重金属造锍熔炼
重金属冶金学(补充)
造锍熔炼过程中物料中的铜以Cu2S的形态进入冰铜相中； 铁一部分以FeS的形态进入冰铜相，一部分以FeO的形态与 SiO2 反应造渣进入渣相。FeS是绝大部分的铜以Cu2S的形态 进入冰铜相的保证。这是因为： FeS(l.mt) + Cu2O(l.sl) = FeO (l.sl) + Cu2S(l.mt) ∆G0 = -114570 + 13.05T (J)
生产指标
72.73 5.98 1.734 1.438 0.707 3.0~3.12 7000~7150 40.27 3000 300 3000~3600 69.84 5.76 1.7 5000 17 3
设计指标
62.5 6.7 1.6 1.76 3.56 2.8578 6961 39.4 8000 300 8805 73 5.4 1.8 4987.3 16 3
4
造锍熔炼过程中杂质的行为
炼铜原料中除了铜、铁和硫外，还含有铅、锌、镍、钴、 硒、碲、砷、锑、金、银和铂族金属等。其中贵金属最 终几乎都富集在金属铜相中，从电解精炼阳极泥中加以 回收。其他元素在熔炼过程中不同程度地被氧化进入气 相，或者以氧化物形态进入渣相。其中Zn大部分氧化进 入渣相，Ni、Pb、Co大都以硫化物形态进入冰铜相，大 部分的Sb、Bi和Ag也进入冰铜相，As大部分进入气相中。
(3) 瓦纽科夫法
瓦纽科夫法是前苏联冶金学家A.B.瓦纽科夫发明的一种 熔炼方法。自1982年投入生产以来，有了很大发展。到 1987年在巴尔喀什、诺里尔斯克和乌拉尔炼铜厂分别建成 了48m2的瓦纽科夫炉。瓦纽科夫法与其它熔炼方法的最大 差别是将富氧空气吹入渣层，从而保证炉料在渣层中迅速 熔化，而且为炉渣与冰铜的分离创造了良好的条件。
3造锍熔炼实践.
表 3-1霍恩厂诺兰达炉炉料特性
种类 铜精 矿 杂铜 料 渣精 矿 返料 熔剂 烟尘 焦(煤) 最大 100mm 最大 20mm 结块<50mm 95％>1mm，最大 50mm 0～20 3～7 3～7 3～7 0～80 0～5 0～50 0～35 0～10 0～20 0～35 0～10 0～20 0～70 60～95 0～10 最大 100mm 8～15 30～45 9～30 7～15 5～15 粒度 从滤饼到 100mm 块矿 最大 100mm 3～15 5～100 0～95 0～95 0～95 水份/％ 4～15 化学成分(％) Cu 15～50 Fe 15～35 S 15～35 SiO2 0～10
诺兰达炉生产工艺需要一定的燃料来补充热量
燃料加到炉料中通过燃烧，燃烧产品在接近熔 体温度的情况下逸出，热交换率高； 同时作为一种还原剂还原渣中的Fe3O4。 固体燃料和炉料一起加入炉内。霍恩厂使用过 几种煤和焦。大冶选择了廉价的石油焦，其发 热值为41.29MJ/kg，含C85.135％，H12.03％， S1.14％，灰分0.04％，密度为0.95kg/t 通过燃烧器还可使用气体或液态燃料。如天然 气、柴油、重油。大冶燃烧器用的燃料主要是 重油。
重有色冶金习题
铜冶金主要步骤：造锍熔炼、铜硫吹炼、火法精炼、电解精炼。
1.何谓造锍熔炼？造锍熔炼的目的是什么？定义：在1150-1250℃的高温下，是硫化铜精矿和溶剂在熔炼炉进行熔炼，炉料中的铜、硫与硫化亚铁形成液态的铜硫。
目的：将铜精矿中铜及其他有价金属（Ni、Co、Pb、Zn和贵金属）富集于冰铜中从而达到与脉石、部分硫铁的分离。
2.造锍熔炼时铜在渣中的损失有哪几种形式？并说明原因及降低渣含铜的可采取的措施。
损失形式：机械夹带、溶解两种形式。
原因：机械夹带损失是由于细颗粒冰铜未能沉降到锍层而夹带于炉渣中而引起的损失；溶解损失是由于铜的硫化物（Cu2S)及氧化物(Cu2O)溶于FeO炉渣中造成的损失，又分别为物理损失、化学损失。
措施:为降低渣含铜，实践中采取的主要措施是控制冰铜品位不要太高，渣中要有足够的二氧化硅以及良好的沉清条件和足够的沉清时间。
3.造锍熔炼过程中Fe3O4有何危害？生产实践中采用哪些有效措施抑制Fe3O4的形成？危害：1、Fe3O4的熔点高在渣中以Fe－O复杂离子状态存在。
当其量较多时，会使炉渣熔点升高，粘度增大，比重增大，恶化了渣与锍的沉清分离。
2、当熔体温度下降时，Fe3O4会析出沉于炉底及某些部位形成炉结，还会在冰铜与炉渣界面上形成一层粘渣隔膜层，危害正常操作。
有效措施：1.尽量提高熔炼温度；2.适当增加炉渣中SiO2含量；3.降低冰铜品位，控制适当的冰铜品位, 以保持足够的FeS量；4.创造Fe3O4与FeS和SiO2的良好接触条件。
3Fe3O4+FeS=10FeO+SO24.在吹炼过程中Fe3O4有何危害？怎样抑制其形成？危害：使炉渣熔点升高、粘度密度增大，转炉渣中Fe3O4含量较高时，会导致渣含铜显著增高，喷溅严重，风口操作困难。
在转炉渣回炉处理的情况下，还会给熔炼过程带来诸多问题。
抑制其形成：适当提高吹炼温度，勤放渣。
5.冰铜吹炼的目的？冰铜吹炼分哪两个阶段？并写出各阶段的主要方程式。
造锍熔炼富集含砷难处理金矿中金的研究
2019年5月贵金属May 2019第40卷第2期Precious Metals Vol.40,No.2收稿日期：2019-01-21基金项目：国家重点研发计划项目（NO.2018YFC1901604）、国家自然科学基金青年科学基金(51404296)、湖南省自然科学基金青年基金项目(2018JJ3678)。
第一作者：杨天足，男，博士，教授，研究方向：稀贵金属冶金。
E-mail:tianzuyang@ *通讯作者：张杜超，男，博士，副教授，研究方向：重金属和贵金属冶金。
E-mail:zdc015@造锍熔炼富集含砷难处理金矿中金的研究杨天足，卢一帆，张杜超*，刘伟锋，陈霖，令红斌(中南大学冶金与环境学院，长沙410083)摘要：在含砷难处理金矿中添加氧化铜造锍熔炼，将金和银富集在铜锍中。
通过单因素实验法研究了造锍熔炼过程中主要元素的行为，得到造锍熔炼的最佳条件为：质量比m (CaO)/m (SiO 2)=0.5、m (FeO)/m (SiO 2)=2.0，物料中铜的总含量为5%，熔炼温度为1300℃，保温时间为60min ，此时金银在铜锍中得到有效富集。
金在锍相中的品位为78.3g/t ，回收率可达到99.98%；锍相中铜的回收率为98.64%；渣相中砷和硫含量都很低。
物相分析表明铜锍相中的铜和铁主要是以CuFeS 2、FeS 、Cu 2S 和Cu 存在，对金具有富集作用。
关键词：黄金；含砷难处理金矿；造锍熔炼；低品位铜锍中图分类号：TF831文献标识码：A 文章编号：1004-0676(2019)02-0005-07Enriching Gold from Refractory Arsenic-bearing Gold Ore by Matte Smelting MethodYANG Tianzu,LU Yifan,ZHANG Duchao *,LIU Weifeng,CHEN Lin,LING Hongbin(School of Metallurgy and Environment,Central South University,Changsha 410083,China)Abstract:Copper oxide was added to a refractory arsenic-bearing gold ore and then smelted.Gold and silver were captured by the copper-matte produced during smelt.By single-factor experiment,the optimum conditions of making the matte were as follows:m (CaO)/m (SiO 2)=0.5,m (FeO)/m (SiO 2)=2.0,the copper content in the mixed material was 5%,smelting temperature was 1300℃,holding time was 60min.Under these conditions,gold and silver could be efficiently enriched in the copper-matte.The gold content in matte was 78.3g/t,with a recovery rate of 99.98%,while 98.64%of copper added was found in the matte.The contents of both arsenic and sulfur in the slag were very low.The phase analysis of the copper-matte reveals that copper and iron are mainly present in the states of CuFeS 2,FeS,Cu 2S and Cu which have enriching effect on gold.Key words:gold;refractory arsenic-bearing gold ore;matte smelting;low grade copper-matte 含砷难处理金矿是当前自然界中储量最大且极难处理的一种金矿。
重金属
铜冶金：1、冰铜：冰铜是在熔炼过程中产生的重金属硫化物为主的共熔体，是熔炼过程的主要产物之一，是以Cu2S-FeS系为主并溶解少量其它金属硫化物、贵金属、铂族金属、Se、Te、Bi等元素及微量脉石成分的多元系混合物。
2、铜的提取方法：火法和湿法两类湿法炼铜通常用于处理氧化铜矿、低品位废矿、坑内残矿和难选复合矿；火法炼铜用于处理硫化铜矿的各种铜精矿、废杂铜。
3、造锍熔炼：物理化学变化过程：水分蒸发，高价硫化物分解，硫化物直接氧化，造锍反应：FeS + Cu2O = FeO + Cu2S，造渣反应：2FeO + SiO2 = （2FeO·SiO2），3Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5(2FeO·SiO2) + SO2。
4、冰铜的性质：比重：4.4～4.7，远高于炉渣比重；粘度：η＝2.4×10-3Pa·s，比炉渣粘度低很多；表面张力：与铁橄榄石（2FeO ·SiO2）熔体间的界面张力约为20～60N/m，其值很小，由此可判断冰铜容易悬浮在熔渣中；冰铜的主要成分Cu2S和FeS都是Au和Ag的强有力的溶解剂。
液态冰铜遇水爆炸5、造锍熔炼过程中Fe3O4有何危害？生产实践中采用哪些有效措施抑制Fe3O4的形成？答：Fe3O4的熔点高（1597℃），在渣中以Fe－O复杂离子状态存在。
当其量较多时，会使炉渣熔点升高，比重增大，恶化了渣与锍的沉清分离。
当熔体温度下降时，Fe3O4会析出沉于炉底及某些部位形成炉结，还会在冰铜与炉渣界面上形成一层粘渣隔膜层，危害正常操作。
采取的措施：尽量提高熔炼温度；适当增加炉渣中SiO2含量，一般为35％以上；控制适当的冰铜品位（含Cu40~50%）,以保持足够的FeS 量；创造Fe3O4与FeS和SiO2的良好接触条件。
6、造锍熔炼过程中对炉渣有什么基本要求？答：要与冰铜互不相溶；对Cu2S 的溶解度要低；要有良好的流动性和低的密度。
熔炼常识
熔炼常识1.造锍熔炼过程中物料的主要物理化学变化?(1)高价硫化物、氧化物及碳酸盐的分解(2)硫化物氧化(3)铁的氧化物及脉石造渣反应(4)造锍反应(5)燃料的燃烧反应2.冰铜的概念?冰铜(锍)是在熔炼过程中产生的重金属硫化物的共熔体,是以Cu2S-FeS系为主并溶解少量其他金属硫化物(如Ni3S2, PbS, Co3S2, ZnS等), 氧化铁(Fe3O4,FeO),铂族金属及微量脉石成分的多元系混合物. 造锍熔炼炉渣碱度是如何定义的? 3.碱度定义:碱性渣和酸性渣有什么区别,它们对炉渣粘度的影响是什么? M0=1的渣称为中性渣,M0>1的渣称为碱性渣,M0<1的渣称为酸性渣.在炉渣组成一定时,炉渣粘度随温度升高而降低.但温度对碱性炉渣和酸性炉渣粘度的影响有显著区别.4. 造锍熔炼过程对炉渣的基本要求如何?炉渣与冰铜不互溶,对Cu2S溶解度小；具有良好的流动性；具有相对低的密度；具有相对大的界面张力5. 渣含氧化硅对锍与炉渣平衡有何影响？SiO2为42-45%时,铜在渣中的损失最小,且随SiO2的升高,铜的溶解损失降低;SiO2低于42-44%时,机械夹带损失降低;SiO2超过42-45%时,机械夹带损失升高.6. 冰铜吹炼的目的是什么?锍吹炼的两个阶段是什么?冰铜的吹炼多在水平转炉中进行，其主要原料为熔炼产出的液态冰铜吹炼的目的是利用空气中的氧，将冰铜中的铁和硫几乎全部氧化除去，同时除去部分杂质，以得到粗铜转炉吹炼是一个周期性的作业，可分为两个阶段：第一阶段：造渣期，主要进行FeS的氧化和造渣反应;第二阶段：造铜期，主要进行Cu2S的氧化及Cu2S 和Cu2O的相互反应，最终获得粗铜。
造渣期根据情况加入冰铜和石英溶剂，并间断地排放炉渣。
造铜期无需加溶剂，不产出炉渣。
7.粗铜火法精炼过程包括哪些?火法精炼的目的如何?精炼过程: 每一精炼周期包括装料、熔化、氧化、还原和浇铸五个工段，其中氧化和还原工段是最关键工段火法精炼目的: 粗铜含有各种杂质和金银等贵金属，其含量为0.25~2%。
1.3 造锍熔炼生产实践
完成造渣和造冰铜过程 本床区 炉渣与冰铜成分相互调整，少量的Cu2O被再硫化
铜精矿的密闭鼓风炉熔炼
——密闭鼓风炉炼铜的基本原理（I） 密闭鼓风炉炼铜的基本原理（ ） 密闭鼓风炉炼铜的基本原理
(2) 炉顶温度较高（500～650℃） (3) 炉气穿过料层和炉料不断下移，使传热传质都比反射炉好， 热利用率和脱硫率高 (4)主要氧化反应是铁的硫化物氧化 (5) 鼓风炉的焦炭燃料完全作为加热剂，其燃烧热约占全部热 收入的60%。
闪速熔炼的原理
闪速熔炼的实质是将干精矿与氧气、 闪速熔炼的实质是将干精矿与氧气、预热空气 或二者的混合物一起吹入高温反应炉内， 或二者的混合物一起吹入高温反应炉内，硫化 物颗粒立即与周围的氧化性气体发生反应， 物颗粒立即与周围的氧化性气体发生反应，同 时放出大量的热， 时放出大量的热，利用这个热作为熔炼所需的 大部发生相互反应， 大部发生相互反应，完成造冰铜和造渣的过 然后分别从放冰铜口和放渣口放出。 程，然后分别从放冰铜口和放渣口放出。 目前闪速熔炼法的产铜量占铜总产量的30%以 目前闪速熔炼法的产铜量占铜总产量的 以 上
闪速熔炼的精矿干燥
铜冶炼厂进厂铜精矿含水一般为8%~15%。 。 铜冶炼厂进厂铜精矿含水一般为 冶炼前的配料作业、 冶炼前的配料作业、冶炼过程中及冶炼烟气制酸 都对精矿含水有一定要求。 都对精矿含水有一定要求。 在配料过程中，若含水高，精矿易粘结， 在配料过程中，若含水高，精矿易粘结，会影 响配料精度。因此， 响配料精度。因此，配料前的精矿含水一般控制 以下， 在10%以下，必要时可增加预干燥设备。 以下 必要时可增加预干燥设备。
铜精矿的密闭鼓风炉熔炼
——密闭鼓风炉炼铜的基本原理（I） 密闭鼓风炉炼铜的基本原理（ ） 密闭鼓风炉炼铜的基本原理
造锍熔炼法从黄钠铁矾渣中回收铜、镍工艺技术研究
云南 冶金
ＹＵＮＮ ＡＮ ＭＥ ＴＡＬ Ｌ ＵＲＧＹ
Ａ ｕ ｇ ．２ ０１ ５
Ｖ ｏ １ ． ４ ４ ．Ｎ ｏ ． ４（ Ｓ ｕ ｍ ２ ５ ３ ）
造锍 熔 炼 法 从 黄 钠铁 矾 渣 中 回收铜 、镍 工 艺 技 术 研究
质量比 １ ０ ％ ，黄铁矿与铁矾渣量 比２ ２ ％ ，石英石与铁矾渣量 比２ ０ ％ ，石灰石与铁矾渣量 比 ０ ． ５ ％的条件下 ，铜 、
镍 等有价金属能较好的富集在镍锍中。通过造锍熔炼试验表明 ：采用造锍熔炼 工艺综合 回收处理黄钠铁矾 渣 ，镍
直收率 可达到 ９ ０ ％以上 ，铜直收率可达到 ９ １ ％ 以上 。 关键词 ：黄钠铁矾渣 ；造锍熔炼 ；铜、镍 回收 ；低冰镍 中图分类号 ：Ｔ Ｆ １ １ １ ． １ ７ ；Ｔ Ｆ ８ １ １ ；Ｔ Ｆ ８ １ ５ 文献标识码 ：Ａ 文章编号：１ ０ ０ ６ － ０ ３ ０ ８（ ２ ０ １ ５ ）０ ４ － ０ ０ ３ ０ ００ －
李俞 良，朱来 东，鲁兴武
（ 西北矿冶研究院冶金新材料研究所 ，甘肃省有色金属冶炼 新工艺及伴生稀散金属高效综合利用重点实验室，甘肃 白银 ７ ３ ０ ９ ０ ０ ）
摘 要 ：试度 １ ２ ５ ０ ℃，时间 ２ ｈ ，还原剂碳 与炉料
ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｓ １ ２ ５ ０ ￣ Ｃ ，ｔ ｈｅ ｔ ｉ ｍｅ ｉ ｓ ２ ｈ ｏ ｕ ｒ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｍａ ｓ ｓ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｏ ｆ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ ｅ ￣ｂ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｈｅ ｔ ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｉ ｓ １ ０％ ，Ｔ ｈ ｅ ｍａ ｓ ｓ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｏ ｆ