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%。

这些杂质不仅影响铜的物理化学性质和用途，而且有必要把一些有价金属提取出来。

火法精炼的目的是将粗铜中的这些杂质尽量除去，为下一步的电解精炼提供合格的铜阳极板。

8. 粗铜火法精炼的基本原理是什么?在液体铜中供入空气，使铜里的铁、铅、锌、铋、镍、砷、锑、硫等杂质氧化而除去，然后将还原剂加入铜里除氧，最后得到化学成分和物理规格符合电解精炼要求的阳极铜9.电解精炼的目的是什么?火法精炼产出的精铜品位一般为99.2~99.7%，含有0.3~0.8%的杂质。

电解精炼的意义是：(1) 降低铜中的杂质含量，从而提高铜的性能，使其达到各种应用的要求；(2) 回收其中的有价金属，尤其是贵金属和稀散金属10. 铜冶金各阶段的主要产品中铜的品位如何变化? 铜锍:50%, 粗铜:98%, 阳极铜: 99.2~99.7%, 电铜: >99.5%11 、详述瓦纽柯夫炉的工作原理，其特点如何？有那些应用？答：瓦纽柯夫炉与烟化炉相似，炉体是一个长方形竖炉瓦纽柯夫炉的炉料可包括粉状硫化铜精矿或块矿、固体或液体返料、溶剂和块煤。

炉料从炉顶加料口落入强烈搅拌的熔体中，在低于静止熔池表面０．５ｍ处通过侧面的风口向炉渣层鼓入工业氧或富氧空气。

此鼓风保证了熔体的强烈搅拌、硫化矿的氧化、硫从熔体中逸出进入气相、以及必要时燃料的燃烧。

熔体的强烈搅拌使炉料颗粒在熔体中迅速溶解和均匀分布，使化学反应高速进行。

由于炉料中存在着大量铁的硫化物，故可防止铁的过氧化，有利于提高富氧浓度，强化熔炼过程。

特点：１．瓦纽柯夫炉熔炼的优点（１）瓦纽柯夫熔炼炉是一种强化的熔池熔炼炉，床能率大。

（２）和其他熔池熔炼一样，瓦纽柯夫炉允许处理各种复杂成分的炉料，包括部分块料，炉料不需要经过深度干燥，含水６％～８％可以入炉，备料简单。

（３）瓦纽柯夫炉采用高浓度富氧鼓风，尽管炉壁铜水套损失热较大，在炉料中补充少量燃料的情况下，可以达到自热熔炼。

（４）由于采用铜水套结构，炉子寿命为１．５～２年。

（５）烟气含ＳＯ２浓度高，有利于烟气制酸，提高硫实收率，消除环境污染。

（６）瓦纽柯夫炉采用高硅渣操作，渣含ＳｉＯ２约３０％，可减少Ｆｅ３Ｏ４的生成。

２．瓦纽柯夫炉熔炼的缺点（１）当鼓泡熔炼带生成品位５０％的铜锍时，体系中硫和铁还没有全部氧化，没有过剩氧必然有一部分单质硫分解进入气相，需要在炉子上空和烟道通入二次风以燃烧单质硫，否则它和烟尘一起造成废热锅炉的粘结。

（２）瓦纽柯夫炉风口以下有２ｍ深的熔池，为了维持这个区域一定的温度，全部依靠风口以上熔炼区产生的过热熔体携带的显热，因此瓦纽柯夫炉必须采用高浓度富氧鼓风，并保持高的熔炼强度来保持熔炼区熔体的过热。

（３）瓦纽柯夫炉虽然有渣含铜低、不必在炉外贫化处理的优点，但弃渣含铜仍偏高。

（４）炉子的加料口密封不好，自动化程度不高。

12．金属元素按其性质、产量及用途等差别分为有色金属和黑色金属13、火法处理废杂铜的工艺有三种，主要是一段法、二段法和三段法。

14、耐火材料的分类方法有很多，其中按化学成分划分可分为酸性耐火材料、碱性耐火材料和中性耐火材料。

15、炉渣组成主要来自矿石、熔剂和燃料灰分中的造渣成分。

16、铜的化合物主要有硫化物、氧化物等。

17、冶炼生产过程中实行的“四高”是指：高投料量，高富氧浓度、高热强度、高锍品位。

18、耐火材料的分类方法有很多，其中按耐火度划分可分为普通耐火材料、高级耐火材料、特级耐火材料、超级耐火材料四大类19、造锍熔炼所产炉渣是炉料和燃料中各种氧化物相互熔融而成的共熔体，主要的氧化物是SiO2和FeO。

20、铜的原矿含Cu量一般都很低，不宜直接用于提取铜，需经过选矿处理后得到含Cu量较高的铜精矿。

21、闪速熔炼的物料干燥方式主要有气流三段式干燥和蒸汽干燥11、耐火材料的矿物组成一般可分为主晶相和基质两大类。

22、在一定渣成分范围内仅提高SiO2含量时，炉渣的粘度将上升，比重将下降，电导率下降。

23、床能力床能力指一昼夜内每平方米炉床面积上处理的精矿量24、耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性能25、氧料比为了获得目标品位的冰铜，熔炼单位重量已知化学成分铜精矿所需要的氧气量26、配料为了保证配料后的混合物料化学成分满足熔炼炉熔炼的要求（配料成分的要求）；同时保证入炉料化学成分的稳定，把各种不同成分或性质的矿种按比例进行混合的过程27、质量守恒定律一种物质既不会凭空产生，也不会自行消失，它只能由一种物质转变为另一种物质，并在转变的过程中物质的总量保持不变28、铜精矿按性质和成分主要分为那几种矿种？每一种的主要性质和作用是什么？答：一般铜精矿分成4类，分别为：氧化矿、硫精矿、铜精矿、金精矿（高金矿）等。

A．氧化矿，颜色一般多为黑色或灰色。

成分：含Cu 在20—29%，Fe和S在10%左右，SiO2在28%—35%。

主要作用降低入炉料的Fe和S，提高SiO2含量。

B．硫精矿，颜色：一般多为纯绿色。

成分：含Cu在20%左右，Fe和S在25—30%，SiO2在4—6%。

作用：在艾萨生产情况下，硫精矿主要作用提高入炉料的Fe和S，降低SiO2。

C．铜精矿，颜色：一般多为黑色或黄色。

成分：含Cu在25%左右，Fe和S在10—20%，SiO2在10—20%。

作用：铜精矿成分介于氧化矿和硫精矿之间，是一既能提高入炉料含SiO2，又能适当降低Fe、S的物料。

D．金精矿，颜色：一般多为纯黑色和浅黄色。

成分：含Cu 在0.5—2%，Fe、S 、SiO2均在20%左右。

作用：生产黄金和白银等有价金属。

在配料中可以利用其中较高的SiO2，以提高入炉料的含SiO2，但是金精矿的使用会大大降低入炉料的含Cu。

29、影响渣含铜指标的因素是什么？（1）渣型（2）炉渣中磁铁的含量③温度④澄清时间⑤铜锍品位⑥返转炉渣的影响⑦生产操作30、铜矿石或铜精矿生产铜的方法概括起来有火法和湿法两大类。

3、耐火材料一般是指耐火度在1580 ℃以上的无机非金属材料。

31、冶金炉渣的主要作用是使矿石和熔剂中的脉石和燃料中的灰分集中，并在高温下与主要的冶炼产物金属、锍（冰铜）等分离。

32、铜是一种具有金属光泽的橙红色金属，组织致密、高导电性、导热性、及良好的延展性是铜最有价值的特性。

33、近年来湿法炼铜工艺有了更大的发展，现在世界上已有20％的铜用湿法生产。

34、碱性耐火材料一般指以氧化镁和氧化钙为主要成分的耐火材料。

这类耐火材料的耐火度都很高，抵抗碱性渣的能力强。

35、造锍熔炼炉渣中的主要酸性氧化物是SiO2。

36、自然界已经发现的含铜矿物有200多种，但是重要的矿物只有20来种，除少量的自然铜外，主要有原生硫化铜矿物和次生氧化铜矿物。

铜矿中伴生的脉石矿物常见的石英、石灰石和方解石等。

37、铜锍与熔渣的密度差越大，熔渣的粘度越小，沉降速度就越快，锍和渣相分离越好，铜的夹带损失就越小。

38、编制热平衡的目的，主要是为了验算热的指出和更深入地分析过程，以发现热量支出的主要原因和分析节省燃料的可能性。

39、氧化矿一般多为黑色或灰色；硫精矿一般多为纯绿色。

40、从性质和成分来看，在配料中氧化矿与硫精矿相比，其性质（相反）。

41、氧化产物中Fe3O4、Fe2O3和Cu2O的数量。

取决于冰铜品位与原料SiO2的含量；42降低渣中磁性铁的研究进展转炉铜锍吹炼时,由于吹炼工艺本身和温度的原因,常产生大量磁性氧化铁。

磁性氧化铁恶化了炉况,导致渣含铜增加,渣含铜损失严重。

同时炉渣中过量的磁性氧化铁容易沉积炉底,形成炉结,使转炉有效面积减小。

为保证良好的渣型,促使吹炼顺利进行和消除炉结。

设计通过配入适量的石英熔剂和喷入粒度适宜的煤基还原剂粒,还原磁性氧化铁,使其转化为铁橄榄石,以消除铜转炉渣中有害的磁性氧化铁。

由于磁性氧化铁密度较大,超过溶解度量的磁性氧化铁,常沉积炉底,为保证还原剂和磁性氧化铁更好地接触,使还原过程顺利进行,常将原转炉喷枪向下倾斜一定角度[4]。

为降低劳动强度,保证转炉还原降低转炉渣中磁性氧化铁过程顺利进行。

通过对喷吹还原降低转炉渣中磁性氧化铁过程的研究,设计和优化了转炉倾斜侧吹还原降低转炉渣中磁性氧化铁过程煤基还原剂自动喷吹控制系统,以实现还原剂喷吹的精确计量和自动化。

前面已经了解了磁性氧化铁在铜冶炼中形成和分解的原因:主要是渣成分和温度,其次是梳品位与炉气成分。

为减少熔炼过程中的Fe3O4量,一般采取以下几种措施[5,6]:l)尽可能提高熔炼温度:2)适当增加炉渣中的SiO2含量,一般过量35%以上;3)控制适当的冰铜品位(含铜40%一50%),以保持足够的FeS 量;4)创造Fe3O4与FeS和SiO2反应的良好接触条件。