密闭鼓风炉熔炼的工艺处理高锌氧化铜精矿，设计并建成了规模为年产粗铜３×１的冶炼厂。该厂已投产运行０ｔ
硫较完全，出的烧结块含硫小于１５，使硫酸产．％并
盐熔融成多孔且有一定强度的烧结块。烧结烟气含有低浓度Ｓ采用该公司自行研究Ｏ，
在炉内加热带温度条件下，炉气中部分锌蒸气
摘
要：简述了高锌低硫氧化铜精矿的吸风烧结一闭鼓风炉炼粗铜的工艺过程及主要技术经济指密
标，工艺技术可行，离效果好，我国的炼铜工业开拓了广泛的原料来源。此分为
关键词：锌混合精矿；风烧结；闭鼓风炉铜吸密
吸风烧结、铅及铅锌精矿鼓风烧结和钢铁企业的烧
维普资讯

铜密闭鼓风炉熔炼概述

＞50
70～94
＞50
70～94
50
90
50
60～80
45～50
90
50
三
1
2
3
4
5
6
78技术操作条件 Nhomakorabea块料率，%
批料量，t/批
焦炭，kg
返渣，kg
石英石，kg
石灰石，kg
富块团矿，kg
混捏精矿，kg
共计，kg
鼓入空气量，km3/h
鼓入氧量，km3/h
风口区鼓风强度，m³/（㎡·min）
空气含氧浓度，%
35～40
0.28～0.32
32～34
34～36
41～43
45
8～10
5～10
31（电收尘出口）
4.57（干基）
（电收尘出口）
7.04（干基）
10.28（干基）
1.86（干基）
76.25（干基）
9.0
300
（电收尘出口）
30～35
0.28～0.3
32～34
34～36
40～45
40～45
8～10
6～8
铜密闭鼓风炉熔炼概述
[导读]本文主要介绍密闭鼓风炉熔炼工艺的优点和缺点及国内密闭鼓风炉生产各厂综合技术经济指标。详细内容请见文中。
传统的铜锍熔炼鼓风炉的炉顶是敞开的，只能处理烧结矿或块矿，烟气含SO2浓度低，仅0.5%左右，难以回收，造成环境污染。20世纪50年代以后，国外、国内冶炼厂相继开发了料封式密闭鼓风炉，直接处理铜精矿，并采用了富氧熔炼。
铜陵二冶
铜陵一冶
富冶
（老厂）
烟台厂
富冶
（新厂）
一

有色金属冶炼技术基础知识单选题100道及答案解析

有色金属冶炼技术基础知识单选题100道及答案解析1. 在有色金属冶炼中，常用的焙烧方法不包括（）A. 氧化焙烧B. 还原焙烧C. 氯化焙烧D. 碳化焙烧答案：D解析：有色金属冶炼中常用的焙烧方法有氧化焙烧、还原焙烧和氯化焙烧，碳化焙烧不常用。

2. 铜的主要冶炼方法不包括（）A. 火法冶炼B. 湿法冶炼C. 电解冶炼D. 生物冶金答案：D解析：铜的主要冶炼方法是火法冶炼、湿法冶炼和电解冶炼，生物冶金不是铜的主要冶炼方法。

3. 以下哪种金属通常采用电解法进行精炼（）A. 铅B. 锌C. 铝D. 锡答案：C解析：铝通常采用电解法进行精炼，因为铝的化学性质活泼。

4. 锌冶炼中，“焙烧-浸出-电积”工艺属于（）A. 火法冶炼B. 湿法冶炼C. 联合法冶炼D. 以上都不是答案：B解析：“焙烧-浸出-电积”工艺属于湿法冶炼。

5. 火法炼铜中，造锍熔炼的目的是（）A. 除去杂质B. 产出冰铜C. 回收有价金属D. 提高铜的品位答案：B解析：造锍熔炼的目的是产出冰铜。

6. 以下哪种试剂在铝土矿的溶出过程中常用（）A. 硫酸B. 盐酸C. 氢氧化钠D. 硝酸答案：C解析：铝土矿的溶出过程中常用氢氧化钠。

7. 镍的主要矿物不包括（）A. 镍黄铁矿B. 红土镍矿C. 磁黄铁矿D. 硫化镍矿答案：C解析：磁黄铁矿不是镍的主要矿物。

8. 铅冶炼中，氧化铅还原为铅的还原剂主要是（）A. 焦炭B. 一氧化碳C. 氢气D. 甲烷答案：A解析：铅冶炼中，氧化铅还原为铅的还原剂主要是焦炭。

9. 湿法炼锌中，浸出液净化的主要方法不包括（）A. 置换法B. 沉淀法C. 萃取法D. 蒸馏法答案：D解析：蒸馏法不是湿法炼锌中浸出液净化的主要方法。

10. 以下哪种金属的冶炼过程中会产生二氧化硫气体（）A. 钛B. 金C. 铜D. 银答案：C解析：铜的冶炼过程中，如在焙烧等环节会产生二氧化硫气体。

11. 铝电解槽的阳极材料通常是（）A. 石墨B. 钛C. 铜D. 铁答案：A解析：铝电解槽的阳极材料通常是石墨。

有色金属冶金学复习资料

名词解释1、冰铜：冰铜是在熔炼过程中产生的重金属硫化物为主的共熔体，是熔炼过程的主要产物之一，是以Cu2S-FeS系为主并溶解少量其它金属硫化物、贵金属、铂族金属、Se、Te、As、Sb、Bi等元素及微量脉石成分的多元系混合物。

2、闪速熔炼：闪速熔炼是将经过深度脱水的粉状精矿，在喷嘴中与空气或氧气混合后，以高速度从反应塔顶部喷入高温反应塔内进行熔炼的方法。

3、碱性精炼：是加碱于熔融粗金属中，使氧化后的杂质与碱结合成盐而除去的火法精炼方法。

4、碱性炉渣：5、酸性炉渣：6、直接炼铅：利用硫化铅精矿粉料在迅速氧化过程中放出大量的热，将炉料迅速熔化，产出液态铅和熔渣，同时产出少量的高So2浓度的烟气，使硫得以回收的冶金过程。

7、槽电压：阳极压降、阴极压降、母线压降、分解和极化压降、电解质压降的总和。

8、电流效率：是指在电解槽通过一定电量时，阴极实际析出的金属量与理论应析出的金属量的百分比，9、沸腾焙烧：沸腾焙烧是强化焙烧过程的新方法，是使空气以一定速度自下而上地吹过固体炉料层，固体炉料粒子被风吹动互相分离，并作不停的复杂运动，运动的粒子处于悬浮状态，其状态如同水的沸腾，因此称为沸腾焙烧。

10、冰镍：熔有金属的硫化物熔体。

11、还原硫化熔炼：冰镍和冰铜相似，也是硫化物的熔体。

由于这种熔炼方法是将矿石中的镍、钴和部分铁还原并使其硫化为金属硫化物与熔渣分开，故称还原硫化熔炼。

12、硬头：在还原熔炼时，少量的铁与锡一道被还原，生成各种成分的合金，称为硬头。

13、灰吹：将贵铅进行氧化熔炼14、贵铅：工业上称Ag-Pb合金为贵铅。

15、氰化法：用含氧的氰化物溶液，浸出矿石或精矿中的金银，再从浸出液中回收金银的方法称为氰化法。

16、汞齐化：将汞与含金矿粉混合，磨细，使汞首先对金湿润，继而溶解金形成汞膏，汞膏组成由不均匀至均匀直至接近Au2Hg成分的过程称为汞齐化，将金从含金矿石中提取出来的方法，称为混汞法。

17、炭浆法：用活性炭直接从氰化浸出矿浆中吸附金银的方法，称为炭浆法，该法不仅可省去传统氰化法中的液固分离工序，还有利于氰化浸出率的提高。

难忘我在铜陵有色的二三事

难忘我在铜陵有色的二三事□王善元我在铜陵有色40余年，1991年从凤凰山铜矿调任公司科研处处长，1995年进入公司领导班子，先后分管生产、科研和新产品开发、规划和重点工程等工作，见证了铜陵有色狠抓技术进步、科研攻关，不断引进新技术、新工艺改造传统产业，解决矿山、冶炼、铜材加工等各方面的技术难题。

铜陵有色也已从当年还有一定困难的大型联合企业发展到今天销售收入超千亿元的知名企业。

这些都是以刘玉恩、杨振超、韦江宏为首的历届领导班子率领铜陵有色二万多名员工多年顽强拼搏所取得的丰硕成果。

我有幸目睹了这一艰难而又光辉的发展历程，并参与其中做了一些应做的事情，现在虽已退休，回顾往事，岁月如歌，倍感自豪和骄傲。

金昌冶炼厂主工艺改造金昌冶炼厂是1978年建成投产的，釆用“鼓风炉熔炼——转炉吹炼——阳极炉精炼———电解”的工艺流程。

鼓风炉熔炼工艺，硫的回收利用率不高，上世纪90年代以前，国内这类冶炼厂的100多米高的大烟囱会经常冒出浓浓黄烟，造成的高、低空污染，严重地影响大气环境、农田作物的生长和人民的身体健康，制约了经济的进一步发展。

为了贯彻落实“强化污染治理，保护生态环境”这一基本国策，当年以刘玉恩经理为首的公司领导班子，为此进行了认真的研讨，确定了对金昌冶炼厂“总体规划、分步实施、先扫清外围、后攻熔炼主工艺”的改造原则。

其实，金昌冶炼厂自投产以来，工艺改造一直都在逐步进行，从敞开式空气鼓风炉熔炼到密闭鼓风炉，再到富氧密闭鼓风炉，粗铜产量从一万多吨增加到三万多吨，硫的回收利用率也从最初的40%~60%逐步提高到86%以上，富氧密闭鼓风炉熔炼工艺还曾经达到国内同行业先进水平。

电解车间经过1至4期建设，产量逐步提高到6万吨水平，转炉、硫酸系统、制氧机、阳极炉、浇铸机等配套扩建工程也在逐步展开。

应当指出的是，这些改造工程往往都是与日常生产同步进行，有些工程，例如小转炉更换为大转炉等还要在年度大检修时予以衔接。

金昌冶炼厂的领导对这些工作都要精心安排，并在现场组织施工，冶炼厂和建安公司的工人们克服重重困难，日夜奋战，以确保日常生产、改造工程、年度检修三不误，其中涌现了许多以省级劳模胡银仙同志为代表的先进人物，显示了铜陵有色人的风采。