高品位冰铜吹炼的生产实践
冰铜吹炼
Ni3S2
造渣期：主要以Ni3S2存在； 造铜期：自身的交互反应不能完成，会与 Cu或Cu2O反应生成少量Ni。
CoS
CoS是在冰铜FeS含量非常低时才被氧化。当冰铜 中含铁量低于10％时，CoS开始强烈氧化造渣。也就 是说造渣期末期开始才开始氧化。因此工业上把转炉 渣作为提钴的原料（0.4-0.5%）。
冰铜吹炼的生产实践ps转炉生产操作主要工艺参数冰铜吹炼convertingmatte一冰铜吹炼的任务二冰铜吹炼的基本原理优先氧化吹炼步骤及其主要化学反应吹炼过程中冰铜成分的变化三冰铜吹炼的生产实践ps转炉生产操作主要工艺参数fe存在时才可能被fes还原
冰铜吹炼基本原理
冶金与生态工程学院 有色系
曹战民
实际体系的真实溶液中
[Cu2 S ] 3416 lg 1.72 [ FeS ] T
只有当FeS完全氧化除去后，Cu2S和Cu2O的相互反 应才能进行。也就是说造渣没有完成前，不可能造铜。
2 吹炼步骤及其主要化学反应
第一阶段：造渣期(White metal stage)
除去熔锍中的全部铁和与之结合的硫：Cu2S-FeS 2FeS(l)+3O2(g)=2FeO(l)+2SO2(g) △G0=-225.9 kJ/mol 2FeO(l)+SiO2(s)=2FeO∙SiO2(l) △G0=-135.6 kJ/mol
PbS
Bi2S3
Bi2S3 在吹炼过程中大部分被氧化为Bi2O3 ，生 成的Bi2O3 与Bi2S3 反应生成金属铋。铋大部分进入 烟气中，少量留在冰铜中。
As与Sb
这 两 种 元 素 的 硫 化 物 大 部 分 氧 化 成 As2O3 和
高品位冰铜吹炼的生产实践
高品位冰铜吹炼的生产实践张江龙;高红霞;车瑞杰【摘要】北方铜业垣曲冶炼厂对转炉进行了70％～ 73％的高品位冰铜吹炼生产.针对高品位冰铜吹炼时热损失大,生产过程难以控制;转炉渣在炉内富集排烟困难;渣含铜高;风眼区损耗大,单炉使用周期短等问题,提出了相应的处理措施,取得了较好的效果.【期刊名称】《有色冶金节能》【年(卷),期】2016(032)003【总页数】3页(P7-9)【关键词】吹炼;高品位冰铜;转炉渣【作者】张江龙;高红霞;车瑞杰【作者单位】北方铜业垣曲冶炼厂,山西垣曲043700;北方铜业垣曲冶炼厂,山西垣曲043700;北方铜业垣曲冶炼厂,山西垣曲043700【正文语种】中文【中图分类】TF83;TD92014年北方铜业垣曲冶炼厂改建成功后，火法部分采用底吹炉熔炼——转炉吹炼——阳极炉精炼的工艺流程，其中底吹炉渣和转炉渣经缓冷后送渣选矿，阳极炉渣则返回转炉，主要配置有φ4.8×20 m底吹炉1台，φ3.6×8.8 mPS转炉3台，φ3.8×11.5 m的回转式阳极炉2台及相应的附属配套设施。
投产后，生产初期采用58%～62%的品位吹炼，可满足10万t的设计能力，当年实现了达产，2015年冶炼厂提出了11.5万t的奋斗目标后，底吹炉顺利提升了产能，品位控制在60%～64%，每班放铜在15～19包，随之暴露出转炉现有的吹炼工艺作业时间不够，不能满足生产要求，同时送渣选矿的混合渣含铜高(4.5%～5.1%)。
经分析主要是转炉渣含铜偏高，为了有效解决这两个问题，在5月份大修后，转炉进行了高品位冰铜吹炼的生产。
铜锍吹炼正常的反应过程可以分为两个周期，即造渣期和造铜期，在进行60%～64%品位吹炼时，通过对本厂的冰铜化验结果进行统计得出，当冰铜品位在60%～65%时，铁含量为12%～15%，按铜锍回归分析，当升高到70%～73%时，铁含量3%～5%。
经简单的发热量计算，可满足转炉正常生产的需要。
冰铜吹炼方案
冰铜吹炼方案冰铜是一种重要的金属材料，广泛应用于电子、航空航天、汽车等领域。
冰铜吹炼是指将含有氧化物杂质的铜化合物加热至高温，通过与氢气反应来除去杂质。
本文将介绍一种高效的冰铜吹炼方案，确保产品质量和生产效率。
一、原材料准备在进行冰铜吹炼之前，需要准备以下原材料：1. 含有氧化物杂质的铜化合物：通常使用氧化铜作为原料，确保其纯度和颗粒度符合要求。
2. 氢气：作为还原剂，用于去除氧化物杂质。
二、设备准备进行冰铜吹炼需要一套专用的设备，包括：1. 吹炼炉：具备高温和密封性能，可以承受冰铜吹炼过程中的高温和压力。
2. 氢气供应系统：确保氢气供应稳定，并具备调节氢气流量的功能。
3. 空气净化系统：用于除去氢气中的杂质，保证吹炼过程的纯净度。
4. 温度监测系统：实时监测吹炼炉内的温度，确保吹炼过程中温度控制在合适的范围内。
三、操作步骤1. 将含有氧化物杂质的铜化合物放入吹炼炉中，并密封好炉门。
2. 打开氢气供应系统，将氢气注入吹炼炉中。
3. 启动吹炼炉，将温度升至设定的吹炼温度。
在升温过程中，需要适当调节氢气流量，确保温度升高的同时，氧化物杂质得以还原。
4. 当吹炼温度达到设定值后，保持一定时间使得冰铜吹炼反应充分进行。
5. 关闭氢气供应系统，停止加热。
待吹炼炉冷却至安全温度后，打开炉门取出冰铜产品。
四、质量控制为确保冰铜吹炼方案的质量稳定，需要进行以下检测和控制：1. 产品纯度检测：使用化学分析方法，检测冰铜中的杂质含量是否符合要求。
2. 产品颗粒度检测：使用粒度分析仪，测量冰铜颗粒的大小分布，确保产品的均匀性。
3. 温度控制：通过温度监测系统实时监控吹炼炉内的温度，确保吹炼过程中温度控制在合适的范围内。
五、优化改进为进一步提高冰铜吹炼方案的效率和质量，可以考虑以下优化改进措施：1. 设备改良：更新吹炼炉和氢气供应系统，提高温度控制和氢气供应的稳定性。
2. 工艺调整：优化吹炼温度、时间和氢气流量的配比，通过实验确定最佳参数组合。
冰铜吹炼
Ni3S2
造渣期：主要以Ni3S2存在； 造铜期：自身的交互反应不能完成，会与 Cu或Cu2O反应生成少量Ni。
CoS
CoS是在冰铜FeS含量非常低时才被氧化。当冰铜 中含铁量低于10％时，CoS开始强烈氧化造渣。也就 是说造渣期末期开始才开始氧化。因此工业上把转炉 渣作为提钴的原料（0.4-0.5%）。
ZnS
造渣期：ZnS被O2或FeO氧化成ZnO，然后与SiO2造 渣。这一部分的锌占冰铜锌总量的70~80%。 15~20%的Zn按下列反应生成锌蒸气进入炉气。 2ZnO + ZnS = 3Zn(g) + SO2(g) ZnS + 2Cu = Cu2S + Zn(g)
造渣期：部分氧化生成的PbO容易与SiO2造渣。部分 PbS被炉气带走，有一部分PbS与PbO反应生成金属 铅。生成的Pb一部分进入烟气中，大部分留在Cu2S 中，到造铜期才被氧化。
PbS
Bi2S3
Bi2S3 在吹炼过程中大部分被氧化为Bi2O3 ，生 成的Bi2O3 与Bi2S3 反应生成金属铋。铋大部分进入 烟气中，少量留在冰铜中。
As与Sb
这 两 种 元 素 的 硫 化 物 大 部 分 氧 化 成 As2O3 和
Sb2O3，少量被氧化成As2O5 和Sb2O5进入炉渣。只有
魏寿昆：《冶金过程热力学》，上海科学技术出版社，1980年
冰铜吹炼分两个阶段的热力学依据
FeS(l) + Cu2O(l) = Cu2S(l) + FeO(l)
ΔG0= -105437-85.48T (J/mol)
实际体系的真实溶液中
[Cu2 S ] 3416 lg 1.72 [ FeS ] T
顶吹炉熔炼生产高品位冰铜探索及实践
19Metallurgical smelting冶金冶炼顶吹炉熔炼生产高品位冰铜探索及实践赵 璧，李汝云，任永专，葸 军（凉山矿业股份有限公司，四川 会理 615141）摘 要：本文针对艾萨炉产出高品位冰铜的可行性进行研究探索，连续生产高品位对艾萨工艺及电炉工序的影响，分析高品位生产过程中的制约因素及解决措施。
关键词：顶吹熔炼；高品位冰铜；渣型中图分类号：TF811 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）13-0019-2收稿日期：2021-07作者简介：赵璧，男，生于1989年，汉族，四川会理人，本科，工程师，研究方向：有色冶金行业生产工艺管理。
国际国内使用顶吹熔池熔炼搭配PS 转炉吹炼工艺较多，艾萨炉顶吹熔池熔炼技术，充分利用了精矿中的硫、铁氧化放出的热量进行熔炼，生产冰铜。
但低品位冰铜生产不能有效利用铜精矿自热，生产能耗较高，对标铜冶炼行业，不能达到《铜冶炼行业规范条件》标准，通过理论研究及探索，艾萨熔池熔炼冰铜品位一步提升至70%以上白冰铜。
转炉一次进料直接进行二周期生产，完成冰铜的吹炼产出粗铜，提出艾萨高品位熔炼的工艺技术方案，为后续生产改造提供一定技术理论支撑。
1 不同熔炼技术高品位生产对比1.1 闪速熔炼闪速熔炼是将经过深度脱水（含水小于0.3%）的粉状精矿，在喷嘴中与空气或氧气混合后，以高速度（60～70m/s）从反应塔顶部喷入高温的反应塔内。
精矿颗粒被气体包围，处于悬浮状态，在2s ～3s 内就基本上完成了硫化物的分解、氧化和熔化等过程。
熔融硫化物和氧化物的混合熔体落下到反应塔底部的沉淀池中汇集起来，继续完成冰铜与炉渣最终形成过程，在炉内完成沉清分离，炉渣排放采用炉渣溢流排放模式，渣层厚度相对固定。
炉料与气体密切接触，在悬浮状态下与气相进行传热和传质；产出高品位冰铜（75%）。
1.2 金峰炉熔池熔炼金峰侧吹是通过侧吹枪把富氧空气强制鼓入熔池，液-气流卷流运动裹携着从熔池面浸没下来的炉料，形成了液-气-固三相流，在三相流内发生剧烈的氧化脱硫与造渣反应，使三相流区成为热量集中的高温区域，高温与反应产生的气体又加剧了三相流的形成与搅动。
冰铜(铜锍)PS转炉熔炼法的工艺过程以及其他吹炼工艺
3、简述冰铜(铜锍)PS转炉熔炼法的工艺过程，并举出两种现今工业上采用的其他吹炼工艺，进行简单介绍。
（附参考文献）3.1冰铜吹炼实质冰铜是Cu-Fe-S体系，主要成分是Cu2S和FeS，此外，还有少量的PbS、ZnS、Ni3S2、Fe3O4等。
吹炼的目的：通过氧化除去冰铜中的Fe和S以及部分其他有害杂质，从而将冰铜转变成粗铜。
吹炼是周期性作业：造渣期——FeS强烈氧化生成FeO，并放出SO2气体，冰铜（Cu2S和FeS等）变成白冰铜（Cu2S）；造铜期——Cu2S氧化成CuO，并与为氧化的Cu2S反应生成金属Cu和SO2。
1.造渣反应这个阶段将冰铜（Cu2S和FeS等）变成白冰铜（Cu2S）。
首先将FeS氧化造渣并放出大量热2FeS+3O2→2FeO+2SO22FeO+SiO2→2FeO·SiO2FeO还会被氧化成Fe3O4进而造渣：6FeO+O2→2Fe3O43Fe3O4+FeS+5SiO2→5(2FeO·SiO2)+SO22.造铜反应造渣反应阶段除渣后，得到白冰铜，进一步吹炼得到粗铜：2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2经冰铜转炉吹炼得到的粗铜还含有其它的少量杂质元素，如Fe、Pb、Zn、Ni、As、Sb、S、Au、Ag等，因此，需进一步进行火法精炼，制成阳极铜以便电解。
3.2转炉吹炼在转炉铜锍吹炼过程中，当熔体中FeS氧化造渣被除去后，炉内仅剩Cu2S(即白冰铜)，Cu2S继续吹炼氧化生成Cu2O，Cu2O再与未被氧化的Cu2S发生交互反应获得金属铜。
转炉吹炼中造渣期是分批将铜锍注入转炉中，逐渐富集从而获得足够数量的白铜锍（Cu2S）。
在吹炼操作时，把炉子转到停风位置，装入第一批铜锍，一般到风口浸入液面下200mm左右为宜。
然后旋转炉体到吹风位置，边旋转边吹风，数分钟后加入石英溶剂。
当温度升高至1200-1250℃时，把炉子转到停风位置，加入冷料，随后继续吹炼。
冰铜熔炼实验报告
冰铜熔炼实验报告熔炼车间是冶炼厂的主要生产车间，车间的主要任务是生产铜阳极板。
熔炼车间处理的铜精矿均为外购铜精矿，利用电炉和合成炉生产冰铜。
电炉主要是由矿热电炉处理焙烧车间生产的焙砂，合成炉主要处理经蒸汽干燥机干燥后的干精矿，电炉、合成炉产出的冰铜搭配进入转炉进行吹炼，转炉产出的粗铜进入阳极炉精炼，最后由双园盘浇铸系统产出合格的铜阳极板送精炼厂。
在实习期间主要了解了以下几点，现简单介绍如下。
1.冰铜熔炼铜精矿首先熔炼获得冰铜，然后将冰铜吹炼成粗铜。
冰铜熔炼是在高温和氧化气氛条件下将硫化铜精矿熔化生产MeS共熔体的方法，又称造锍熔炼。
冰铜熔炼将精矿中的铜富集于冰铜中，而大部分铁的氧化物与加入的熔剂造渣。
冰铜与炉渣由于性质差别极大而分离。
冰铜熔炼分为鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼、电炉熔炼、闪速熔炼及一步炼铜等。
尽管设备不同，冶炼过程的实质是相同的，都属于氧化熔炼。
高温下，炉料受热后形成低价稳定的化合物，随着形成低熔点共晶组分熔化析出，即形成初冰铜和初渣。
其最终成分的形成是在熔池中完成。
熔炼的主产物冰铜是由Cu2S、Fe S组成的合量，其中还溶解了一定数量铁的氧化物和其它硫化物，如Ni3S2、CoS、PbS、ZnS等。
一般Cu+Fe+S占冰铜总量的80%~90%。
炉料中的金银及铂族元素在熔炼过程中几乎全部进入冰铜中。
Se、Te、As、Sb、Bi等元素也部分地溶解在冰铜中。
冰铜品位的选择取决于下列因素：炉料的性质和成分、熔炼特性、经济条件等。
熔炼生精矿时，冰铜品位不能在大范围内变动，但可用预先焙烧来调整，焙烧程度愈大，熔炼时冰铜品位愈高，反之亦然。
冰铜品位越低，吹炼所需时间愈长，吹炼时能耗愈大，炉衬消耗愈快。
实践证明，选择冰铜品位为37~42%较为合理。
但冰铜品位太高也存在一些问题。
(1)冰铜品位高，铜在炉渣中的损失增多。
(2)产生高品位冰铜，需延长精矿的焙烧时间，降低了焙烧的生产率，并增加烟尘产出量。
降低转炉高品位冰铜吹炼渣含铜生产实践
总第189期2021年第1期山西冶金SHANXI METALLURGYTotal189No.1,2021生产实践•应用技术DOI:102625/04-0067/2020.20.24降低转炉高品位冰铜吹炼渣含铜生产实践张定乾（北方铜业垣曲冶炼厂，山西垣曲043700）摘要：结合+方铜业垣0冶炼厂的生产实践，分析了PS转炉在高A位冰铜吹炼过程中影响渣含铜过高的系列因素，并对在操作中如何降低渣含铜的有效途径和方法进行了实践探索，取得了良好效果。
关键词：PS转炉高A位冰铜吹炼渣含铜中图分类号:TF811文献标识码:A文章编号：！672-!!52（202））01-0）25-03北方铜业垣曲冶炼厂现有PS转炉3台，规格为!3.6m x8.8m,实行70%-72%的高品位吹炼模式，主要目的是脱除其中的S、Fe及含有的少量Pb、Zn 等杂质，使贵金属富集于粗铜中。
由于高品位吹炼含铁量少，基本可以省略造渣阶段，具有单炉作业时间短、生产效率高的优点。
但由于含铁量低，造渣困难，在生产过程中存在渣含铜过高的现象，影响了转炉产量和直收率，，低转炉渣含铜高转炉经和效具有要。
1高品位铜铳吹炼作业制度1.1工艺简介转炉高品位冰铜吹炼是通过风口向炉内鼓入空富23%~24%的空气，炉内的高品位铜行，实现和铁造渣的过程。
作业直造铜阶段，炉内的（主要以Cu+S 的式存在.鼓空中的，生品位98.5%的粗铜和。
粗铜行火炼，格的，吹炼产生的（S0+）炉收余热后，。
1.2工艺原理在转炉吹炼过程中，生的反应全是X 过量，在冰铜品位在70%~72%时，的热量以1200#以下的高行炼，有的量。
生产时主要通过高含铜、炉渣和杂铜、粗铜、等，的（1180#±10#），实现炉内，行。
高品位冰铜中的！（Fe）均在5%以下，在反应所收稿日期:2020-08-03作者简介：张定乾（1992—）,男，毕业于中南大学冶金工程专业，现在北方铜业垣0冶炼厂任冶金助理工程师，主要从事有色冶金技术管理工作。