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反射炉熔炼铜的金属回收率

2016/6/22 10:03:14来源:网络点击数:308

   反射炉熔炼的金属回收率主要决定于渣率和渣含铜、随炉气带出的烟尘成分和数量、原料中金属含量及冰铜品位等。一般进入冰铜的铜约97%左右。铜的损失中,渣含铜占1.7%,烟尘占1%,管理损失占0.3%,渣、铜的比例约为1.4.由此可看出,铜主要损失于炉渣中,渣含铜损失约占熔炼损失的60%,而反射炉渣又是废弃产物。因此,有必要采取措施将渣

    降低到较低限度,可从以下几方面考虑:

1. 选择合理渣型; 
  2. 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; 
  5. 稳定各项技术条件,使炉况处于正规操作; 
  6. 有条件时,将转炉渣单独贫化; 
  7. 加强备料。 
    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。 
    主要杂质在氧化精炼过程中的行为简述如下: 
    铁对氧的亲合力远远大于铜对氧的亲合力,所以铁很容易氧化,并造渣脱除。铁氧化反应按下式进行: 
    Cu2O+Fe=2Cu+FeO 
  按热力学估算,在精炼过程中铁可除到十万分之一。 
    镍。镍是难于除去的杂质,镍和铜能生成一系列固溶体,尽管镍在熔化期和氧化期均受到氧化,但既缓慢又不完全,并且在氧化期所生成的NiO分布于铜液和炉渣之间。溶于渣中的NiO可生成不溶于铜液而溶于渣相中的NiO·Fe2O3,这部分镍可脱除,热力学计算表明,当铜液中含镍16%时,镍可除到0.25% 。 
    当铜液中既含镍又含砷和锑时,镍的脱除更为难。因为溶于铜液中的NiO能与Cu、As或Sb形成溶于铜液的镍云母(6Cu2O·8NiO·2As2O3或6Cu2O·8NiO·2Sb2O3)。为了脱镍,这时只有加碱性熔剂,使镍云母分解。 

锌与铜在液态时完全互溶,锌的沸点为906℃,在精炼时,大部分锌在熔化阶段即以金属形态挥发,而后被炉气中的氧氧化成ZnO随炉气排出,并在收尘系统中收集下来,其余的锌在氧化初期被氧化成ZnO ,并形成硅酸锌(2ZnO·SiO2)和铁酸锌(ZnO·Fe2O3)进入炉渣。当精炼含锌高的杂铜料(黄杂铜等)时为加速锌的挥发,在熔化期和氧化期均提高炉温 (一般保持在1300~1350℃) ,并在熔体表面上覆盖一层木炭或不含硫的焦碳颗粒,使氧化锌还原成金属锌而挥发,以免生成氧化锌结壳妨碍蒸锌过程的进行。 
    铅。固态铅不溶于铜,在液态时溶解得也很少,但在氧化期,当铅氧化成氧化铅后,因其密度( 9.2 )比铜的密度( 8.9 )高,故沉于炉底,所以如果是酸性炉底,则 PbO 将与筑炉材料中的SiO2作用,生成密度小的硅酸铅(XPbO·YSiO)。从而上浮到熔池表面而被除去。如果炉底为碱性耐火材料,则铅的脱除很困难,这时必须向熔体中吹入石英熔剂,加大风量并保持较高的炉温(约1250℃),使PbO和SiO2作用,产出硅酸铅。用石英造渣除铅方法耗时长,铜入渣损失大,为了改进除铅效果,克服该法缺点,可改加磷铜,使铅以磷酸盐形态除去。也可以氧化硼作熔剂,使铅呈硼酸铅形态脱去。 
    锡。处理青铜料时,料中含锡高,锡与铜液态时互溶,在反射炉中锡氧化生成氧化亚锡(SnO)和二氧化锡(SnO2),SnO呈弱碱性,能与SiO2造渣,还能部分挥发。SnO2呈弱酸性,且溶于铜液中,这时需加入碱性溶剂(苏打或石灰石)使其造渣,生成不熔于铜液的锡酸钠(Na2O·SnO2)或锡酸钙(CaO·SnO)。实践证明,加入由30%氧化钙和70%物质材料组成的混合熔剂,可使铜中含锡量从0.029%降到0.002%。使用Fe2O3与和SiO2各占50%的混合熔剂亦能使锡的含量很快下降至0.005%,并可除去部分铅。 
   砷。从As.Cu 相图可知,砷与铜在液态时互溶,在氧化时,砷能氧化成易挥发的 As2O3 ,从而随炉气排走,但也有少量砷氧化成As2O5,并生成砷酸铜(Cu2O·XAs2O5),溶于铜液中,当铜液中有镍存在时,砷还能与铜、镍一起生成镍云母,这都给脱砷增加了困难。 
    锑。锑与铜在液态时无限互溶,而且铜与锑还能生成Cu3Sb和Cu3Sb2 。与砷一样,在氧化时锑也生成易挥发的Sb2O3,还可生成溶于铜液的Cu2O·Sb2O3和Cu2O·Sb2O5 。所以当处理含As和Sb高的杂铜时,氧化和还原过程需反复进行数次,使不挥发的As2O5和Sb2O5还原为易挥发的As2O3和Sb2O3,未挥发的As和Sb,加碱性熔剂处理。 
    金和银。金和银完全富集在阳较铜中,在电解精炼时进入阳较泥,进一步处理阳较泥得以回收。

 

 

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