【正文】 但分步進(jìn)行也帶來了效率低、 SO2污染和 回收不利、熱耗高、自動(dòng)化程度低等不足。 FeO的含量從 26％升到 52％，銅的總損失升高，是因?yàn)樵黾?FeO使銅在鐵質(zhì)渣中溶解損失增大，并且由于渣和锍的結(jié)構(gòu)接近，使微細(xì)锍滴聚合條件惡化，從而大大增大了銅的機(jī)械夾帶 損失。 28 A）銅在渣中的機(jī)械夾帶 a)機(jī)械夾帶的原因 轉(zhuǎn)爐渣返回熔煉爐（傳統(tǒng)熔煉）時(shí)，轉(zhuǎn)爐渣中漂浮有大量銅硫化物微滴； 細(xì)小的固體硫化礦和細(xì)小的硫化物液體在熔煉時(shí)未能下沉，掉落在熔渣面上，由于界面張力的關(guān)系被分散而夾帶于熔渣中； 溫度降低，銅或銅硫化物在渣中的溶解度下降，非常細(xì)的銅或銅硫化物從渣中析出，并分散于渣系中； SO2氣泡的浮帶作用。銻、鉛、鉍是精煉過程中的有害元素，想用氧化作用使它們?cè)煸蛛x，困難較大。 SO化學(xué)勢(shì)圖上已表明，這是平衡氧壓顯著升高所致。 B)Fe3O4(s,l)的分解反應(yīng) 3Fe3O4(s,l) + FeS(l) = 10 FeO(l) + SO2 ?G? = 654720 (J) K1473K = ?104 K1573K = ?102 在 FeS的活度較大、 FeO的活度較小以及 SO2的分壓較低的條件下， Fe3O4便可被還原而造渣。（ f=KФ+1,溫度恒定） c)圖中各點(diǎn)、線、面分析 Ⅰ 、低硫位區(qū) :圖之左側(cè)，即 fsrqv線以左的區(qū)域 , 由低至高，分別為 ?Fe,Cu(l),Cu2O穩(wěn)定區(qū)； Ⅱ 、 pqrstp區(qū)： 冰銅、爐渣和爐氣共存區(qū)，銅造锍熔煉主要與此區(qū)相關(guān)。 MS如果是在pSO2=10kPa氣氛下進(jìn)行，隨著 pO2的增大將沿圖中 pSO2線的方向發(fā)展，對(duì)于 Cu和 Pb則可越過反應(yīng)（ 2）直接產(chǎn)生金屬，即 MS＋ O2＝ M＋ SO2，如銅锍的吹煉。 一般造锍熔煉只有 Fe和 S被氧化，反射爐熔煉時(shí)黃銅礦先離解 , 析出的 S被氧化以 SO2煙氣排出，少量 FeS被氧化，產(chǎn)出低品位（＜ 40％）的銅锍（ A點(diǎn)）。 b)為了降低 aFeO,減少 Fe3O4生成，傳統(tǒng)煉銅法造锍熔煉造 SiO2接近飽和的爐渣（ 3540%SiO2,甚至高達(dá) 42%SiO2）。 對(duì)現(xiàn)代強(qiáng)氧化造锍而言，要避免 Fe3O4以獨(dú)立相形式從熔體中析出，最有效的辦法是相應(yīng)提高熔池溫度。 a)決定熔煉是否可行； b)決定渣 、 锍 、 金屬分離的好壞； c)與熔煉的能耗相關(guān)； d)熔渣在熔煉反應(yīng)中是反應(yīng)的介質(zhì) 。 Cu+Fe+S約占 80～ 90%。 C)锍的形成基于兩點(diǎn) ： a)FeS能與許多金屬硫化物形成低熔點(diǎn)共熔體 ， 在熔煉高 溫下兩種或以上均為液相 ， 完全互溶為均質(zhì)溶液 ， 且是穩(wěn) 定的 ， 不會(huì)進(jìn)一步分解產(chǎn)生金屬與鐵并析出硫蒸氣 。 Ni: Ni3S2, NiO, Ni3As2。 第 2章 造锍熔煉的基本原理 1)物料 (入爐 ) 硫化銅精礦 （ 或部分氧化脫硫的焙砂 、 高品位氧化礦 ） 造渣熔劑 ： SiO2, CaCO3（ 根據(jù)需要加入 ,合理爐渣組成 ） 轉(zhuǎn) 爐 渣 ： SiO2(22 ～ 28%), FeO + Fe3O4(60 ～ 70%), Cu(～ %)(轉(zhuǎn)爐渣也有單獨(dú)處理 ,不返熔煉 ) 空氣 或 富氧空氣 ,甚至 工業(yè)純氧 . 2)產(chǎn)物 (出爐 ) 冰銅 （ 銅锍 ） ： Cu2S + FeS ,Cu 25～ 70% 爐渣 ： SiO2— FeO— CaO(實(shí)際組成更為復(fù)雜，后述） 煙氣 ： SO2 煙塵 ：煙氣夾帶的細(xì)粒物料，以及易揮發(fā)元素和化合物 造锍熔煉過程的物理化學(xué)變化 （ 以黃銅礦為例 ） ： CuFeS2 + (4+X)/2 O2 = Cu + 2SO2 + FeOx A)實(shí)際煉銅工藝常包括 造锍熔煉 （ 產(chǎn)出冰銅 ， 完成銅與 部分或絕大部分鐵的分離 ） 和 吹煉 （ 使冰銅轉(zhuǎn)化為金屬 銅 ， 最后除去銅锍中的鐵和硫以及其它雜質(zhì)元素 ） 兩個(gè) 工序 ， 均為硫化物熔煉；只所以要分步進(jìn)行： a)銅在渣 中的損失； b)高熔點(diǎn)物質(zhì) Fe3O4的生成 。 二段法：第一步，鼓風(fēng)爐還原熔煉或轉(zhuǎn)爐吹煉，產(chǎn)粗 銅。但是，火法煉銅也存在 著含塵有害煙氣的處理費(fèi)用高、生產(chǎn)過程中設(shè)備泄漏的煙氣收集與 處理昂貴、有些火法煉銅法能耗高等缺點(diǎn)。同時(shí)也 是保護(hù)環(huán)境和改善勞動(dòng)條件所必須注意的。 銅精礦 MgO等高堿性脈石成分含量高 ， 產(chǎn)出的爐渣則熔點(diǎn)高 ， 常用電爐處 理 。 主要 硫化銅礦物 有： 黃銅礦 (Chalcopyrite): CuFeS 輝銅礦 (Chalcocite):Cu2S、 斑銅礦(Bornite):Cu5FeS 銅藍(lán) (Covelline):CuS等。 2)總體而言 ， 火法為主 、 濕法為次 。 硫化礦選礦廣泛采用 浮選法 。自然 界已發(fā)現(xiàn) 109種元素，金屬元素共 93種，按其性質(zhì)、產(chǎn) 狀、產(chǎn)量及用途等差別可分為： 黑色金屬（鐵金屬包 括 Fe、 Cr、 Mn） , 有色金屬（非鐵金屬，除 Fe、 Cr、 Mn 以外的金屬）。其中原鋁（電解鋁）、 鉛、鋅、錫、銻、鎂、稀土、礦山鎢（金屬量）雄居世界 第一，銅產(chǎn)量則從 2022 年起即超過美國躍居世界第一 位。從目前情況看， 2022年除了鋅合金和電池 行業(yè)對(duì)鋅的需求保持穩(wěn)定甚至下降以外，其他消費(fèi)領(lǐng)域 的需求還在繼續(xù)增長。 2)一般為多金屬共生礦 。 (SO2對(duì)大氣污染 ， 酸雨 ） 冶煉方法特點(diǎn) 1)工藝繁多 。 自然銅礦 ：銅以金屬銅形態(tài)存在 ， 極少見 。 銅的氧化礦為次生礦 ， 選礦富集困難 。 3)經(jīng)破碎磨細(xì)浮選得到的硫化銅精礦 ， 粒度細(xì) （ 80%小于 74微米 ） 、 活性大 、 熱值高 （ 表 13） ， 有利于自熱強(qiáng)化熔煉； 4)含 Au, Ag, Pt族 （ Ru（ 釕 ） , Rh（ 銠 ） , Pd（ 鈀 ） , Os（ 鋨 ） , Ir（ 銥 ） , Pt（ 鉑 ))金屬及 Se（ 硒 ） , Te（ 碲 ）等稀散金屬 ， 可在冶煉中回收 。目前，全世界約有 110座大型火法煉銅廠。 此外 ， 七十年代以來 ， 為了解決火法處理硫化銅精礦帶來的 SO2污染等問題 ， 國際上研究開發(fā)了許多其他的濕法煉銅工藝 ， 但由于其在處理高品位礦時(shí) ， 與火法工藝比較 ， 在經(jīng)濟(jì)上不占優(yōu)勢(shì) ， 且并不能從根本上解決環(huán)境污染問題 ， 不利于貴金屬等有價(jià)伴生元素的回收 ，大多數(shù)都未能在工業(yè)上得到應(yīng)用 。 造锍熔煉是目前世界上廣泛采用的生產(chǎn)工藝，該工藝是在 1200～ 1300℃ 高溫下，使硫化銅精礦和溶劑在熔煉爐內(nèi)進(jìn)行熔煉， 爐料中銅、硫與未氧化的硫化亞鐵形成以 Cu2S－ FeS為主，并溶有 Au、 Ag等貴金屬和少量其它金屬硫化物和微量鐵氧化物的共熔體 （銅锍），爐料中的 SiO Al2O3和 CaO等脈石成分與 FeO一起形成 液態(tài)爐渣，爐渣是以鐵橄欖石 2FeO． SiO2為主的氧化物熔體。 硫化物的離解： FeS2 = FeS + 1/2 S2 黃鐵礦 FenSn+1 = nFeS + 1/2 S2 磁黃鐵礦 2CuFeS2 = Cu2S + 2FeS + 1/2 S2 黃銅礦 2CuS = Cu2S + 1/2 S2 銅藍(lán) 2Cu3FeS3 = 3Cu2S + 2FeS + 1/2 S2 斑銅礦 3NiS = Ni3S2 + 1/2 S2 針硫鎳礦 3NiAs = Ni3As2 + 1/2As2 常見氧化物和碳酸鹽等的離解反應(yīng)有： 2CuO === Cu2O + 1/2O2 黑銅礦 CaCO3 === CaO + CO2 石灰石 MgCO3 === MgO + CO2 菱鎂礦 = 3MgSiO3+H2O+SiO2 滑石 CaSO4 === CaO + SO3 石膏 硫化物直接氧化 現(xiàn)代強(qiáng)化熔煉爐料很快進(jìn)入高溫強(qiáng)氧化氣氛， 高價(jià)硫化礦物會(huì)直接氧化 2CuFeS2＋ 5/2O2＝ Cu2S 例： Cu2S— FeS,銅锍； PbS— FeS, 鉛锍； Cu2S— Ni3S2— FeS 、 N