9銅锍的吹煉9.1概述

1、介紹

硫化銅精礦經(jīng)過造锍熔煉產(chǎn)出了銅锍。銅锍是金屬硫化物的共熔體。主要成分除了Cu、Fe、S外，還含有少量Ni，Co，Pb，Zn，Sb，Bi，Au，Ag，Se等及微量SiO2，此外還含有2%～4%的氧，銅锍中的Cu，Pb，Zn，Ni等重有色金屬一般是以硫化物的形態(tài)存在，鐵的物相主要是FeS，也有少量以FeO、Fe3O4形態(tài)存在。

2、吹煉目的：

除去銅锍中的鐵和硫以及其它雜質(zhì)，獲得粗銅。銅锍是貴金屬的良好捕集劑。在吹煉過程中，金、銀及鉑族元素等貴金屬幾乎全部富集于粗銅中。1、

銅锍的吹煉設(shè)備有：

臥式側(cè)吹轉(zhuǎn)爐

諾蘭達連續(xù)吹煉轉(zhuǎn)爐澳斯麥特爐三菱法連續(xù)吹煉爐反射爐式的吹煉爐（也稱連吹爐）閃速吹煉爐

2、用臥式側(cè)吹轉(zhuǎn)爐吹煉其過程是間歇式的周期性作業(yè)。吹煉溫度在1150℃～1300℃。9.2銅锍吹煉的工藝

整個過程分為兩個周期：在吹煉的第一周期，銅锍中的FeS與鼓入空氣中的氧發(fā)生強烈的氧化反應(yīng)，生成FeO和SO2氣體。FeO與加入的石英熔劑反應(yīng)造渣，故又叫造渣期。造渣期完成后獲得了白锍(Cu2S)，繼續(xù)對白锍吹煉，即

在吹煉的第二周期，鼓入空氣中的氧與Cu2S（白锍）發(fā)生強烈的氧化反應(yīng)，生成Cu2O和SO2。Cu2O又與未氧化的Cu2S反應(yīng)生成金屬Cu和SO2，直到生成的粗銅含Cu98.5%以上時，吹煉的第二周期結(jié)束。銅锍吹煉的第二周期不加入熔劑、不造渣，以產(chǎn)出粗銅為特征，故又叫造銅期。3、工藝流程

圖8.1轉(zhuǎn)爐煉銅工藝流程轉(zhuǎn)爐渣粗銅轉(zhuǎn)爐9.3銅锍吹煉的基本原理1、吹煉過程中的主要物理化學(xué)變化銅锍的銅品位通常在30%~65%之間，其主要成分是FeS和Cu2S。此外，還含有少量其它金屬硫化物和鐵的氧化物。硫化物的氧化反應(yīng)可用下列通式表示:

MeS+2O2=MeSO4

(8.1)MeS+1.5O2=MeO+SO2(8.2)MeS+O2=Me+SO2(8.3)MeSO4在吹煉溫度下不能穩(wěn)定存在，即硫化物不會按

MeS+2O2=MeSO4

反應(yīng)。

MeS+O2=Me+SO2

(8.3)是一個總反應(yīng)，實際上，它是分兩步進行的，即：第一步：MeS+1.5O2=MeO+SO2(8.2)第二步：2MeO+MeS=3Me+SO2(8.4)圖8.2硫化物與氧反應(yīng)的ΔG0

－T關(guān)系2、銅锍吹煉時FeS、Cu2S氧化順序

從圖8.2看出：FeS氧化反應(yīng)的標準吉布斯自由能ΔG0最負，所以在锍吹煉的初期，它優(yōu)先于Cu2S氧化。隨著FeS的氧化造渣，它在锍中的濃度降低，而Cu2S的濃度提高，二者同時氧化的趨勢增長。

在FeS濃度未降到某一數(shù)量時，即使Cu2S能氧化成Cu2O，它也只能是氧的傳遞者，按下列反應(yīng)進行著循環(huán)：

[Cu2S]+1.5O2=(Cu2O)+SO2(8.5)(Cu2O)+[FeS]=[Cu2S]+(FeO)(8.6)

在吹煉溫度下，只有當熔體中Cu2S濃度約為FeS濃度的25000～7800倍時，Cu2S才能與FeS共同氧化或優(yōu)先氧化。工業(yè)實踐中，白锍中的Fe含量降到1%以下，也就是要等锍中的FeS幾乎全部氧化之后，Cu2S才開始氧化。

以上分析的硫化物氧化順序說明了在間斷吹煉銅锍時嚴格地可分為兩個周期的根據(jù)。吹煉過程中會有金屬鐵出現(xiàn)嗎？鐵的化合物不會按反應(yīng)(8.5）

2FeO+FeS=3Fe+SO2發(fā)生生成金屬鐵。圖8.3硫化物與氧化物交互反應(yīng)的ΔG0

－T關(guān)系3、Cu2S的氧化與粗銅的生成

吹煉進入造銅期后，發(fā)生Cu2S與Cu2O的反應(yīng)：

2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2

生成金屬銅，但并不是立即出現(xiàn)金屬銅相。Cu2S+Cu過吹CuCu+

Cu2SCu含Cu2OCu2SCu2S+CuCu+Cu2S4、Fe3O4

的生成與破壞在吹煉的第一周期是FeS的氧化，氧化產(chǎn)物可以是FeO，也可以是Fe3O4。表8.1化學(xué)反應(yīng)標準吉布斯自由能變化化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)的標準吉布斯自由能變化（kJ）1000℃1200℃1400℃1600℃1.2/3FeS+O2=2/3FeO+2/3SO2

△G0=-303557+52.71T-236.5-225.9-215.4-204.82.3/5FeS+O2=1/5Fe3O4+3/5SO2△G0=-362510+86.07T-252.9-235.7-218.6-201.33.6FeO+O2=2Fe3O4

△G0=-809891+342.8T-373.5-304.9236.4167.84.9/5Fe3O4+3/5FeS=6FeO+3/5SO2△G0=5305577-300.24T148.488.328.3-3185.2FeO+SiO2=2FeO·SiO2△G0=-99064-24.79T-130.6-135.6-140.5-145.56.3Fe3O4+FeS+5SiO2=5(2FeO·SiO2)+SO2△G0=519397-352.13T71.10.71-69.7-140.11）不利方面

Fe3O4會使爐渣熔點升高、粘度和密度也增大，結(jié)果既有不利之處，也有有利的作用。轉(zhuǎn)爐渣中Fe3O4含量較高時，會導(dǎo)致渣含銅顯著增高，噴濺嚴重，風(fēng)口操作困難。在轉(zhuǎn)爐渣返回熔煉爐處理的情況下，還會給熔煉過程帶來很大麻煩。2）有利方面：利用Fe3O4的難熔特點，可以在爐壁耐火材料上附著成保護層，利于爐壽命的提高。在實踐生產(chǎn)上，稱之為掛爐作業(yè)。3）控制Fe3O4的措施和途徑：（1）轉(zhuǎn)爐正常吹煉的溫度在1250℃~1300℃之間。在兼顧爐子耐火材料壽命的情況下，適當提高吹煉溫度。(2)保持渣中一定的SiO2含量。(3)勤放渣。

總結(jié)以上分析：得出在吹煉溫度下，Cu和

Fe硫化物的氧化反應(yīng)是：造渣期造銅期FeS+1.5O2=FeO+SO2FeO+SiO2=2FeO·SiO2Cu2S+1.5O2=Cu2O+SO22Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2

因為以上反應(yīng)的存在，得以實現(xiàn)用吹煉的方法將锍中的Fe與Cu分離，完成粗銅制取的過程。9.4吹煉過程中雜質(zhì)元素的行為及其在產(chǎn)物中的分配1、吹煉過程中雜質(zhì)元素的行為

一般銅锍中的主要雜質(zhì)有Ni、Pb、Zn、Bi及貴金屬。它們在P-S轉(zhuǎn)爐吹煉過程中的行為分述如下：（1）Ni3S2在吹煉過程中的變化

Ni3S2是高溫下穩(wěn)定的鎳的硫化物。當熔體中有FeS存在時，NiO能被FeS硫化成Ni3S2：

3NiO(s)+3FeS(l)+O2=Ni3S2(l)+3FeO(l)+SO2

只有在FeS濃度降低到很小時，Ni3S2才按下式被氧化：

Ni3S2+3.5O2=3NiO+2SO2+1186kJ

氧化反應(yīng)的速度很慢，NiO不能完全入渣。（在造銅期）當熔體內(nèi)有大量銅和Cu2O時，少量Ni3S2

可按下式反應(yīng)生成金屬鎳：

Ni3S2(l)+4Cu(l)=3Ni+2Cu2S(l)

Ni3S2(l)+4Cu2O（l）=8Cu(l)+3Ni+2SO2

在銅锍的吹煉過程中，難于將鎳大量除去，粗銅中Ni含量仍有0.5%～0.7%。（2）CoS在吹煉過程中的變化

CoS只在造渣末期，即在FeS含量較低時才按下式被氧化成CoO：

CoS+1.5O2=CoO+SO2

生成的CoO與SiO2結(jié)合成硅酸鹽進入轉(zhuǎn)爐渣。當硫化物熔體中含鐵約10%或稍低于此值時，CoS開始劇烈氧化造渣。在處理含鈷的物料時，后期轉(zhuǎn)爐渣含鈷可達0.4%~0.5%或者更高一些。因此常把它作為提鈷的原料。（3）ZnS在吹煉過程中的變化在銅锍吹煉過程中，鋅以金屬Zn、ZnS和ZnO三種形態(tài)分別進入煙塵和爐渣中。以ZnO形態(tài)進入吹煉渣：

ZnS+1.5O2=ZnO+SO2

ΔGΘ=-521540+120T(J)ZnO+2SiO2=ZnO·2SiO2ZnO+SiO2=ZnO·SiO2

在銅锍吹煉的造渣期末造銅期初，由于熔體內(nèi)有金屬銅生成，將發(fā)生下面的反應(yīng)：

ZnS+2Cu=Cu2S+Zn(g)

在各溫度下該反應(yīng)的鋅蒸汽壓如下所示：溫度（℃）1000110012001300PZn(Pa)6850121592533146610

由于轉(zhuǎn)爐煙氣中鋅蒸氣的分壓很小,所以金屬Cu與ZnS的反應(yīng)能順利地向生成鋅蒸氣的方向進行。生產(chǎn)實踐表明，锍中的鋅約有70%~80%進入轉(zhuǎn)爐渣，20%~30%進入煙塵。（4）PbS在吹煉過程中的變化在锍吹煉的造渣期，熔體中PbS的25%~30%被氧化造渣，40%~50%直接揮發(fā)進入煙氣，25~30%進入白銅锍中。

PbS的氧化反應(yīng)在FeS之后、Cu2S之前進行，即在造渣末期，大量FeS被氧化造渣之后，PbS才被氧化，并與SiO2造渣。

PbS+1.5O2=PbO+SO22PbO+SiO2=2PbO·SiO2

由于PbS沸點較低（1280℃），在吹煉溫度下，有相當數(shù)量的PbS直接從熔體中揮發(fā)出來進入爐氣中。（5）Bi2S3在吹煉過程中的變化

Bi2S3易揮發(fā)。锍中的Bi2S3在吹煉時被氧化成Bi2O3：

2Bi2S3+9O2=2Bi2O3+6SO2

生成的Bi2O3可與Bi2S3

反應(yīng)生成金屬鉍：

2Bi2O3+Bi2S3=6Bi+3SO2

在吹煉溫度下鉍顯著揮發(fā)，大約有90%以上進入煙塵，只有少量留在粗銅中。（6）砷，銻化合物在吹煉過程中的變化

在吹煉過程中砷和銻的硫化物大部分被氧化成As2O3、Sb2O3揮發(fā),少量被氧化成As2O5、Sb2O5進入爐渣。只有少量砷和銻以銅的砷化物和銻化物形態(tài)留在粗銅中。（7）貴金屬在吹煉過程中的變化

在吹煉過程中金、銀等貴金屬基本上以金屬形態(tài)進入粗銅相中，只有少量隨銅進入轉(zhuǎn)爐渣中。2、雜質(zhì)元素在吹煉產(chǎn)物中的分配表8.２雜質(zhì)元素在吹煉產(chǎn)物的分配比例元素分配比例粗銅/半粗銅[1]爐渣煙氣P-S轉(zhuǎn)爐諾蘭達爐P-S轉(zhuǎn)爐諾蘭達爐P-S轉(zhuǎn)爐諾蘭達爐閃速吹煉[2]Cu94.73.91.4S4.01.694.4Pb522.21066.18511.794.5/0Ni7555.12542.61.4Bi564.51.69533.963/30Sb2083.72015.4601.401.2/2.5Se6027.1304.91068Te6047.2306.31046.5As1599.0100.90750.1031.2/20Zn00.167097.0302.4貴金屬[3]90101.半粗銅為諾蘭達爐所產(chǎn)，入爐锍品位為71.9%；2.包括Au、Ag和鉑族元素；3.入爐锍品位為70%，符號/之左為模擬預(yù)測值，符號/之右為試驗值。9.5側(cè)吹臥式(P-S)轉(zhuǎn)爐（一）介紹

轉(zhuǎn)爐按結(jié)構(gòu)可分為立式和臥式兩種類型；按爐襯材料可分為酸性和堿性兩種。由于立式轉(zhuǎn)爐存在很多缺點，酸性爐襯材料消耗高，因而，目前世界上都采用臥式堿性轉(zhuǎn)爐。

（二）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)爐由爐本體、送風(fēng)系統(tǒng)、熔劑供給系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、環(huán)集系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、殘極加入系統(tǒng)、捅風(fēng)口裝置、爐口清理等設(shè)備組成。爐本體又包括爐殼、爐襯、爐口、風(fēng)口、齒圈、托輪等部分，爐身的結(jié)構(gòu)見圖8.4

（1）轉(zhuǎn)爐爐殼是由厚20～25mm的鍋爐鋼板焊接成的園筒。圓筒的兩端分為球型和平板型兩種。前者與圓筒焊接為一體。后者有彈簧拉桿工字鋼固定。在爐殼兩端不遠處各有一個滾圈。在一個滾圈的外側(cè)，還有一個大齒輪，它是轉(zhuǎn)爐回轉(zhuǎn)機構(gòu)的從動輪，與傳動系統(tǒng)的小齒輪嚙合。當傳動系統(tǒng)電機轉(zhuǎn)動時，小齒輪帶動大齒輪使轉(zhuǎn)爐作回轉(zhuǎn)運動。中小型轉(zhuǎn)爐的大齒輪一般是整圈的，轉(zhuǎn)爐可以轉(zhuǎn)動360o。大型轉(zhuǎn)爐的大齒輪一般只是爐殼周長的3/4，轉(zhuǎn)爐只能轉(zhuǎn)動270o

。

爐殼內(nèi)部襯有耐火材料，多采用鎂質(zhì)和鎂鉻質(zhì)耐火材料作襯里。

圖8.4

平端蓋的轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)1.爐殼，2.滾圈3.U-風(fēng)管4.集風(fēng)管5.擋板6.隔熱板7.冠狀齒輪8.活動蓋9.石英槍.10.填料盒11.閘板12爐口13.風(fēng)嘴14.托輪15.油槽16.電動機17.變速巷18.電磁制動器圖8.5轉(zhuǎn)爐吹煉生產(chǎn)現(xiàn)場（2）爐口

爐口設(shè)于爐筒體中央或偏向一端，中心向后傾斜，供裝料、放渣、放銅、排煙之用。爐口一般為整體鑄鋼件，采用鑲嵌式與爐殼相連接用螺栓固定在爐口支座上。爐口里面焊有加強筋板。爐口支座為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，用螺栓安裝在爐殼上。爐口上裝有鋼質(zhì)護板，使熔體不能接觸到安裝爐口的螺栓。

爐口大小對轉(zhuǎn)爐正常操作很重要。爐口面積可按正常操作時熔池面積的20%～30%來選取，或按煙氣出口速度8～10m/s來確定。

爐體爐口正對的另一側(cè)有一個配重塊，配重的作用是讓爐子的重心穩(wěn)定在爐體的中心線上.爐口周圍設(shè)有保護板，工廠稱為馬掛或裙板。它的用途是保護爐殼、U型風(fēng)管、風(fēng)口蓋等，以免被噴濺物粘結(jié)和燒壞，并可加強煙罩的密封性。我國已成功地將活動爐口改成了水套爐口，只要把下爐口保護好即能保證安全。使用水套爐口可減輕工人的勞動強度，減少非生產(chǎn)時間，提高勞動生產(chǎn)率。(3)風(fēng)口

轉(zhuǎn)爐的后側(cè)同一水平線上設(shè)有一排緊密排列的風(fēng)口,壓縮空氣由此送入爐內(nèi)熔體中,參與氧化反應(yīng)。風(fēng)口由水平風(fēng)管、風(fēng)口底座、風(fēng)口三通、彈子和消音器組成。風(fēng)口是轉(zhuǎn)爐的關(guān)鍵部位，其直徑一般為38～50mm。風(fēng)口直徑的大小應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)爐的規(guī)格來確定。近年來，轉(zhuǎn)爐趨于大風(fēng)口生產(chǎn)，大風(fēng)口生產(chǎn)減輕了工人勞動強度，提高了送風(fēng)量，有利于機械捅風(fēng)口機的應(yīng)。風(fēng)口的位置一般與水平面成3°～7.5°。風(fēng)口管過于傾斜或風(fēng)口位置過低，鼓風(fēng)所受的阻力會增大，將使風(fēng)壓增加，并給清理風(fēng)口操作帶來不便。同時熔體對爐壁的沖刷作用加劇，影響爐子壽命。風(fēng)口角度，一般是指風(fēng)口的設(shè)計角度，即風(fēng)口相對于轉(zhuǎn)爐爐口位置與角度而確定的風(fēng)口位置和角度。而風(fēng)口的吹煉角度與設(shè)計角度是不一致的。風(fēng)口的吹煉角度有俯角吹煉和仰角吹煉之分。俯角吹煉的理論認為：風(fēng)口管與熔體水平面有一個向下的角度，風(fēng)從風(fēng)口管進入熔體后向下有個沖力，經(jīng)過的路程長，在爐內(nèi)停留的時間多，有利于提高氧的利用率。因而主張轉(zhuǎn)爐一周期吹煉采用俯角吹煉為好。仰角吹煉的理論認為：風(fēng)送入熔體的方向和氣流在熔體中心上浮方向趨于一致，它加強了熔體的攪拌，使造渣區(qū)和氧化區(qū)更加接近，有利于減少磁性氧化鐵的形成并將高溫區(qū)遠離風(fēng)口，有助于提高爐壽命。實際操作中，一周期一般是水平角度吹煉，傾角波動在－4°～+4°范圍比較好，二周期多是仰角吹煉。在爐體的大托輪上均勻地標有轉(zhuǎn)爐的角度刻度，有一個指針固定在平臺上指示角度的數(shù)值。一般0°位置是捅風(fēng)眼位置，60°為進料和停風(fēng)的角度，75°～80°為加氧化渣的角度，140°為出銅時搖爐的極限位置。

（三）轉(zhuǎn)爐附屬設(shè)備（1）傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐的傳動機構(gòu)包括交直流電動機，變速箱、主動齒輪，被動大齒圈及限位保護裝置等?？勺髡磧蓚€方向回轉(zhuǎn)。傳動機構(gòu)須安全平穩(wěn)，并能按照需要隨時可轉(zhuǎn)至任何位置，而且能穩(wěn)定停在該位置上。傳動系統(tǒng)的操縱機構(gòu)要求簡單可靠，并且要有明顯的指示標志。為了達到上述要求，每臺轉(zhuǎn)爐均設(shè)有兩臺電動機，一臺為交流電動機，另一臺為蓄電池供電的直流電動機。正常生產(chǎn)時使用交流電機，直流電機只作事故備用電機。這兩臺電機都連接在同一變速箱的主軸上，當交流電機工作時，直流電機隨主軸轉(zhuǎn)動。蓄電池組必須保持工作狀態(tài)，一旦交流電機因故停止運轉(zhuǎn)或突然停風(fēng)、停電時，蓄電池供電直流電機能同步運行，使爐子的送風(fēng)口轉(zhuǎn)到熔體的上面，防止風(fēng)口被灌死。也可采用多交流電源供電

的方法，其效果是一樣的。傳動機構(gòu)中還設(shè)有事故聯(lián)鎖裝置，當轉(zhuǎn)爐停風(fēng)、停電或電壓不足時，此裝置能立即驅(qū)動爐子轉(zhuǎn)動，將風(fēng)口轉(zhuǎn)到熔體表面，避免灌死風(fēng)口，為了使轉(zhuǎn)爐能準確地固定在所要求的位置上，防止爐子由于慣性作用而自行轉(zhuǎn)動，在傳動系統(tǒng)中，還安裝有蝸輪和電磁抱閘。（2）送風(fēng)系統(tǒng)

送風(fēng)系統(tǒng)由送風(fēng)機、防喘振裝置、放風(fēng)閥、總風(fēng)管、支風(fēng)管、送風(fēng)閥、萬向接頭、三角風(fēng)箱、U型風(fēng)管、軟管、風(fēng)口組成。鼓入爐內(nèi)的空氣量和供風(fēng)系統(tǒng)的配置有關(guān)系它要求供風(fēng)系統(tǒng)的阻力損失應(yīng)盡量減少，系統(tǒng)要嚴密少漏風(fēng)，這樣勢必提高了入爐風(fēng)壓，提高鼓入爐內(nèi)風(fēng)量，減少鼓風(fēng)機的電力消耗。（3）排煙系統(tǒng)排煙系統(tǒng)由煙罩、余熱鍋爐、球型煙道、鵝頸煙道、沉塵室、電收塵、水平煙道、排風(fēng)機等組成。很多廠家采用的轉(zhuǎn)爐煙罩由內(nèi)層固定煙罩、前部活動煙罩和環(huán)保煙罩三部分組成。內(nèi)層固定煙罩匯集和排出轉(zhuǎn)爐出口的煙氣，并將煙氣冷卻到一定的溫度。它要滿足耐熱、密封、耐蝕、結(jié)構(gòu)形狀合理及不影響有關(guān)設(shè)備的操作要求等。它的冷卻方式有水冷、汽冷、常壓汽冷?；顒訜熣衷诩鱼~锍、倒渣和放銅時啟動頻繁，且受輻射熱強烈烘烤。它有水套式和鑄鋼式兩種結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)爐在加銅锍、倒渣和放銅時，爐口離開內(nèi)層煙罩，冒出的煙氣由環(huán)保煙罩收集排走。余熱鍋爐組成部分有鍋爐本體、汽包、鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)、純水補給系統(tǒng)、煙塵排出系統(tǒng)等。球形煙道在鍋爐出口鐘罩的下方，主要用于沉降煙塵，同時也將幾臺轉(zhuǎn)爐鍋爐出口連接起來實現(xiàn)共用一套排風(fēng)系統(tǒng)。鵝頸煙道在球形煙道后面，它呈“∧”型結(jié)構(gòu)。鵝頸煙道的下方是沉塵室，其后為電收塵，電收塵后面是排風(fēng)機。（4）加熔劑系統(tǒng)加熔劑系統(tǒng)包括中繼料倉、板式給料機、皮帶運輸機、裝入皮帶、活動溜槽和加料擋板等組成（5）加殘極系統(tǒng)

（6）鑄渣機

（7）烘烤裝置

可以用木材、液化氣、和其他燃料進行烘烤。（四）轉(zhuǎn)爐用耐火材料1、轉(zhuǎn)爐吹煉的溫度在1100℃～1300℃之間，爐內(nèi)熔體在壓縮空氣的攪動下流動劇烈。耐火材料的選擇要求:耐火度高溫結(jié)構(gòu)強度大，熱穩(wěn)定性好，抗渣能力強，高溫體積穩(wěn)定，外形尺寸規(guī)整、公差小。能滿足這些要求的是鉻鎂質(zhì)耐火材料。2、鉻鎂質(zhì)耐火材料是以鉻鐵礦和鎂砂為原料而制成的尖晶石－方鎂石或方鎂石－尖晶石耐火磚。鉻鐵礦加入量大于50%的耐火磚稱為鉻鎂磚，加入量小于50%的稱為鎂鉻磚。3、鎂鉻磚種類：普通鎂鉻磚、直接結(jié)合鎂鉻磚、電熔再結(jié)合鎂鉻磚、電鑄鎂磚。另外砌筑時還要使用不定形耐火材料。4、砌筑要求：1）爐口部位耐火磚要求耐火砌體的組織結(jié)構(gòu)強度高、有耐磨性、抗沖刷和抗侵蝕性好。2）端墻可以按照圓形墻的砌爐方法進行。3）風(fēng)口每次大修必須要挖補。4）圓筒部根據(jù)磚的厚度來決定修補的量。（五）轉(zhuǎn)爐吹煉生產(chǎn)實踐（1）作業(yè)過程在吹煉操作時，把爐子轉(zhuǎn)到停風(fēng)位置，裝入第一批銅锍，邊旋轉(zhuǎn)邊吹風(fēng)，吹煉數(shù)分鐘后加石英熔劑。

再吹煉一段時間，當爐渣造好后，旋轉(zhuǎn)爐子，當風(fēng)口離開液面后停風(fēng)倒出爐渣。之后再加銅锍。依此類推，反復(fù)進行進料、吹煉、放渣，直到爐內(nèi)熔體所含銅量滿足造銅期要求時為止。這時開始篩爐，即最后一次除去熔體內(nèi)殘留的FeS，倒出最后一批渣。

在造銅期，隨著Cu2S的氧化，爐內(nèi)熔體的體積逐漸減小，到造銅期終點出銅。

出銅后迅速捅風(fēng)眼，清除結(jié)塊。然后裝入銅锍，開始下一爐次的吹煉。過程中準確判斷造渣期和造銅期終點。

（2）作業(yè)制度轉(zhuǎn)爐的吹煉制度有三種：單爐吹煉、爐交換吹煉、期交換吹煉。轉(zhuǎn)爐吹煉制度的選定一般要考慮以下兩個原則:1）由年生產(chǎn)任務(wù)決定的處理銅锍量，計算出轉(zhuǎn)爐的作業(yè)爐次，再根據(jù)爐次的多少選擇吹煉形式。2）根據(jù)轉(zhuǎn)爐必須處理的冷料量的多少來選擇3）結(jié)合轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)狀況及上下工序間的物料平衡來考慮。（3）轉(zhuǎn)爐吹煉過程的正常操作1、進料當將要開動的轉(zhuǎn)爐爐溫升溫到l200℃左右恒定一段時間后，即可進料吹煉。進料前操作人員需對所有設(shè)備、工具、供風(fēng)、供水系統(tǒng)進行全面檢查，然后才能轉(zhuǎn)入操作。吹煉作業(yè)裝入冰銅的次數(shù)及每次裝入的數(shù)量，主要根據(jù)爐內(nèi)料面的允許程度及處理冰銅品位和所欲達到的粗銅產(chǎn)量來決定。一般冰銅加入到使風(fēng)口浸入熔體面以下200—500毫米為宜，現(xiàn)在控制這個條件的方法是操作者按爐熔體噴濺程度判斷噴濺均勻風(fēng)口送風(fēng)順利，吹煉過程進展很快表明加料適當。吹煉低品位銅锍，熱量充足，為了維持一定的爐溫，需要添加冷料來調(diào)節(jié)。吹煉高品位銅锍時，熱量不足，可適當添加一些燃料（如焦碳、塊煤等）補充熱量。加入冷料的數(shù)量及種類與銅锍品位、爐溫、轉(zhuǎn)爐大小、吹煉周期等有關(guān)。銅锍品位低、爐溫高、轉(zhuǎn)爐大需加入的冷料就多。造銅期對冷料要求含雜質(zhì)低。吹煉過程冷料要保持干燥，塊度不宜大于400～500mm冷料加入方法四原則：①對爐況有產(chǎn)品質(zhì)量的影響小②對轉(zhuǎn)爐的送風(fēng)作業(yè)影響?、奂尤霑r盡量減少冷料的飛散損失。④容易裝入，不至于出現(xiàn)堵塞等故障。2、造渣造渣是轉(zhuǎn)爐吹煉操作的關(guān)鍵，因為除去冰銅中的FeS主要是通過造渣來達到，造渣進行的好壞，標志出操作水平的高低。實際考核往往用造渣時爐溫高低，單位時間的冰銅處理量，冷料加入量，渣流動性及渣含銅的高低來衡量。

①熔劑的質(zhì)量要求熔劑的粒度,一般為5－30mm熔劑含SiO2的多少，國內(nèi)多用含SiO290%石英石，國外多用含SiO265%～85%石英石。②熔劑的加入量冰銅吹煉過程中，熔劑量加入的多少，取決于所處理的冰銅品位及冰銅數(shù)量，通過冶煉計算確定的。③加熔劑的方法造渣作業(yè)不僅要有足夠的熔劑數(shù)量，而且加入的時間和速度也要適當控制。冰銅入爐后溫度較低，為創(chuàng)造氧化亞鐵迅速造渣的條件，需適當空吹、將爐溫提高到1200℃時再加入熔劑。④放渣火候的判斷飛沫飛出次數(shù)頻繁。飛沫呈絮狀，飄浮無力，發(fā)亮?；鹧嬗删G變灰。判斷方法不僅此三項，特別各廠冰銅成份不一，爐子大小不一、爐溫高低不一，因而各時期火焰也不一致。⑤放渣當渣造好時，先進一包冰銅，再轉(zhuǎn)回吹煉位置鼓風(fēng)片刻，然后再放渣，以降低渣含銅。也可渣好就放，然后進料。放渣時熔體轉(zhuǎn)至放渣位置后，稍停片刻，待熔體平穩(wěn)后再放渣。3、篩爐所謂篩爐是一周期吹煉即將結(jié)束的階段，加入適當石英熔劑以除去熔體中殘存的鐵量，將白冰銅的品位提高到75％以上；以確保二周期順利進行。為此要適當提高爐溫，放凈爐渣。這時火焰轉(zhuǎn)為灰白色，噴濺物由粒狀逐漸變成泡沫狀。4、造銅徹底放凈一周期爐渣、殘留渣厚不大于lO～15mm，連續(xù)鼓風(fēng)，即吹煉過程轉(zhuǎn)入第二周期。將白冰銅吹煉成粗銅。第二周期，操作主要是保證送入足夠的風(fēng)量，以加快Cu2S的氧化和促進氧化亞銅與硫化亞銅交互反應(yīng)的進行，由于后一反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此兩個反應(yīng)必須達到平衡進行，否則熱平衡難以維持，給二周期操作造成困難。爐后風(fēng)口操作，要根據(jù)爐內(nèi)粗銅生成情況．隨時調(diào)整位置．保持供風(fēng)送至白冰銅層，并用大纖子，一方面清理風(fēng)口，另一個方面是檢查白冰銅層的位置，以調(diào)整風(fēng)口角度。出銅時機的判斷：①火焰由灰白逐漸變?yōu)樽丶t色，火焰低落，搖擺無力。②觀看來大花。來大花后維持一段時間，大花一落，再吹l～2分鐘，就可出銅。③爐口噴濺物。銅快好時，噴至爐口的噴濺物，產(chǎn)生“眨眼”現(xiàn)象，也就是噴上后馬上起泡。很快泡又落了、再吹、噴到爐口上的噴濺物不是起泡，而是起針狀，表明銅已吹好。④從爐內(nèi)取試樣，倒在試料勺內(nèi)，試樣表面鼓中等程度泡，經(jīng)水冷后，試樣表面呈現(xiàn)玫瑰紅色，鮮艷奪目。

⑤風(fēng)口表面粘結(jié)物也是出銅火候的判斷方法，鋼纖插入風(fēng)口抽出，水冷后，纖表面粘結(jié)物有韌性，并有玫瑰紅色金屬光澤，表示銅已好。r如果粘結(jié)物為金屬黃色，有氣孔和黑斑，表明銅欠吹，呈紫色有黑色表示過吹了。有時為了縮短精煉爐的氧化時間，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)對粗銅適當過吹，這時在正常出銅的基礎(chǔ)上，根據(jù)過吹程度的要求，掌握過吹的火候，深度過吹，氧化渣變稀，出銅時壓不住爐口。5、開爐烘爐6、停爐洗爐作業(yè)（4）轉(zhuǎn)爐吹煉過程中常見故障及處理1、爐子過冷原因：當一周期加入冷料或石英石過多以及停風(fēng)時間較長，鼓風(fēng)量不足時易出現(xiàn)爐子過冷現(xiàn)象。二周期過冷往往是爐子下落得不合適，風(fēng)吹熔體表面，再者冷料銅加得過多，銅水過吹也可出現(xiàn)過冷。處理：一周期出現(xiàn)爐子過冷時，如情況不十分嚴重，只要加強鼓風(fēng)提溫，一般可很快好轉(zhuǎn)。如情況比較嚴重，可倒出部分熔體，加入一定數(shù)量的熱冰銅，加強鼓風(fēng)即可。二周期出現(xiàn)爐于過冷時，如發(fā)現(xiàn)及時，要調(diào)好風(fēng)口位置，提高送風(fēng)量，必要時向爐內(nèi)加入一定量焦炭用以提溫。發(fā)現(xiàn)太晚，過冷程度過大，倒出熔體，重新加入冰銅吹煉。

2、爐子過熱原因：過熱的原因是由于單位時間內(nèi)鼓風(fēng)量太多，或熔劑、冷料加入不及時或量不足，特別是吹煉低品位冰銅時，一周期容易過熱。處理：迅速向爐向加入一批冷料和適當加入冰銅及熔劑，也可減少鼓風(fēng)量來降低熱量。3、熔體噴出①原因：一周期石英量加的過多，渣性惡化，粘度增大，將會噴出；處理：再補充一定數(shù)量冰銅，將多余石英完全造渣。②一周期石英石加的過少，生成的Fe3O4過多，渣粘度大，將會噴出。處理：需加入冰銅，同時加足石英，再繼續(xù)吹煉造渣。③篩爐石英過多，渣量留的較多，二周期終點前容易噴出。處理：當發(fā)現(xiàn)篩爐石英多時，需再補充一定數(shù)量冰銅，將多余石英完全造渣，即重新篩爐。如二周期終點前噴爐時，可加入一些殘極或木柴，消除熔體噴出。④冷料投入過多，熔體表面溫度偏低，粘度增大，引起噴爐。處理：及時修正冷料加入量，提高富氧濃度，提高熔體溫度。4、粗銅過吹原因：二周期的終點判斷不準，沒有及時出銅而過吹，這將產(chǎn)生大量不易分離的稀渣。少量過吹可加入一些爐前自產(chǎn)冷料還原，便可使渣變稠，渣銅分離，將銅水倒出。如果大量過吹，用少許冷料難以還原，再加入一定數(shù)量的冰銅還原，然后將銅水倒出。用冰銅還原是一件十分危險的操作，因而要給予極大重視，加入時，要小心、小流、緩慢進行。一旦加入過急、將會出現(xiàn)大量熔體乃至整爐熔體噴出，造成惡性事故。（5）轉(zhuǎn)爐吹煉的產(chǎn)品控制冰銅吹煉的產(chǎn)物有粗銅、轉(zhuǎn)爐渣、煙塵和煙氣。1、粗銅轉(zhuǎn)爐粗銅質(zhì)量，主要是粗銅的品位，一般在98.5%～99％。影響粗銅品位的困難是出銅火候和雜質(zhì)含量。出銅火候掌握恰當，可保證高質(zhì)量、欠吹含硫高，過吹含氧高，都影響粗銅品位。2、轉(zhuǎn)爐渣轉(zhuǎn)爐渣因其含銅較高，需返回熔煉系統(tǒng)處理或送渣選礦生產(chǎn)渣精礦。粗銅成分序號Cu%Fe%S%Pb%Ni%Au(g/t)Ag(g/t)198.50.01-0.030.01-0.40.1-0.2<0.2150<2500299.30.10.20.020.05399.1-99.30.01<0.10.003-0.030.03-0.315160499.30.0160.0220.01-0.130400599.650.00140.060.033698.50.060.10.120.08551000799.140.030.0220.041轉(zhuǎn)爐渣成分序號Cu%Fe%S%Pb%Ni%Au(g/t)Ag(g/t)198.50.01-0.030.01-0.40.1-0.2<0.2150<2500299.30.10.20.020.05399.1-99.30.01<0.10.003-0.030.03-0.315160499.30.0160.0220.01-0.130400599.650.00140.060.033698.50.060.10.120.08551000799.140.030.0220.041轉(zhuǎn)爐渣含Cu高的原因，一是比重與冰銅相差的小，對從轉(zhuǎn)爐渣分離冰銅不利，另一個是轉(zhuǎn)爐吹煉有空氣的攪拌作用，放渣停風(fēng)時間又短，也給分離造成困難，而且轉(zhuǎn)爐渣中由于夾帶冰銅珠粒，而使渣含銅較高。另外冰銅品位越高，渣含銅也隨之增高。渣含SiO2一般在24%～26％之間，有的可達28%～30%之間。渣含SiO2與采用的熔劑、造渣控制的溫度，以及石英加入的數(shù)量、方法有關(guān)。轉(zhuǎn)爐渣熔點約在1150～l200℃之間。轉(zhuǎn)爐渣的比重3.8～4.5，一般取為4。3、煙塵轉(zhuǎn)爐吹煉產(chǎn)出的煙塵，約占處理的冰銅量的2～4％。煙塵分轉(zhuǎn)爐的沉降室，旋渦收塵器煙塵和電收塵煙塵。即一般所說的粗收塵煙塵和細收塵煙塵。煙塵的成份與處理的冰锏成份有直接關(guān)系。粗塵主要是石英粉、冰銅、爐渣和金屬銅的細粒，含Cu較高。細塵主要是Pb、Zn、As的氧化物。粗煙塵含銅高、含其它雜質(zhì)低，一般返回再處理。細煙塵含銅低，含Pb、Zn較高，可單獨處理回收其他金屬，也可送鉛熔煉處理，但不宜返回到銅熔煉處理。4、煙氣轉(zhuǎn)爐煙氣中含有很高的SO2，需要回收制取硫酸。轉(zhuǎn)爐煙氣的SO2濃度，在不同的吹煉階段是不同的。造銅期的煙氣中SO2的濃度要比造渣期高。（6）銅冰銅吹煉技術(shù)經(jīng)濟指標做為轉(zhuǎn)爐特征的技術(shù)經(jīng)濟指標主要有：單爐生產(chǎn)周期及鼓風(fēng)時率；單爐產(chǎn)量、銅的直收率、爐壽命。現(xiàn)場一般統(tǒng)計單爐裝入量、單爐產(chǎn)量、單爐作業(yè)時間、單位時間的冰銅處理量、鼓風(fēng)時率、渣含銅及爐齡和鎂磚單耗。1、轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率有下列幾種表示方法：每爐日產(chǎn)銅量(噸)，生產(chǎn)每噸粗銅所需時間即噸煉時問(分鐘)，每天每爐處理冰銅的噸數(shù)。①每爐日產(chǎn)銅量=鼓風(fēng)量×鼓風(fēng)時率×空氣利用率×24

產(chǎn)出一噸粗銅所需空氣量

②噸煉時間指每吹煉出一噸粗銅所需的時間。噸煉時間=操作時間／粗銅產(chǎn)量③每爐日處理冰銅量每爐日處理冰銅量=鼓風(fēng)量×空氣利用率×24×送風(fēng)時率一噸冰銅所需的空氣量2、單爐生產(chǎn)周期及鼓風(fēng)時率①單爐生產(chǎn)周期是指一個吹煉周期時間的總和。其中包括轉(zhuǎn)爐在鼓風(fēng)下進行吹煉的時間，和其它各類停風(fēng)時間，如：裝冰銅和冷料、出渣、出銅、清理爐口等。所以、單爐周期與下列因素有關(guān)。

(1)單位處理量；(2)冰銅品位及其雜質(zhì)含量(Zn、Pb、As、Sb等)；(3)單位時間的鼓風(fēng)量(捅風(fēng)口操作及風(fēng)壓)與鼓風(fēng)中氧的利用率；(4)鼓風(fēng)時率等。

生產(chǎn)周期隨（1）及(2)中的雜質(zhì)含量的增加而延長。相反，隨(2)的冰銅品位及(3)(4)的提高而縮短。②鼓風(fēng)時率(在單爐生產(chǎn)周期中，轉(zhuǎn)爐在鼓風(fēng)下進行的吹煉時間與單爐生產(chǎn)周期的總時間的比值，通常稱為送風(fēng)時率(或鼓風(fēng)率)，數(shù)值用百分數(shù)來表示，這是極其重要的指標，因為它不僅說明每個爐長操作的好壞，而且也是各崗位協(xié)調(diào)配合的結(jié)果。*提高鼓風(fēng)時率：

①鼓風(fēng)時率與生產(chǎn)組織，操作人員的技術(shù)水平有緊密關(guān)系，并且還與本爐人員和指揮吊車工作者、吊車工、其它輔助人員的相互配合也有直接關(guān)系。

②鼓風(fēng)時率與轉(zhuǎn)爐工序的機械化程度有關(guān)。③鼓風(fēng)時率也與冰銅品位有關(guān)。④鼓風(fēng)時率與車間的平面配置的合理性有關(guān)。3、爐壽命

1）壽命指大修開爐的爐子，一直煉到下次大修時為止所產(chǎn)的粗銅數(shù)量，或者所煉的爐數(shù)。比較爐壽命的好壞，往往用鎂磚單耗來衡量的。2）爐壽命是轉(zhuǎn)爐的綜合性經(jīng)濟技術(shù)指標，它與冰銅品位，耐火材料質(zhì)量、砌磚技術(shù)及耐火材料的分布，吹煉熱制度，風(fēng)口操作等因素有關(guān)。

3）爐襯損壞的原因爐襯損壞的原因甚多，歸納起來，主要是由于機械力，熱應(yīng)力和化學(xué)腐蝕三種作用的結(jié)果。

①機械力的作用。主要是指熔體對爐襯的沖刷和噴濺，以及風(fēng)口清理不當時(如捶擊的作用)所造成的損失，實踐表明，熔體對爐襯的劇烈沖刷是爐襯損壞的主要原因。

②熱應(yīng)力的作用，這也是使爐襯遭受損壞的重要原因。

③爐渣和金屬氧化物對爐襯的化學(xué)侵蝕。這種侵蝕主要來自以下幾個方面：

*在吹煉作業(yè)中，產(chǎn)出的鐵橄欖石渣(2FeO.SiO2)能熔解鎂質(zhì)耐火材料，它既能使鎂質(zhì)耐火材料表面溶解，也可滲透進耐火材料內(nèi)部，而使耐火材料熔解。*同一溫度下，渣中SiO2含量增大，氧化鎂在渣中溶解度增加。*造銅期金屬銅粘度小，能順著耐火材料的氣孔滲透到磚體內(nèi)，使方鎂石晶體和鉻鐵礦晶粒間的距離增大，并填充了鉻鐵礦晶粒內(nèi)的間隙和裂紋，從而使耐火材料結(jié)構(gòu)松散，經(jīng)熔體一沖刷，便遭到破壞。*在生產(chǎn)中應(yīng)避免不必要的深度過吹，以防止產(chǎn)生稀渣。這種稀渣一般是游離的Cu2O與粗銅表面上殘渣化合而成的流動甚好的爐馇，大都是CuO·Fe2O3這樣不僅對磚有嚴重的腐蝕能力，而且還造成銅的損失增大。4）爐襯損失的概況*轉(zhuǎn)爐爐襯的損壞，大致分兩個階段：第一階段、新爐子初次吹煉(即爐齡初期)時，爐襯受雜質(zhì)的侵蝕作用不太嚴重，這時掉塊掉片較多。風(fēng)口磚受損最嚴重。第二階段，爐子工作了一段時間(爐齡后期)，爐襯受雜質(zhì)作用較大，磚面變質(zhì)，而掉塊掉片現(xiàn)象減少。*實踐表明：各處爐襯損壞的嚴重程度不同，其次序大致是：上風(fēng)口區(qū)、端墻、爐底和爐子對風(fēng)口區(qū)(爐前壁)。風(fēng)口區(qū)損壞最嚴重。爐底損壞不大。5）提高爐壽命的措施：①提高砌爐及烘爐質(zhì)量。②嚴格控制操作技術(shù)條件。其中控制料面適當和嚴格控制操作溫度是關(guān)健?？刂圃煸诘臏囟?，在1200～1250℃為好。爐溫偏高時，及時加入冷料③正確地判斷造渣、篩爐、出銅時的終點，防止過吹。④爐體結(jié)構(gòu)爐體結(jié)構(gòu)是否合理，對爐壽命影響很大，一是從正常操作的角度考慮，二是從爐襯腐蝕的均勻性來考慮。操作正常要送風(fēng)穩(wěn)定、溫度適宜、不噴爐口、反應(yīng)速度快。例如：采用適當?shù)拇箫L(fēng)口生產(chǎn)，合理安排風(fēng)口間距和風(fēng)口個數(shù)。采用適當?shù)娘L(fēng)口角度，適當?shù)臓t口大小和角度，改進送風(fēng)系統(tǒng)，減少漏風(fēng)與風(fēng)壓損失，提高入爐風(fēng)壓等。腐蝕均勻，以風(fēng)口區(qū)的壽命劃定爐壽命，其他各個部位的損壞都要保證低于風(fēng)口區(qū)。

⑤采用補爐措施，如噴漿熱補等。

⑥實行掛爐操作，保護爐襯。銅锍轉(zhuǎn)爐吹煉的各項技術(shù)經(jīng)濟指標指標名稱轉(zhuǎn)爐容量（t）581520505080100銅锍品位(Cu%)30-3525-3037-4228-3220-2130-4050-5555送風(fēng)時率（%）7675-808077-888580-8570-8080-85同直收率（%）90-95959680-85909593.594熔劑率（%）182316-1818-202016-188-106-8冷料率（%）251510-157-1025-3026-6330-37磚耗（kg/t）2419.725607-14045-6015-304-52-5爐壽命（t/爐期）150015001500120022001757026400水耗（m3/t·Cu）130電耗（kWh/t·Cu）350-400650-700(50-60)(40-50)五、主要技術(shù)經(jīng)濟指標計算1、某工廠轉(zhuǎn)爐單爐生產(chǎn)造渣期送風(fēng)時間為3.75小時，清理爐口0.25小時，加冷料15分鐘，放渣18分鐘，等料45分鐘，造銅期送風(fēng)時間2.25小時，求送風(fēng)時率？

解：（3.75+2.25）/（3.75+2.25+0.25+（15+18+45）/60）*100%＝79.5%2、已知冰銅含鐵20％，含銅40％，加入冷料10公斤含銅85％，產(chǎn)出粗銅46公斤，含銅93%,轉(zhuǎn)爐渣含鐵50％，含二氧化硅25%，設(shè)冰銅吹煉過程中鐵全部進入轉(zhuǎn)爐渣中，計算吹煉100公斤冰銅需加入的石英石熔劑量（含二氧化硅85％，同時不計進入煙塵及損失的二氧化硅量）和吹煉直收率？解：所需石英石熔劑量100×20%÷50%×25%÷85%=11.77(公斤)吹煉直收率46×93%÷（100×40%+10×85%）＝88.2%答：吹煉100公斤冰銅需加入的石英石量為11.77公斤，吹煉直收率為88.2%。3、造渣期的總反應(yīng)式為2FeS＋３O2＝2FeO.SiO2+2SO2+1029KJ(設(shè)冰銅中FeS全部參與造渣反應(yīng)，不計其它反應(yīng)放出的熱量)。求吹煉100Kg冰銅造渣期放出熱量是多少？已知冰銅含鐵20%。解：100Kg冰銅含硫化亞鐵量為100×20%÷(56÷88)=31.43(公斤)

2FeS＋３O2＝2FeO.SiO2+2SO2+1029KJ２102931.43×103÷88xx=31.43×103÷88×1029÷2=183758(KJ)100*20%÷56*103=FeS的摩爾數(shù)4、某臺轉(zhuǎn)爐大修使用鎂磚21噸，小修使用鎂磚6噸，該臺轉(zhuǎn)爐本大修周期生產(chǎn)粗銅1440噸，求鎂磚單耗？解：鎂磚單耗為（２１＋６）×１０００÷1440=18.75Kg/T5、某廠全年生產(chǎn)任務(wù)為27000噸粗銅，現(xiàn)１～３季度完成20000噸粗銅，問第四季度需完成多少噸？每日需完成多少噸？現(xiàn)鼓風(fēng)爐冰銅平均品位為40％，轉(zhuǎn)爐直收率為94％，粗銅品位99.3%，問現(xiàn)需要多少冰銅才能完成全年生產(chǎn)任務(wù)？解：第四季度需要完成27000－20000＝7000(噸)每日完成7000÷92=76.08(噸)要完成全年生產(chǎn)任務(wù)需要40％的冰銅7000×99.3%÷(40%×94%)=18487(噸)6、一天進入轉(zhuǎn)爐冰銅量是240噸，冰銅品位為35%，假定這臺轉(zhuǎn)爐直收率為92%,且產(chǎn)品粗銅為99.4%，計算這臺轉(zhuǎn)爐能生產(chǎn)粗銅多少？解：240×35%×92%÷99.4%=77.74(噸)9.6閃速吹煉爐（一）介紹典型的黃銅礦精礦的冶煉一般分為兩個步驟：精礦熔煉產(chǎn)出銅锍，銅锍吹煉產(chǎn)出粗銅。美國肯尼柯特公司出于對環(huán)境的考慮和經(jīng)濟的壓力，于1979年開始研究取代PS轉(zhuǎn)爐的工藝方案，提出了固體銅锍氧氣吹煉工藝，簡稱SMOC（SolidMatteOxygenConverting），應(yīng)用高濃度富氧空氣由固態(tài)高品位銅锍連續(xù)、自熱地生產(chǎn)粗銅。因固體銅锍磨細后在奧托昆普閃速爐內(nèi)進行吹煉，故稱閃速吹煉。（二）工藝流程閃速吹煉工藝原則流程見圖8.6。精礦首先在熔煉爐（閃速爐或其它熔煉爐）中熔煉而獲得銅锍。放出的銅锍進行高壓水碎，爾后進行磨細、干燥。細粒銅锍在閃速吹煉爐（奧托昆普閃速爐）內(nèi)用純氧或富氧空氣吹煉成粗銅，產(chǎn)出的少量爐渣返回熔煉爐回收銅（也可以采用選礦或電爐貧化等）。高濃度SO2煙氣連續(xù)通過冷卻和收塵工序，然后送到制酸車間生產(chǎn)硫酸或液態(tài)SO2。圖8.6閃速吹煉工藝流程圖

1、閃速吹煉中金屬銅的生成閃速吹煉和閃速熔煉不同，進入閃速吹煉爐內(nèi)的硫幾乎全部被氧化，只有少量的硫分散于粗銅和爐渣中。在反應(yīng)塔內(nèi)的閃速反應(yīng)中僅有少量的金屬銅（不到10%）生成，而大部分金屬銅是在沉淀池的渣相反應(yīng)層中由過氧化粒子與欠氧化的銅的硫化物發(fā)生反應(yīng)而形成的，同時釋放出大量的SO2，這些反應(yīng)可以簡單地表示為：Cu2S+2（Cu2O）=6Cu+SO2（g）Cu2S+2（Fe3O4）=2Cu+6（FeO）+SO2（g）

氧化鐵進入渣相，渣相也含一些氧化銅。閃速吹煉可以有兩種不同方式熔煉粗銅：兩層操作和三層操作，如圖8.7所示。兩層操作意謂著沉淀池中沒有白銅锍相?？梢愿淖冄鮿莼蜓趸潭龋勾帚~含硫大約為0～1%。爐渣含銅也隨氧勢而變化，當粗銅含硫為0.85～1%時，對于硅酸鐵爐渣，渣含銅大約為15%，而且含硫越低，渣含銅越高。三層操作時沉淀池中的銅與渣之間是白銅锍相。白銅锍相并不一定要是一個連續(xù)層，而只要有一個白銅锍相就足夠了，可以通過渣成分（渣含銅）的穩(wěn)定與否來判斷。白銅锍相可以穩(wěn)定粗銅含硫和爐渣含銅，使銅最大限度地進入粗銅。

圖8.7兩層、三層操作示意圖

2、反應(yīng)塔中銅锍氧化反應(yīng)的特點1）磨細的銅锍受熱后發(fā)生著火反應(yīng)，但由于不會析出單體硫，因而其著火溫度比黃銅礦高。2）銅锍粒子著火后，由于氧濃度高，而且反應(yīng)粒子完全熔化，因而氧化非常激烈。3）閃速吹煉中氣相氧濃高有利于銅锍粒子的分裂。4）懸浮體中顆粒之間會發(fā)生碰撞使小粒子變成大粒子。5）熔劑粒子不會燃燒，因而不會有硫化物粒子一樣的高溫。因此熔劑的熔化及與FeO的造渣反應(yīng)要到沉淀池的渣面上才發(fā)生。但由于燃燒的硫化物粒子中有脈石成分，而且由于粒子間的碰撞，在反應(yīng)塔的下落中也發(fā)生了一些預(yù)造渣反應(yīng)。3、閃速吹煉的熱平衡

閃速吹煉工藝將液態(tài)銅锍水碎，盡管損失了銅锍的顯熱，但處理固態(tài)銅锍卻使得應(yīng)用氧氣（或高濃度富氧空氣）吹煉成為可能。P·S轉(zhuǎn)爐吹煉中液態(tài)銅锍所帶入的顯熱幾乎全部消耗于加熱氮氣，而且由于大量氮氣的存在，煙氣量大大增加，對排煙系統(tǒng)和酸廠的影響很大。而在閃速吹煉中，高品位銅锍吹煉的反應(yīng)熱全部用于加熱必要的冶煉產(chǎn)物，并補償爐子的熱損失。

4、雜質(zhì)元素的行為1）銅锍品位對雜質(zhì)元素行為的影響：銅锍品位對閃速吹煉中除雜質(zhì)能力的影響，隨著銅锍品位的提高，As、Sb、Bi、Pb向氣相的揮發(fā)減少，而入渣的量更少。2）工藝空氣氧濃的影響：As、Pb的揮發(fā)隨氧濃的提高而提高，Bi、Sb則相反。3）沉淀池溫度的影響：降低溫度更有利于雜質(zhì)進入爐渣。4）渣型對雜質(zhì)元素行為的影響：

鐵酸鈣渣除As、Sb比硅酸鐵渣更有效，而硅酸鐵渣除Pb的能力強得多，兩種渣除Bi的能力相當。5）工藝流程對除雜的影響閃速吹煉對雜質(zhì)的排除能力與轉(zhuǎn)爐吹煉差不多，有些情況下甚至更好。特別是當控制粗銅含硫量較低時，或使用鐵酸鹽渣型，則雜質(zhì)的脫除更為徹底。5、閃速吹煉渣型的選擇閃速吹煉中，由于原料是銅锍，不含脈石礦物，因而其成分對FeO熔劑的選擇沒有限制。閃速吹煉可以選擇硅酸鹽渣系，也可以選擇鐵酸鹽鈣質(zhì)爐渣。1）渣含銅閃速吹煉中粗銅含S越低，氧化氣氛越強，渣含銅越高。在粗銅含硫相同時，鐵酸鈣爐渣含銅比硅酸鐵爐渣含銅低；粗銅含硫越低，渣含銅越高。渣型對渣含銅及銅的直收率的影響可見,使用鐵酸鈣渣型,銅的直收率更高。銅锍品位對銅入粗銅的直收率、閃速吹煉的渣量和粗銅量的影響。當锍品位≥70%時，盡管渣含銅很高（15～20%Cu），粗銅中銅的直收率仍然很高（>94～97%），這是因為高品位銅锍閃速吹煉的渣量很小。2）Fe3O4在爐渣中的溶解度1300℃下鐵酸鈣渣比硅酸鐵渣溶解Fe3O4的能力大得多。閃速吹煉渣中（鐵酸鈣渣或硅酸鐵渣）有相當數(shù)量的Cu2O存在，實際上充當了Fe3O4的熔劑，阻止Fe3O4從爐渣中析出。對于硅酸鐵渣，只要維持足夠高的溫度（>1300℃），將SiO2調(diào)到合適的水平上，就不會有Fe3O4的析出；而對于鐵酸鈣渣，只要CaO含量合適，即使在極度氧化熔煉條件下也不會有Fe3O4的析出。3）SiO2在鐵酸鈣渣中的溶解度鐵酸鈣渣溶解SiO2的能力很低。熔融FeO-Fe2O3-CaO渣（1300℃，20%CaO）僅能溶解5%的SiO2，超過此值就有Ca2SiO4析出（熔點2130℃），使爐渣粘度大大提高。閃速吹煉中磨細的銅锍爐料不含SiO2，所以用石灰石作熔劑不會有Ca2SiO4的析出。但熔煉排放的銅锍不得夾渣，否則將嚴重影響閃速吹煉作業(yè)。4）閃速吹煉爐渣成分的選擇對于銅锍品位大于70%的閃速吹煉，采用硅酸鹽爐渣和鐵酸鹽爐渣，銅的直收率，渣量接近。鐵酸鈣閃速吹煉渣返回熔煉爐（閃速爐）處理回收銅，不會影響熔煉渣的性質(zhì)。世界第一臺閃速吹煉爐（猶他冶煉廠）采用鐵酸鹽渣型。在原料雜質(zhì)含量低的情況下，采用硅酸鹽渣型，也是可行的。6、熔煉銅锍品位的選擇從低品位的反射爐銅锍或電爐銅锍到含銅80%的白銅锍，閃速吹煉都可以處理，產(chǎn)出粗銅。但是，為了減少渣量