《第三次课反射炉熔炼2.ppt.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三次课反射炉熔炼2.ppt.ppt（27页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第四节铜精矿的反射炉熔炼,1,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代。,一、概述,2,反射炉熔炼的特点：（1）适于处理粒径小于35mm的粉状物料；（2）燃料燃烧的过剩空气量控制在10%15%，炉内气氛中性或微氧化性气氛；（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
2、无显著化学变化。,3,反射炉熔炼的主要缺点：（1）环境污染严重；（2）能耗高；（3）耐火材料单耗高；（4）生产能力不高。,4,图2-1 反射炉概貌图,5,反射炉熔炼的主要缺点：（1）环境污染严重；（2）能耗高；（3）耐火材料单耗高；（4）生产能力不高。,6,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。,7,二、反射炉熔炼的理论基础1、反射炉中的传热 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炉
3、体散失。炉料获得的热量主要是靠辐射和对流的综合传热从燃烧火焰获得，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。,8,炉料经综合传热获得的热量可由下式计算：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）C气壁料=,9,式中C气壁料炉气、炉顶、炉壁对炉料的导来辐射系数（综合辐射系数）（kJ/m2hK4）；料、气分别为炉料与炉气的黑度，取料=0.75、气=0.06；T料、T气分别为炉料表面与炉气的绝对温度（K）；炉围开展度，=F壁/F料，F壁为炉墙的辐射面各，F料为炉料的受辐射面积；C0黑体
4、的辐射系数；F炉料的表面积（m2）上式表明，炉料接受的总热量与炉气温度和炉料的表面温度的关系最大。,10,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。,11,2、主要的化学反应 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
5、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。,12,3、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（Cu2OSiO2），以回收其中的铜。,13,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。,14
6、,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 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。,15,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。,16,5、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，%：CO21518；SO212；O20.51.2；CO微量。富氧燃烧时烟气中SO
7、2浓度可提高到67%。,17,四、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。,18,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；（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。,19,2、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。,20,3、炉床的控制 为
8、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。,21,五、反射炉熔炼的技术经济指标1、单位生产率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/m2d。目前，反向炉的生产率一般为：处理生精矿时1.753 t/m2d，处理干精矿时为2.55 t/m2d，处理焙砂时为47.5 t/m2d。,22,2、燃料率 反射炉熔炼的燃料率，一般用占炉料质量的百分数来表示。
9、反射炉熔炼的燃料率比较高，一般为8.825%。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。,23,3、金属回收率，%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）；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）；,24,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。,25,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：（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。,26,六、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。（2）采用预热空气。（3）采用富氧。,
