阳极板工艺规程

阳极板的火法精炼工艺流程

（一）反射炉的结构

反射炉是传统的火法精炼设备，是一种表面的膛式炉，结构简单，操作方便。因为火法精炼过程周期性的，熔体温度应保持均匀一致，要求炉子作业空间不能太大以免发生温度升降，为使熔炉温度趋于一致，精炼炉特别设有1.5m-2m的燃烧前室，而且把炉顶做成下垂式，保证炉尾温度与中央温度相近，我公司精炼反射炉炉子容量90T，熔池面积19.4m2，熔池深度0.51m,炉膛宽度3m, 炉膛长度7.24m, 炉膛高度1.8m。精炼反射炉的炉墙用镁砖、铝镁砖或铬镁砖砌筑。固体、液体、气体燃料都可以使用。对燃料的要求是含硫小于2%，而以小于1%较为理想，因为含硫的燃料燃烧是会在炉里产生大量的SO2会易被铜液吸收，致使铜液里残硫过高，影响铜的质量。燃烧过程的好坏是决定反射炉供热状况的首要条件，燃烧过程与烧嘴构造、烧嘴性能、燃烧条件以及操作因素等有关。燃料与空气混合均匀，燃料入炉的扩散角适当，入炉后能尽快着火，有合理的火焰长度及温度等，都是保证燃料有效燃烧的首要条件。采用预热空气燃烧，可以使燃料预热，提前着火，促使燃料充分燃烧。预执空气带进的物理热，可提高燃料燃烧温度，降低燃料消耗。空气在烟道中预热至300-500。C，燃烧温度可提高100-200。C，燃料消耗可降10%-20%。

（二）阳极板生产加工工艺流程

阳极板加工工艺流程图

废板回炉

1．装料

阴极铜是反射炉熔炼普通纯铜的主要原料，同时也可以使用品位相当的其它各种回收的废铜熔炼。装料前需将炉温提升到1300。C以上，并向炉内加入适量的木炭，木炭可以保护炉底，后来的上浮又可以作为判断炉料是否彻底熔化的标志，有利于充分利用炉膛的有效面积，并可以减少加料次数。装料的原则是：（1）正确安排装料位置。一般先装炉子的高温区，再装低温区，最后补装高温区。

（2）炉料整齐排列，充分利用炉子的有效空间。

（3）力求一次将料装完，若一次装不完，余料应在炉料未化完前加入炉内。

对于固定式反射炉，装料时可捣筑出铜口，捣筑前先将流口处的残料和残渣清除干净。传统的捣打料配方为：

耐火粘土（80号以上）50%

焦碳粉（60-80号）50%

水适量

装料结束应及时封闭炉门，以防冷空气进入炉膛。

2．熔化

熔化期间，炉内应保持微氧化性气氛和正压，尽量提高燃料供给量并控制空气过剩系数，使炉温始终保持在1300-1400。C之间，炉料全部熔化的标志是：（1）整个金属熔池液面翻动，沸腾冒气；（2）炉底的木炭全部浮起在液面上。

3．氧化

氧化亚铜在铜中的熔解度，与炉气中氧的分压，熔炼温度、保温时间等成

正比。如果熔体表面覆盖不密，或者熔体受到强烈搅动时，都将增加铜液氧化的机会。下表为氧化亚铜的铜液中熔解度与温度的关系

氧化过程中，随着铜液中氧化亚铜数量的增加，其中的某些杂质例如铝、锰、锌、锡、砷、锑和铅等，将按其与氧亲和力的大小顺序，依次被氧化。其化学反应为：2Al+3CU2O=6CU+AL2O3

Mn+ CU2O =2CU+MnO

Zn+ CU2O =2CU+ZnO

Sn+2 CU2O =4CU+SnO2

Fe+ CU2O =2CU+FeO

Pb+ CU2O =2CU+PbO

生产的各种氧化物都将进入熔渣，铜液中的氢和硫被除去，其化学反应为：H2+ CU2O =2CU+H2O

CU2S+2 CU2O =6CU+SO2

当铜液中氧的含量增加时，氢的含量将将少；反之当铜液中氢的含量增加时，氧的含量将将少。当铜液中有一定比例氢和氧时，在它们从之间可能会发生下列反应

CU2O +H2=2CU+H2O（水蒸汽）

生成气态的H2O和SO2都从熔体中溢出。氧化过程可以通过向金属熔体中吹送压缩空气的方式实现。例如：采用外部敷以耐火材料的25.4mm左右的钢管作输导压缩空气工具，风压应保持在0.2-0.5MPa。操作时，以风管头部插入金属熔池深度的三分之二左右为宜。氧化过程中，通常炉温控制为：

氧化强度取决于铜液温度、吹入压缩空气数量以及其在熔池内部分布的均匀程度等因素。氧化期间，铜液保持适当的温度和尽可能加大压缩空气吹入的强度，是促进氧化过程快速进行的基本条件。氧化后期应不断的取样即通过观察试样断口特征的变化来判断氧化过程的终点。试样断口上的结晶组织，由开始氧化时的细丝状逐渐转变为较粗的柱状，试样断面的颜色逐渐向红砖的颜色转变。当采用阴极铜为原材时，呈红砖颜色部分达断口总面积的30%-35%时，可停止氧化；当以其它紫杂铜为原料时，呈红砖颜色部分达断口总面积的80%以上时，方停止氧化。氧化过程中，应及时除去熔池表面的熔渣。氧化结束，应彻底的扒渣，封闭炉门，提升炉温。

氧化结束，铜液温度以1180-1200。C为宜。

4．还原

还原的目的有两个：（1）除去铜液中的气体；（2）还原氧化亚铜。可以作还原剂的主要物质有：木材、重油、天燃气、氨气、石油液化气、木屑、炭粉、煤粉等，我厂目前使用木材还原。这些还原剂中含有大量的炭和炭氢化合物。还原的主要反应有：

CU2O+C=2CU+CO

4 CU2O +CH2=8CU+CO2+2H2O

CU2O +CO=2CU+CO2

通常插木还原是分两次进行的：

第一次俗称“小还原”。主要目的是除气。通过化学反应所产生的大量的不溶于铜液的水蒸汽、一氧化碳等气体强烈的洗涤熔体时，可将铜液中大部分气体

带出。第一次插木还原的时间依炉子大小而定，我厂采用20min左右，第一次还原结束，熔池表面用木炭履盖。

第二次还原的主要作用是还原氧化亚铜。还原后期应及时取样观察其表面收缩和断口结晶组织变化情况。当试样表面呈细致邹纹，断口呈红玫瑰颜色且具有丝绢光泽时，表明氧含量W（o）大约在0.03%-0.05%之间，可以停止还原。氢在铜中的熔解度随着氧含量降低面增加，当氧的含量过于低时，有可能造成熔体的重新吸气。浇铸时，若铸锭浇口出现“穿水”现象时，表明发生了过还原。铜液中气体的溶解量与温度、时间成正比。当铜液温度高于1200。C时，100KG 铜液中能溶解大于8L的氢。阴极铜表面残留的铜绿CUSO4.5H2O,高温下可分解出大量的H2和SO2。

木屑、重油等还原的技术条件