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1、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. 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,M01的渣称为碱性渣,M099.5% 11 、详述瓦纽柯夫炉的工作原
2、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：瓦纽柯夫炉熔炼的优点 瓦纽柯夫熔炼炉是一种强化的熔池熔炼炉，床能率大。 和其他熔池熔炼一样，瓦
3、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，含水可以入炉，备料简单。 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。 由于采用铜水套结构，炉子寿命为年。 烟气含浓度高，有利于烟气制酸，提高硫实收率，消除环境污染。 瓦纽柯夫炉采用高硅渣操作，渣含约，可减少的生成。 瓦纽柯夫炉熔炼的缺点 当鼓泡熔炼带生成品位的铜锍时，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。 瓦纽柯夫炉风口以下有深的熔池，为了维
4、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。 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。 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
5、、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
6、 。 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；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
7、化矿、硫精矿、铜精矿、金精矿等。 A 氧化矿，颜色一般多为黑色或灰色。成分：含Cu在2029%， 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2530%，SiO2在46%。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1020%，SiO2在1020%。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：
8、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？ 渣型 炉渣中磁铁的含量 温度 澄清时间 铜锍品位 返转炉渣的影响 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、锍等分离。 32、铜是一种具有金属
9、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
10、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。 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
11、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
12、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。 3 目前常采用降低磁性氧化铁方法有711: 1)加还原剂还原法,一般有重油、煤粉、木炭和天然气等。加入适量SiO2,效果更佳; 2)加入适量Fe还原法,反应方程为Fe+ Fe3O4=4FeO; 3)加入废杂铜还原法,Cu与FeS反应,能产生Fe,产生的Fe能还原Fe3O4 如图1所示,温度测量系统12,由以下凡
13、部分组成:热电偶、温度显示仪表和温度变送器等。热电偶布置在转炉内,实时测量转炉内的温度。并通过热电偶的热电效应,把检测到的温度转换为热电势信号。然后变送器将温度或其它直流毫伏信号放大转换成标准统一信号,输送给温度显示仪表。为转炉温度控制提供参考和依据。 为控制和降低Fe3O4含量,须在保证转炉正常吹炼温度1250一1300之间,并兼顾炉子耐火材料寿命和经济节约条件下,适当提高温度。并通过实时测定,并通过喷油控制保持炉内温度的基本稳定。防止因温度突降,而导致磁性氧化铁产生、析出和沉积。 众所周知, 在熔炼阶段的炉渣中, 二氧化硅含量的增加可以降低磁性氧化铁的活性。然而, 氧化钙的作用过去并不为人所知。在直岛, 炉渣中含有4%6%(重量)的氧化铝, 4%7%(重量)的氧化钙与1%(重量)左右的氧化镁。预先装入足够的石灰熔剂以保证氧化钙含量高于氧化铝, 因为氧化钙能够降低炉渣中铜的化学溶解和炉渣粘度, 从而减少铜在渣中的损失。Florian Kongolia 就熔炼阶段包括氧化铝、氧化钙、氧化镁等成分的硅酸盐渣作了计算相图13。该相图表明, 为了降低磁性氧化铁的活性, 氧化钙含量应当尽可能
