炼铜常用方法

1. 现代炼铜有哪几种方法

现代炼铜有二种方法。火法炼铜和湿法炼铜
两种炼铜方法的比较 火法炼铜处理硫化铜矿,生产率高、能耗低、电铜质量好、

2. 火法炼铜的主要方法

适于处理浮选的粉状精矿。反射炉熔炼过程脱硫率低，仅20%～30%，适于处理含铜品位较高的精矿。如原料含铜低、含硫高，熔炼前要先进行焙烧。反射炉生产规模可大型化，对原料，燃料的适应性强，长期来一直是炼铜的主要设备，至80年代初，全世界保有的反射炉能力仍居炼铜设备的首位。但反射炉烟气量大，且含二氧化硫仅1%左右，回收困难。反射炉的热效率仅25%～30%，熔炼过程的反应热利用较少，所需热量主要靠外加燃料供给。70年代以来，世界各国都在研究改进反射炉熔炼，有的采用氧气喷撒装置将精矿喷入炉内，加强密封，以提高SO2浓度。中国白银公司第一冶炼厂将铜精矿加到反射炉中的熔体内，鼓风熔炼，提高了熔炼强度，烟气可用于制取硫酸。
反射炉为长方形，用优质耐火材料砌筑。燃烧器设在炉头部，烟气从炉尾排出，炉料由炉顶或侧墙上部加入，冰铜从侧墙底部的冰铜口放出，炉渣从侧墙或端墙下的放渣口排出。炉头温度1500℃～1550℃，炉尾温度1250℃～1300℃，出炉烟气1200℃左右。熔炼焙烧矿时，燃料率10%～15%，床能率3～6t/(m2·日)。铜精矿直接入炉，燃料率16%～25%，床能率为2～4t/(m2·日)，称生精矿熔炼。中国大冶冶炼厂采用270m2反射炉熔炼生精矿。 炼铜采用电阻电弧炉即矿热电炉，对物料的适应性非常广泛，一般多用于电价低廉的地区和处理含难熔脉石较多的精矿。电炉熔炼的烟气量较少，若控制适当，烟气中SO2浓度可达5%左右，有利于硫的回收。
铜熔炼电炉多为长方形，少数为圆形。大型电炉一般长30 m～35m，宽8 m～10m，高4 m～5m，采用六根直径为1.2 m～1.8m的自焙电极，由三台单相变压器供电。电炉视在功率3000～50000千伏安，单位炉床面积功率100kw/m2左右，床能率3～6t/(m2·日)，炉料电耗400～500kw·h/t，电极糊消耗约2～3kg/t。中国云南冶炼厂采用30000kVA电炉熔炼含镁高的铜精矿。 是将硫化铜精矿和熔剂的混合料干燥至含水0.3%以下，与热风（或氧气、或富氧空气）混合，喷入炉内迅速氧化和熔化，生成冰铜和炉渣。其优点是熔炼强度高，可较充分地利用硫化物氧化反应热。降低熔炼过程的能耗。烟气中SO2浓度可超过8%。闪速熔炼可在较大范围内调节冰铜品位，一般控制在50%左右，这样对下一步吹炼有利。但炉渣含铜较高，须进一步处理。
闪速炉有奥托昆普型闪速炉和国际镍公司型闪速炉两种。70年代末世界上已有几十个工厂采用奥托昆普型闪速炉，中国贵溪冶炼厂也采用此种炉型。 利用硫化亚铁比硫化亚铜易于氧化的特点，在卧式转炉中，往熔融的冰铜中鼓入空气，使硫化亚铁氧化成氧化亚铁，并与加入的石英熔剂造渣除去，同时部分脱除其他杂质，而后继续鼓风，使硫化亚铜中的硫氧化进入烟气，得到含铜98%～99%的粗铜，贵金属也进入粗铜中。
一个吹炼周期分为两个阶段：第一阶段，将FeS氧化成FeO，造渣除去，得到白冰铜（Cu2S）。冶炼温度1150℃～1250℃。主要反应是：
2FeS+3O2→2FeO+2SO2
2FeO+SiO2→2FeO·SiO2
第二阶段，冶炼温度1200℃～1280℃将白冰铜按以下反应吹炼成粗铜：
2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2
Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2
冰铜吹炼是放热反应，可自热进行，通常还须加入部分冷料吸收其过剩热量。吹炼后的炉渣含铜较高，一般为2%～5%，返回熔炼炉或以选矿、电炉贫化等方法处理。吹炼烟气含SO2浓度较高，一般为8%～12%，可以制酸。吹炼一般用卧式转炉，间断操作。表压约1kgf/cm2的空气通过沿转炉长度方向安设的一排风眼鼓入熔体，加料、排渣、出铜和排烟都经过炉体上的炉口。。其过程是将液态铜加入精炼炉升温或固态铜料加入炉内熔化，然后向铜液中鼓风氧化，使杂质挥发、造渣；扒出炉渣后，用插入青木或向铜液注入重油、石油气或氨等方法还原其中的氧化铜。还原过程中用木炭或焦炭覆盖铜液表面，以防再氧化。精炼后可铸成电解精炼所用的铜阳极或铜锭。精炼炉渣含铜较高，可返回转炉处理。精炼作业在反射炉或回转精炼炉内进行。
火法精炼的产品叫火精铜，一般含铜99.5%以上。火精铜中常含有金、银等贵金属和少量杂质，通常要进行电解精炼。若金、银和有害杂质含量很少，可直接铸成商品铜锭。
电解精炼是以火法精炼的铜为阳极，以电解铜片为阴极，在含硫酸铜的酸性溶液中进行。电解产出含铜99.95%以上的电铜，而金、银、硒、碲等富集在阳极泥中。电解液一般含铜40～50g/L，温度58℃～62℃，槽电压0.2～0.3V，电流密度200～300A/m2，电流效率95%～97%，残极率约为15%～20%，每吨电铜耗直流电220～300kwh。中国上海冶炼厂铜电解车间电流密度为330A/m2。
电解过程中，大部分铁、镍、锌和一部分砷、锑等进入溶液，使电解液中的杂质逐渐积累，铜含量也不断增高，硫酸浓度则逐渐降低。因此，必须定期引出部分溶液进行净化，并补充一定量的硫酸。净液过程为：直接浓缩、结晶，析出硫酸铜；结晶母液用电解法脱铜，析出黑铜，同时除去砷、锑；电解脱铜后的溶液经蒸发浓缩或冷却结晶产出粗硫酸镍；母液作为部分补充硫酸，返回电解液中。此外，还可向引出的电解液中加铜，鼓风氧化，使铜溶解以生产更多的硫酸铜。电解脱铜时应注意防止剧毒的砷化氢析出。 用于处理难选的结合性氧化铜矿。将含铜1%～5%的矿石磨细，加热至750℃～800℃后，混以2%～5% 的煤粉和0.2%～0.5%的食盐，矿石中的铜生成气(Cu3Cl3)并为氢还原成金属铜而附着于炭粒表面，经浮选得到含铜50%左右的铜精矿，然后熔炼成粗铜。此法能耗高，很少采用。

3. 工业上可采取很多方法炼铜。

应该是水法炼铜
首先加硫酸溶解碱式碳酸铜
Cu2(OH)2CO3+2H2SO4==2CuSO4+3H2O+CO2
然后是水法炼铜的方程
Fe+CuSO4==FeSO4+Cu

4. 古人有哪些炼铜的方法

在我国商周奴隶社会,青铜的冶铸技术已有很高的水平.经过春秋战国,青铜一度
在制造兵器和生产工具方面进一步有所发展.到了秦汉,由于铁制工具的迅速进展,青
铜工具逐步被取代了.但另一方面又因为封建社会商品经济发展的要求,青铜大量地被
用于铸造钱币,而无法用铁器、漆器取代的青铜镜,其制作技术也在提高.总之,在我
国进入封建社会后,炼铜技术的发展并没有停顿,而在某些制造业中继续发展.
秦、汉以后,除青铜外,还出现了一些其他的铜合金.首先应指出的是铜锌合金,
也就是“黄铜”.最初冶炼这种铜锌合金,是通过将铜与含锌的炉甘石防在还原炉中冶
炼而制成的,后来在我国制造出单质锌以后,便直接将红铜与锌冶炼成黄铜合金.关于
这方面的可靠记载,见于宋代人崔昉的《外丹本草》,其中说：“用铜一斤,炉甘石一
斤,炼之即成黄铜一斤半”.元代着作《格致粗谈》也说：“赤铜入炉甘石炼为黄铜,
其色如金”.
明代李时珍《本草纲目》曾提到：“炉甘石大小不一,状如羊脑,松如石脂,赤铜
得之,即化为黄.今之黄铜皆此物点化也”.以上记载清楚地表明,早期黄铜的冶炼是
由碳酸锌矿石（古称炉甘石）与铜在还原炉中炼出的.尽管关于黄铜冶炼技术的最早记
载出现于宋、元人的着作中,但应该说在此以前我国已具备冶炼这种合金的技术条件了
,不能由此说冶炼铜锌合金是从宋以后才开始的.
特别应指出的是,在《天工开物》中,更具体而详细地记载了炼制金属锌（当时叫
“倭铅”）及黄铜的方法,谈到炼制黄铜时说：“每红铜六斤,入倭铅四斤,先后入罐
熔化,冷定取出,即成黄铜”.稍后,在《物理小识》中也有同样记载.
继黄铜之后,又出现了白铜即铜镍合金.在北宋末何芫的《春渚纪闻》中已有关于
用铜与砒石冶炼白铜的记载.元代着作《格物粗谈》中有“砒石炼为白铜,杂锡炼为响
铜”之语.明代李时珍在其《本草纲目》中说：“白铜出云南,赤铜以砒石炼为白铜”
.宋应星在其《天工开物》中亦说：铜“以砒霜等药制炼为白铜”.这些宋、元、明人
着作中提到的用砒石及赤铜炼制的白铜,很可能是指含镍的砷镍矿与赤铜炼制者.白铜
很可能在宋、元以前就已有了.
明、清以后我国制造的白铜器物远销于国外.到十七、十八世纪,东印度公司从我
国购买白铜器物,再远销于欧洲各国,欧洲语中Packtong（白铜）就导源于中国词“白
铜”.在这以前的唐代,波斯语、阿拉伯语中也把白铜称为“中国石”,可见也是来自
我国.但其成分及制法,则记载得很少.
在我国古代的炼铜技术中,还应特别指出的是：我国古代劳动人民很早就认识了铜
盐溶液里的铜能被铁取代,从而发明了“水法炼铜”的新途径.这一方法以我国为最早
,是水法冶金技术的起源,在世界化学史上是一项重大贡献.
早在西汉的《淮南万毕术》里,就有“曾青得铁则化为铜”的记载.曾青成分是2C
UCO3?CU(OH)2,易溶于苦酒（醋）,又叫白青、空青.东汉时的《神农本草经》也有：
“石胆……能化铁为铜”的话,石胆或胆矾,成分是含水硫酸铜CUSO4?5H2O.南北朝时
的陶弘景则更进一步认识到不仅硫酸铜,而只要可溶性的铜盐类就能与铁置换反应.他
说：“鸡屎矾……投苦酒中（醋）,涂铁,皆作铜色”.鸡屎矾可能是不纯的碱式硫酸
铜或碱式碳酸铜,难溶于水,但却能溶于醋,而与铁起置换反应.从而扩大了以前的认
识范围.
这种认识大约到唐末、五代间就应用到生产中去了.宋时更有发展,成为大量生产
铜的重要方法之一,这就是水法炼铜的“胆铜法”.这种方法比火法炼铜有许多优点：
它一则可以在产胆水（即硫酸铜溶液,俗称“胆水”）的地方就地取材；二则设备简单
,操作容易,不要冶炼、鼓风设备,在通常温度下就可提取铜,不须高温,节省了燃料
.
宋代时由于铸造钱币的大量需要,同时“胆水炼铜”又有上述优点,因此对“胆水
炼铜”甚为重视.宋代文献记载,当时南方用“水法炼铜”的约有十一处,其中以饶州
德兴、信州铅山和韶州岑水规模最为宏大.北宋每年产胆铜达一百万至一百七、八十万
斤,占当时铜总产量的白分之十五到百分之二十；南宋时铜产量虽大为减少,但胆铜比
重却大有增加,绍兴（宋高宗）年间,竟占铜总量的百分之八十五以上.
胆铜的生产过程包括两个方面.一是浸铜,二是收取沉积的铜.目前,我国有的地
方（如湖北黄石市）还仍用这种方法生产铜.

5. 现在冶炼铜的方法有哪些

冶炼是一种工艺.
这是日本株式会社公开的一种连续冶炼铜的方法。
首先，提供一个冶炼炉、分离炉、转炉、依次连接冶炼炉、分离炉和转炉的熔液流槽、多个阳极炉和多个连接转炉和阳板炉的粗铜流槽。
然后，把铜精矿送入冶炼炉中，并把它氧化成冰铜和炉渣混合物，该混合物被送入分离炉中，并从炉渣中分离出冰铜。然后氧化从炉渣中分离出来的冰铜，这样就生产出了粗铜。
随后粗铜流经粗铜流槽进入其中的一个阳极炉中，并且在阳析炉中，粗铜提炼成了纯度较高的鲷。在阳极炉的操作中，进料步骤和氧化》步骤至少以部分重叠的方式进行。

6. 古代如何炼铜

古代炼铜分为水法炼铜技术和火法炼铜技术。
水法炼铜技术开始于秦汉之际，当时的炼丹术士
在从事炼丹中发现铁能够从硫酸溶液中置换出铜。
西汉《淮南万毕术》中记载，“白青得铁则化为铜”。
《梦溪笔谈》也说：“信州铅山县有苦泉，流以为涧，挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜，熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”这些记载表明当时人们已有意识地利
用化学的置换反应来获得铜。其工艺流程如下：硫酸铜从溶液中结晶出来，再人炉冶炼出铜。冶炼初期，硫酸铜、硫酸亚铁等分解成氧化亚铜、氧化亚铁等氧
化物，氧化亚铜被后期反应还原成铜，氧化亚铁再与
铜分离。到唐代后期利用水法技术炼铜得到了广泛
引用。宋代利用最为广泛。
与水法炼铜技术相比，火法炼铜技术应用时间
更长，范围更广。在《大冶赋》中就有对火法炼铜
技术的记载，分四部分：
第一部分是采矿过程。在
决定矿的分布后，根据热胀冷缩的原理，对矿脉进
行煅烧，使地表发脆解理，然后比较容易地采出矿，
即“火爆法”采矿技术。
第二部分是对矿石的焙烧过程。利用燃料对矿石进行焙烧，氧化层达到一定
厚度时，焙烧自动停止，同时脱去一部分硫。
第三部分是关于火法炼铜技术。详细地记载了在前两次的基础上如何冶炼出铜，工艺大致是焙烧后的矿石入炉，点火，启动鼓风设备，在冶炼中使矿石融化，矿石在其他添加剂的催化下，冶炼出铜。
第四部分是提纯。人们从铜中提出银后，铜的纯度更高，具体的做法是：人们向铜液中加入铅，铅提出铜中的银，铅沉入底部，脱去银的铜液在上部，达到既获高纯度铜的目的。

7. 工业制铜的方法

2CuO+C=2Cu+CO2↑
反应条件是“高温”。生成铜和二氧化碳。
这属于“置换反应”，是工业制铜原理
《湿法炼铜》也可以快速制铜
我国劳动人民很早就认识了铜盐溶液里的铜能被铁置换，从而发明了水法炼铜。它成为湿法冶金术的先驱，在世界化学史上占有光辉的一页。
水法炼铜的原理是：CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
在汉代许多着作里有记载“石胆能化铁为铜”，晋葛洪《抱朴子内篇·黄白》中也有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载。南北朝时更进一步认识到不仅硫酸铜，其他可溶性铜盐也能与铁发生置换反应。南北朝的陶弘景说：“鸡屎矾投苦洒（醋）中涂铁，皆作铜色”，即不纯的碱式硫酸铜或碱式碳酸铜不溶于水，但可溶于醋，用醋溶解后也可与铁起置换反应。显然认识的范围扩大了。到唐末五代间，水法炼铜的原理应用到生产中去，至宋代更有发展，成为大量生产铜的重要方法之一。
水法炼铜也称胆铜法，其生产过程主要包括两个方面。一是浸铜，就是把铁放在胆矾（CuSO4·5H2O）溶液（俗称胆水）中，使胆矾中的铜离子被金属置换成单质铜沉积下来；二是收集，即将置换出的铜粉收集起来，再加以熔炼、铸造。各地所用的方法虽有不同，但总结起来主要有三种方法：第一种方法是在胆水产地就近随地形高低挖掘沟槽，用茅席铺底，把生铁击碎，排放在沟槽里，将胆水引入沟槽浸泡，利用铜盐溶液和铁盐溶液颜色差异，浸泡至颜色改变后，再把浸泡过的水放去，茅席取出，沉积在茅席上的铜就可以收集起来，再引入新的胆水。只要铁未被反应完，可周而复始地进行生产。第二种方法是在胆水产地设胆水槽，把铁锻打成薄片排置槽中，用胆水浸没铁片，至铁片表面有一层红色铜粉覆盖，把铁片取出，刮取铁片上的铜粉。第二种方法比第一种方法麻烦是将铁片锻打成薄片。但铁锻打成薄片，同样质量的铁表面积增大，增加铁和胆水的接触机会，能缩短置换时间，提高铜的产率。第三种方法是煎熬法，把胆水引入用铁所做的容器里煎熬。这里盛胆水的工具既是容器又是反应物之一。煎熬一定时间，能在铁容器中得到铜。此法长处在于加热和煎熬过程中，胆水由稀变浓，可加速铁和铜离子的置换反应，但需要燃料和专人操作，工多而利少。所以宋代胆铜生产多采用前两种方法。宋代对胆铜法中浸铜时间的控制，也有比较明确的了解，知道胆水越浓，浸铜时间可越短；胆水稀，浸铜的时间要长一些。可以说在宋代已经发展从浸铜方式、取铜方法、到浸铜时间的控制等一套比较完善的工艺。
水法炼铜的优点是设备简单、操作容易，不必使用鼓风、熔炼设备，在常温下就可提取铜，节省燃料，只要有胆水的地方，都可应用这种方法生产铜。

8. 古人有哪些炼铜的方法

一,干炼:矿石加热分解或加还原剂还原,较常用,但纯度低,多制成青铜.二,湿炼:古代曾有人铁锅煮蓝矾水,数次之后铁锅变铜锅,这是硫酸铜中的铜被铁置换了.

9. 铜冶炼转炉炼铜的技术和方法

1、双闪速炉熔炼法:
投资大,专利费昂贵,熔剂和原料先进行磨细再进行深度干燥,需额外消耗能源这不尽合理。熔炉产出的铜硫需要水碎再干燥再细磨,工序繁杂。每道工序均难以保证100%回收率,会产生部分机械损失;热态高温铜锍水碎物理热几乎全部损失,水碎后再干燥,再加上炉内大量水套由冷却水带走热量,热能利用也不尽合理。铜锍水碎需要大量的水冲,增加动力消耗。破碎、干燥要增加人力和动力的消耗。这些都是多年来该工艺没有得到大量推广的重要原因。
2、艾萨法和澳斯麦特法均属于顶吹冶炼系列:
顶吹都要建立高层厂房,噪音大、高氧浓度低烟气量大、顶吹的氧枪12米长,3天至一周要更换一次,不锈钢消耗量大、投资大、操作不方便。都用电炉做贫化炉,渣含铜一般大于0.6%不合国情。
3、三菱法的不足
4个炉子(熔炼炉、贫化电炉、吹炼炉、阳极炉)自流配置,第一道工序的熔炼炉需要配置在较高的楼层位置,建筑成本相对较高,炉渣采用电炉贫化,弃渣含铜量达0.6%~0.7%,远远高于我国多数大型铜矿开采的矿石平均品位,资源没有得到充分的利用。
4、诺兰达和特尼恩特连续吹炼法,尚在工业试验阶段。
诺兰达是侧吹、要人工打风眼、劳动强度很大、风眼漏风率达10%~15%。有很大噪音、操作条件不好、冶炼环境不理想。如果掌握不好容易引起泡沫渣喷炉事故。
综上所述,让我们来寻求新的冶炼工艺,在不断的探索中发现新途径。 氧气底吹炉炼铅、炼铜最早是湖南水口山和中国有色工程设计研究总院共同研发在水口山进行过半工业试验。首先用于炼铅,产业化取得成功,继这之后,中国有色工程设计研究总院原副院长、总工程师、全国设计大师蒋继穆,用在炼铜上,曾找过多家合作,可是谁都不想吃第一只螃蟹。时隔多年,在中国和国际铜市场最好的时候,山东东营方圆铜业集团董事长崔志祥找到蒋继穆,提出要搞20万吨铜、金冶炼,分两期实施。经过多方研讨和论证,崔志祥和蒋大师达成协议,共同开发“氧气底吹造锍捕金”熔池熔炼新工艺,产业化示范工程。 蒋大师从这项工程设计开始到投产,曾多次到现场进行细致的调研,落实科学发展观,对设计中的每一个参数和设备运行数据都一一推敲,对“氧气底吹这项新技术”,他呕心历血,夜以继日地工作,在严细上下功夫,不说大话,不说虚话,尊重事实。从点火烤炉,到投料试车,真是令人捏把汗。氧气底吹炉投料试车一次成功,说明了从设计、施工到投产、所有工程技术人员和工厂员工尊重科学,尊重实践,是百战百胜的基础,是发展的源动力。在氧气底吹炉开车时,全流程畅通,蒋大师高兴地说:“这是创新第一步,还有很多问题需要逐步去解决,任重而道远。”
目前采用的较为先进的熔炼工艺是可行的,没有烟气外逸。就铜的转炉吹炼而言,当今世界上90%以上都是采用PS转炉,间断作业,熔炼产出的铜锍需用铜锍包在车间内进行倒运,造成二氧化硫烟气低空逸散,加上转炉加料及吹炼过程,烟气难以完全密封,存在不同程度的逸散现象,使PS转炉吹炼作业的操作环境很差。这是当今铜冶炼面临的一道世界性难题,各国都在力图解决这一大问题。我们要想法从源头上来解决,从取消转炉上下功夫,需在吹炼炉上做文章。
目前国外有两种用于工业生产的连续吹炼工艺,解决了铜铳在车间内倒运等问题。硫的捕集率大于99.8%,较好地解决了铜锍吹炼的低空污染。
其中,日本研发的三菱法,采用顶吹炉熔炼,电炉沉降铜锍并对渣进行贫化,再用顶吹炉连续将铜锍吹炼至粗铜。3个炉子用两个溜槽连接,实现了连续炼铜。世界上已有5家这样的工厂在进行生产,是一种投资较少、成本较低的连续炼铜工艺。
另一种是美国犹他Kennecott冶炼厂的炼铜工艺,采用闪速炉熔炼、炉渣选矿、铜锍水碎、干燥、磨矿再用闪速炉吹炼成粗铜。
上述两种连续炼铜工艺,虽然解决了吹炼作业的环保问题,但还都有不足之外,需要进一步改进提高。
三菱法由4个炉子(熔炼炉、贫化电炉、吹炼炉、阳极炉)自流配置,第一道工序的熔炼炉需要配置在较高的楼层位置,建筑成本相对较高,另外三菱法的炉渣采用电炉贫化,弃渣含铜量达0.6%~0.8%,远高于我国多数大型铜矿开采矿石的平均品位,资源没有获得充分利用。 闪速连续吹炼,其缺点是铜锍需要先水碎,再干燥、磨细后,才能进行吹炼作业,工序繁杂,且每道工序均难以保证100%的回收率,都有少量的机械损失。再者液态高温铜锍水碎,其物理热几乎全部损失,水碎固态铜锍的干燥和吹炼过程需要外供热源,热能利用不尽合理。铜锍水碎需用大量水冲,加上干燥、破碎,额外增加了人工及动力消耗,致使吹炼成本增加,这也许是多年来该工艺没有得到大量推广的重要原因。
另外还有诺兰达和特尼恩特连续吹炼法,尚处于工业试验阶段。
通过搞氧气底吹炉的试验,找到一种有效方法,解决目前铜冶炼PS转炉吹炼的低空二氧化硫污染问题,同时提供比世界上现有的三菱法、闪速吹炼法等连续炼铜工艺更先进、流程更短、投资更省、成本更低、回收率更高、综合利用更好的新的炼铜工艺,是我们面临的重任。
蒋继穆发明的“氧气底吹连续炼铜”法的精髓在于借鉴三菱法的自流配置,利用氧气底吹的冶炼机理与优越性,将熔炼、吹炼、火法精炼三过程,用3个不同的底吹炉连成一体,克服了转炉吹炼的缺点。这样就可彻底解决世界上目前仍有90%采用转炉吹炼铜锍需在车间吊运的问题。在车间内有效根冶了二氧化硫的逸散,和操作中的污染,车间内的低空烟害得以消除。这不仅节省为转炉生产用的吊车,也取消了多台转炉占用的大面积厂房,建设投资,同等条件下省去1/3费用。
其特征在于,利用氧气底吹炉熔炼高品位铜锍,高品位铜锍再用底吹炉或我国开发的连续吹炼炉吹成粗铜。熔炼过程造高铁渣,炉渣经选矿选出铜精矿返回熔炼,选出铁精矿出售,渣尾矿出售。吹炼过程造钙渣,返回熔炼,烟气经净化后送去生产硫酸。 这种粗铜冶炼方法,包括以下步骤:
1、将硫化铜精矿、其他含铜物料和熔剂配料制粒后,加入氧气底吹熔炼炉中进行熔炼,产出高品位铜锍和熔炼渣,烟气经余热锅炉冷却回收余热后送至电除尘器净化除尘,然后送制酸车间生产硫酸。 其特点在于:
(1)调节氧料比,生产高品位铜锍。铜锍品位控制在68%~70%,以减少后续铜锍吹炼作业的负荷量,同时产出小于70%的铜锍,熔炼渣含铜处于较低水准,可获得较高的熔炼直收率。 2)熔炼采用高铁渣型。通过熔剂配入量,熔炼渣的氧化铁/二氧化硅(以重量计)控制在2.0~2.2之间,高于三菱法的1.4~1.6的水平,也高于闪速炉的1.6~1.8(用于渣选矿的渣型)。之所以能采用高的铁硅比造渣,是由于底吹熔炼的反应机理是氧气直接作用于铜锍,铜锍作为氧的载体,生成氧化亚铜与精矿中的硫化铁反应生成氧化铁,造渣反应的氧势低,不易生成四氧化三铁,因而炉渣可以采用更高的铁硅比。反之,三菱法或闪速熔炼法,其反应机理是氧气直接作用于精矿,硫化铁直接与氧气反应,氧势较高,生成四氧化三铁的趋势大,比例高,炉渣发粘,氧化亚铜在渣中的熔解度增加,不利于渣铜分离。尤其是三菱法,过高的铁硅比,渣中四氧化三铁增加,除渣含铜升高外,还有产生泡沫渣的危险。由于氧气底吹熔炼炉渣四氧化三铁含量低,可以采用高的铁硅比造渣,因此,熔炼加入的石英熔剂量相对较少,熔炼物料量减少,渣率低,渣选矿的物料量少,能耗也相应下降,随渣损失的铜量也相应减少。
2、熔炼炉渣选矿
底吹炉产出的熔炼渣,通过渣包或渣坑,经缓冷后送选矿处理,选矿过程包括将渣破碎、磨细后,浮选选出渣铜精矿、再遴选选出铁精矿和尾矿。铜熔炼炉渣选矿,国内外有成熟技术。底吹炉渣与诺兰达熔炼渣类似。大冶处理诺兰达熔炼渣,可选出渣铜精矿、铁精矿,产出的尾矿可供水泥配料或制砖,实现了冶炼厂无废渣。尾矿含铜小于0.35%,较电炉贫化工艺,可提高铜的总回收率0.6%~0.7%。电炉贫化弃渣含铜较好指标为0.6%~0.7%,我国铜资源奇缺,原矿含铜0.42%左右的资源仍在开采。该技术炉渣采用选矿工艺回收残留铜,铜回收率高,资源得以充分利用,是符合国情的。更何况,采用选矿方法处理每吨渣的单位基建投资和运营成本,与电炉贫化基本持平,因此,从经济角度看,渣选矿也更为有利。
3、铜锍吹炼
产自底吹熔炼炉的液态高温铜锍,经溜槽连续注入氧气底吹吹炼炉,从吹炼炉底部连续送入富氧空气对高品位铜锍进行连续吹炼。与此同时,通过料仓,计量皮带给料机,按计算要求量从炉顶开口连续加入熔剂石灰石造渣。(也可炉顶不开口,将熔剂石灰或石灰石磨成粉状,通过料仓、计量皮带给料机从氧枪与氧气一起送入炉内造渣。)在炉子一端较上部开孔,排放熔炼渣,较下部开孔,设置虹吸装置排放粗铜,见图2。实现连续加入铜锍、连续吹炼、连续加入熔剂、连续造渣、排渣,并连续放出粗铜,实现吹炼过程连续化。其特点有:1)采用底吹炉吹炼。在粗铜、铜锍、炉渣三相共存情况下连续吹炼,氧通过粗铜传递,因此,粗铜的氧势最高,可确保获得比其他连续吹炼含硫量更低的粗铜,并有利于As、Sb、Bi等V族元素的脱除,提高粗铜质量。同时底吹吹炼可降低四氧化三铁的生成量,防止四氧化三铁沉淀和泡沫渣的生成,炉渣中四氧化三铁含量低,渣的粘度就低,可降低吹炼渣中氧化亚铜的夹杂量,使渣含铜低于闪速吹炼和三菱法吹炼的渣含铜量,可降到铜小于10%。 (2)采用高品位铜锍(铜68%~70%)吹炼,吹炼负荷小,吹炼渣量相对较少。通过调节氧枪供氧的氧氮比和供氧压力(氧氮体积比调节范围为5:5至8:2,供氧压力调节范围为0.4MPa~0.8MPa)来控制吹炼的反应速度,从而可控制吹炼温度在1220℃~1250℃。
(3)根据精矿成分确定吹炼渣型:一般情况下铜精矿脉石含铁高、含钙、镁等碱性元素少,熔炼时需添加熔剂氧化钙。采用铁钙渣型,吹炼渣水碎后返熔炼炉,替代熔炼所需添加的石灰石熔剂。当特殊情况下处理含钙量高的铜精矿(熔炼时不需要添加石灰石熔剂)时,亦可在吹炼炉加石英石造硅铁渣,经缓冷后送渣选矿车间处理。
(4)底吹吹炼炉,根据炉子大小,在配制上保持1%~3%的倾斜度,使之铜锍入口端的粗铜层较薄,从喷枪送入的富氧空气可直接送入铜锍层,进行吹炼反应,防止产生过量的氧化亚铜。粗铜放出口一端又可保持较厚的粗铜层,为防止与铜锍逆向平衡反应而提高粗铜的硫含量,在该端设置部分炉底透气砖,送人少量富氧空气,缓慢进入粗铜层,提高其氧势,控制粗铜量达标,避免了三菱法和闪速连续吹炼法在阳极炉中需要再脱硫,造成阳极炉烟气需要特殊处理以解决环保问题。
(5)底吹炉连续吹炼,炉温稳定,克服了转炉周期作业温度波动过大的缺点,有利于大幅度提高吹炼炉的寿命,降低耐火材料消耗和维修工作量,从而降低炼铜成本。连续吹炼,烟气量和烟气成分(二氧化硫含量)稳定均衡,炉体不用经常转动,从而降低炼铜成本。连续吹炼,克服了转炉周期作业烟气量和烟气成分波动大的缺点,有利用制酸,降低酸厂投资。
(6)熔炼炉至吹炼炉设置铜锍溜槽,铜锍直接从熔炼炉通过溜槽流入吹炼炉。在联接溜槽上设置保温烧嘴加热保温,防止铜锍在溜槽中冻结。在溜槽一端设置通风烟罩,排除保温烧嘴和溜槽中铜锍逸散的烟气,烟气经脱硫处理后排空。克服了转炉周期作业时,用吊包车在车间内倒运铜锍,铜锍中二氧化硫大量无组织逸散,造成严重的二氧化硫低空污染,恶化车间操作。