【正文】 爐上升煙道結(jié)疤等。 b)熔解在渣和锍中，由于其熔點高、比重大，影響渣、锍分離，造成銅在渣中機械夾雜損失。 c)當(dāng)溫度、氧位及熔體組成變化時，F(xiàn)e3O4(s)過飽和 析出。 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。特別重要的 FeO的活度，而 FeO的活度一般加入SiO2來調(diào)整。在銅熔煉過程中，造 SiO2高或 SiO2接近于飽和的硅酸鹽爐渣是合適的。 C) 在 SiO2飽和與 101KpaSO2下銅熔煉關(guān)系圖 214 當(dāng) SO2壓力低于 101Kpa時， CuCu2S的平衡線②以及銅锍中 FeS的活度 αFeS曲線，將向低氧勢方向移動。當(dāng)熔煉在SiO2不飽和的爐渣下進行時， Fe3O4析出曲線①將向高溫方向移動。在低氧勢下，析出的Fe3O4是較純的，當(dāng)氧勢提高后，特別是有金屬銅相平衡的條件下，析出的 Fe3O4將含有大量的銅，即析出了固相。 215 溫度降低，銅锍品位升高，爐渣中 SiO2添加太少均有利于 Fe3O4的生成。當(dāng)銅锍品位提高到近于白銅锍時，αFe3O4顯著升高。 SO化學(xué)勢圖上已表明，這是平衡氧壓顯著升高所致。因此常規(guī)熔煉只產(chǎn)出含銅 40％～ 60％的銅锍，最高不宜超過 70％。 造锍熔煉中雜質(zhì)的行為 A) 主要伴生元素： Ni, Co, Pb, Zn, As, Sb, Bi, Se, Te, Au, Ag, Pt族。 B) 主要走向 粗銅：貴金屬、 Se, Te ,Ni, Pb,。 渣：易氧化造渣元素 , Zn, Fe, Co。 煙塵：易揮發(fā)元素和化合物 , Zn,Pb,As, Sb, Bi。 C)雜質(zhì)元素走向的影響因素 雜質(zhì)元素的性質(zhì) 工藝過程及過程參數(shù) 2－ 5 2－ 5 圖 216 鋅和鐵趨向于變?yōu)檠趸锶朐?，鈷則要在更高的氧勢下才氧化，然后再富集在轉(zhuǎn)爐渣中，鉍、銀、鉛、鎳、銻等可能以金屬態(tài)存在。在 pSO2＝ 10kPa的熔煉條件下銅锍品位稍高一些，鎳、鈷、鉛可以硫化物形態(tài)入銅锍，鉍、銻、銀、鉛和鎳以金屬態(tài)溶于銅锍中。銻、鉛、鉍是精煉過程中的有害元素，想用氧化作用使它們造渣分離，困難較大。鎳希望在銅锍中回收，錫和鈷亦如此，但趨向于氧化隨渣損失掉。鋅和鐵幾乎全部氧化入渣。 D)工廠實測數(shù)據(jù)舉例 表 26 Noranda法生產(chǎn)高品位冰銅 (銅精礦成分： Cu41%, %, %,爐渣 Fe/。括號中為設(shè)計值。 ) 元素 煙塵 放出爐渣 72% 冰銅 P b 0 . 6 8 ( 0 . 6 5 ) 0 . 1 1 ( 0 . 1 4 ) 0 . 2 2 ( 0 . 2 1 ) Zn 0 . 4 6 ( 0 . 3 0 ) 0 . 4 5 ( 0 . 6 2 ) 0 . 0 9 ( 0 . 0 8 ) As 0 . 8 3 ( 0 . 7 6 ) 0 . 0 5 ( 0 . 0 7 ) 0 . 1 2 ( 0 . 1 2 ) Sb 0 . 5 3 ( 0 . 4 8 ) 0 . 1 0 ( 0 . 2 3 ) 0 . 3 7 ( 0 . 2 9 ) Bi 0 . 6 9 ( 0 . 6 3 ) 0 . 1 9 ( 0 . 2 0 ) 0 . 1 3 ( 0 . 1 7 ) 27 銅在渣中的損失及其控制 火法煉銅生成過程的銅損失分兩方面：一是隨煙氣帶走，二 是隨渣損失。隨煙氣帶走的銅經(jīng)過收塵系統(tǒng)，可回收 98％～ 99％， 最終隨煙氣損失的銅約占加入銅量的 1％，隨渣損失的銅是主要 的。渣銅損失的形態(tài)有兩種：一是機械夾雜在渣中的銅锍粒子，二 是化學(xué)溶解在渣中的銅（見表 25)。 28 A）銅在渣中的機械夾帶 a)機械夾帶的原因 轉(zhuǎn)爐渣返回熔煉爐（傳統(tǒng)熔煉）時，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。在體系氧勢低的部位靠近爐底和爐壁的地方發(fā)生下列反應(yīng)： FeS(l)+3Fe3O4(s)=10FeO(l)+SO2(g) 產(chǎn)生的 SO2氣泡上附著銅锍膜，當(dāng) SO2氣泡上浮時將銅锍膜傳送到渣相中，隨著 SO2氣泡的破裂，銅锍膜也破裂并分散于渣相中。 b)影響銅夾帶的因素 銅锍和熔渣的密度 銅锍與熔渣的密度差越大，熔渣的粘度越小，锍滴在 渣相中的沉降速度越快和渣相分離愈好，從而銅的夾帶損 失就少。 熔渣的粘度 渣的粘度與爐渣的組成密切相關(guān)，特別是 Fe/SiO2比， 該比值越小，渣的粘度越大，不利于锍滴的沉降；反之 Fe/SiO2比大，渣的粘度低有利于锍滴的沉降，減少銅的 夾帶損失。 3)銅锍（銅）與爐渣的表面張力和銅锍（銅）與熔渣的界面張力 液膜穩(wěn)定系數(shù) Φ，液膜浮升系數(shù)為△； Φ ＞ 0、 △ ＜ 0，锍膜完整地附于 SO2氣泡上； Φ 0 ＜ 、 △ ＞ 0，锍膜 锍膜破碎并浮升； Φ ＜ 0、 △ ＜ 0，锍膜破碎成液滴。 217 銅锍品位越高，渣含銅也越高。 218 B）銅在渣中溶解損失 在渣含 SiO2為 42％ ～ 45％時，銅在渣中的損失處于最小值，隨著 SiO2的升高，銅的溶解損失降低，在 SiO2含量低于 42％ ～ 44％前，銅的機械夾帶損失降低，但超過 42％ ～ 44％時再次升高。渣含 CaO低于 12％ ～13％以前，增加 CaO含量，使渣中銅的溶解損失和機械夾帶損失均下降。 FeO的含量從 26％升到 52％，銅的總損失升高，是因為增加 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械夾帶 損失。 219 隨著氧勢的增高，锍品位亦從傳統(tǒng)法的 30％～ 40％升到 60％ ～ 75％，渣中Fe3O4也隨之升高。實踐表明，隨著氧勢升高，锍品位升高，爐渣含銅亦升高。在锍品位較低的區(qū)域，銅主要以硫化物形態(tài)溶于爐渣中；當(dāng)锍品位升到 80％以上時，銅以氧化物形態(tài)溶于渣中。 圖 220 锍品位與銅在渣中溶解損失關(guān)系 當(dāng)锍品位超過 50％左右時，直線斜率（即銅溶解量隨氧量的增長率）就開始急劇上升，這表明當(dāng)锍品位超過 50％時銅氧化物溶解量速度增快。 221 222 在爐氣－爐渣－锍共存體系中，從圖 221可知，隨著氧勢升高，不僅锍品位隨之升高，而且渣中硫溶解量減少，氧溶解量增高，渣中 Fe3O4的含量也隨之增大，從而使銅在渣中損失增大。從圖 222看出，當(dāng) Fe3O4從 0％增到 11％，銅的機械夾帶損失從 %升高到 %,而銅的溶解損失從 %升高到 ％；銅機械夾帶增大與爐渣中懸浮的硫化物微滴聚合條件變壞有關(guān)，而銅溶解損失增大與渣氧位升高有關(guān)。 常規(guī)煉銅與連續(xù)煉銅 A）常規(guī)煉銅：為了避免 Fe3O4大量生成所帶來的危 害；以及減少銅在渣中的損失和從渣中回收銅的費用；提 高銅冶煉的直收率；減少粗銅中雜質(zhì)含量，常規(guī)（傳統(tǒng)） 煉銅分步進行。但分步進行也帶來了效率低、 SO2污染和 回收不利、熱耗高、自動化程度低等不足。 B）連續(xù)煉銅 理想的連續(xù)煉銅過程如圖 223所示。 理想的連續(xù)煉銅過程目前尚未實現(xiàn) 。 連續(xù)煉銅的現(xiàn)狀：閃速爐直接煉銅（圖 224） ；閃速 熔煉 閃速吹煉（圖 225）；三菱法（圖 226） 。 223 28 224 225 226