铜精矿的熔炼反射炉

（2）采用预热空气。
（3）采用富氧。
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单元作业
1、简述反射炉熔炼的缺点。
2、影响反射炉生产率的关键因素是什么？
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一、概述
第一台炼铜反射炉始于1879年，此后，反射炉
炼铜迅速发展，在20世纪60年代达到顶峰，其产量
达到世界铜总产量的70%。但反射炉熔炼有它难以 克服的缺点，如能耗高、环境污染严重等，这些缺 点制约了它的发展。到20世纪70年代，以闪速熔炼 为代表的低能耗、高效率、低污染的现代熔炼方法
迅速崛起，致使反射炉熔炼逐渐被新的炼铜方法取
处理焙烧矿时，大部分铅进入炉渣，少量
进入冰铜，约20%的铅挥发排出。
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镍和钴的行为与铜相似，均以硫化物形态 进入冰铜中。
大量的As、Sb、Bi、Sn和Te也进入冰铜中，
在冰铜吹炼及粗铜精炼时加以回收。
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5、反射炉熔炼的产物
反射炉熔炼的产物是冰铜、炉渣、烟尘及
烟气。
反射炉的烟尘量一般为入炉物料量的1.3 ~ 1.5%。 采用空气燃烧时，反射炉熔炼烟气的成分一般 为，%：CO215~18；SO21~2；O20.5~1.2；CO
的表面温度的关系最大。
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炉气的温度主要取决于燃料的发热量，燃
烧时的过剩空气系数等等。 炉料的温度主要取决于炉料的熔点。 对于一定成分的炉料，熔点是一定的，所 以，炉气温度是决定炉子生产率的关键因素。
反射炉内传热过程是非常复杂的，影响传热的
因素甚多，但是其中最主要的还是燃料燃烧即
炉气温度。
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2、主要的化学反应
（1）选择合理渣型； （2）使炉渣充分过热，使冰铜、炉渣良好分离； （3）严格控制冰铜面，减少随渣损失； （4）稳定冰铜品位；
（5）稳定各项技术条件，使炉况处理正规操作；
（6）有条件时，将转炉渣单独贫化； （7）加强备料。
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六、反射炉熔炼技术的进展
近年来，为改善反射炉熔炼的各项技术经 济指标，主要改进如下： （1）精矿进行焙烧，往反射炉中加焙烧矿。
的百分数来表示。反射炉熔炼的燃料率比较高，
一般为8.8~25%。
为了提高床能率，降低燃耗，现在许多工
厂改为处理热焙砂，空气预热，并处理易熔炉 料。
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3、金属回收率
An Bn1 Cn2 Dn2 X K An Dn2
，%
式中A——每昼夜炉子处理炉料量（t）； B ——每昼夜产渣量（t）； C ——每昼夜产烟尘量（t）； D ——每昼夜返回烟尘量（t）；
（3）合理控制风煤比，以保证燃烧完全；
（4）采用预热空气，提高火焰温度；
（5）采用富氧空气。
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2、料坡的维护 料坡与炉顶之间应保持适当的距离，以保
证料坡稳定不受破坏，防止料坡自重过大。
避免熔体面大波动，注入转炉渣、放渣、
放冰铜要错开进行，此外，还要使冰铜面高度
适当，以减小冰铜对料坡的腐蚀。
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3、炉床的控制
反射炉的单位生产率（床能率）是用一昼夜内
每平方米炉床面积所熔化的固体炉料吨数来表 示，即t/m2· d。 目前，反向炉的生产率一般为：处理生精 矿时1.75~3 t/m2· d，处理干精矿时为2.5~5
t/m2· d，处理焙砂时为4~7.5 t/m2· d。
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2、燃料率 反射炉熔炼的燃料率，一般用占炉料质量
反射炉熔炼所需热量来自两方面，燃料燃
烧及冶金化学反应发出的热。
反射炉的热效率很低，仅25%左右，大量
热量被炽热烟气带走及被烧火焰获得，即炉料是靠高温炉气 的辐射与对流传热、炉热炉顶和炉墙以及过热
熔体的辐射传热来熔炼的。
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炉料经综合传热获得的热量可由下式计算：
微量。富氧燃烧时烟气中SO2浓度可提高到
6~7%。
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四、反射炉熔炼的操作
1、燃料的燃烧
反射炉熔炼采用的燃料有天然气、重
油和煤粉，其中有天然气发热值最高。但
目前采用煤粉作燃料非常普遍。
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为了保证粉煤良好燃烧，必须保持以下条件： （1）选择良好的粉煤燃烧器；
（2）以挥发物含量高，灰分少的粉煤作燃料；
炉渣返回反射炉处理。其主要目的在于回收其
中的铜，同时作为含铁熔剂，以获得所需成分 的反射炉渣。 转炉渣返回反射炉将发生各种变化：在炉 内过热并发生澄清作用；利用反射炉炉料中的
FeS和SiO2破坏转炉渣中的Fe3O4；利用反射炉
中大量的FeS分解转炉渣中的硅酸亚铜
（Cu2O· SiO2），以回收其中的铜。
第三节
铜精矿的反射炉熔炼
鼓风炉熔炼方法 传统熔炼方法 反射炉熔炼方法 电炉熔炼方法 熔池熔炼方法 现代炼铜方法
漂浮熔炼方法
诺兰达法 瓦纽科夫法 白银法 奥斯麦特法 三菱法 奥托昆普法 闪速熔炼法 印柯法 基夫赛特法
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造锍熔炼方法炼铜已有200多年的历史，其传统 方法最早是鼓风炉熔炼。19世纪末，由于浮游选矿 技术的开发应用，矿山开始以细粒浮选精矿提供炼 铜浮选精矿提供炼铜原料，从而相继发展了反射炉 熔炼和电炉熔炼，到20世纪中叶，几乎全世界粗铜 都是用这三种传统方法生产的。 随着环保、能源形势日趋严峻和科学技术及冶 炼工艺的不断进步，在近半个世纪以来，传统炼铜 方法逐渐被闪速熔炼和熔池熔炼方法取代。目前在 我国鼓风炉熔炼仍在一些中、小铜厂还在应用；反 射炉熔炼只在个别厂家应用，且准备改造；电炉熔 炼已在为历史。
熔炼精矿时，入炉的硫化精矿粉在料坡上
会迅速强烈干燥和熔化，且部分高价硫化物发 生分解，反应生成的Cu2S和FeS形成了冰铜。 炉料和转炉渣以及反应生成的磁性氧化铁， 对熔炼过程会产生极坏影响，需对其处理。工
厂中为了处理磁铁炉结，常往炉中加入铁球，
正是因为铁可使Fe3O4还原之故。
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3、转炉渣在反射炉中的脱铜 目前国内外大多数工厂仍然将含铜高的转
为防止和减小在反射炉中Fe3O4的生成，必
须做到以下几点：
（1）保证熔池有够高的温度； （2）炉渣的硅酸度高，应保持Si/Fe比>0.8； （3）保持高生产率，加快熔炼速度，有效地冲 洗Fe3O4；
（4）避免炉内存在熔体流动死角；
（5）避免铬镁砖掉入渣中。
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五、反射炉熔炼的技术经济指标
1、单位生产率
Q = Q对 + Q辐
Q对 = 0.05Q辐 Q = 1.05Q辐 而Q辐 = C气壁料[(T气/100)4 - (T料/100)4 ]F（kJ/h）
C0 料 1 气 C气壁料 = 1 气 气 料 1 气
气
上式表明，炉料接受的总热量与炉气温度和炉料
n、n1、n2 ——分别为炉料、炉渣及烟尘含铜量
（%）； X ——每昼夜无名损失铜量（t）；
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从上式可以看出，影响金属回收率的主要 因素有：渣率和渣含铜、随炉气带走的烟尘量
和成分、原料金属含量和冰铜品位等。
减少渣率就尽量少加熔剂。
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为降低渣含铜，提高金属铜的回收率，可从下
列诸方面加强操作和管理：
（2）能耗高； （3）耐火材料单耗高； （4）生产能力不高。
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图2-1 反射炉概貌图
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反射炉内进行以下四个过程： （1）燃料燃烧和燃气的运动；
（2）气体与炉墙、炉料、熔体面之间进行热
交换；
（3）炉料受热，并发生物理化学变化；
（4）熔体产物的运动与澄清分离。
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二、反射炉熔炼的理论基础
1、反射炉中的传热
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在反射炉内由转炉渣回收的铜平均为75 ~ 85%。
应该指出，向反射炉中返加液态转炉渣，固
然处理方便，但是给反射炉生产带来许多问题，
特别是Fe3O4呈恶性循环。
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4、反射炉熔炼中其它杂质金属的行为
锌
取决于铜精矿的焙烧程度。精矿不焙烧时， 矿中70%的锌转入冰铜中。精矿经焙烧后，50 ~ 80% 的锌转入炉渣中。 铅
代。
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反射炉熔炼的特点：
（1）适于处理粒径小于3~5mm的粉状物料；
（2）燃料燃烧的过剩空气量控制在10%~15%，炉 内气氛中性中微氧化性气氛； （3）燃料燃烧产生的高温炉气只是从炉料及熔池 表面掠过，加之气相中游离氧较少，炉内气-固和
气-液之间无显著化学变化。
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反射炉熔炼的主要缺点：
（1）环境污染严重；