造锍熔煉的原料造锍熔煉的原料造锍物料主要包括硫化精礦和造渣用的熔劑。對(duì)于銅的造锍熔煉，熔煉的物料包括銅精礦或經(jīng)過(guò)焙燒以后的銅焙砂以及造渣熔劑。經(jīng)過(guò)造锍熔煉，物料中除了硫氧化為SO2從煙氣中排出以外，其他元素有少量被揮發(fā)，大部分則分別進(jìn)入冰銅和爐渣兩種產(chǎn)物中。硫化精礦銅造锍熔煉所用的精礦及產(chǎn)物的成分（%）工廠及熔煉方法精礦成分冰銅成分爐渣成分CuFeSCuFeSCuSiO?FeCaO大冶反射爐熔煉16.4432.0439.1019~2843~4925~25.50.25~0.4535~4230~409~13白銀法煉銅10~1629~3533~3732.8333.8525.060.5033.9710.58哈賈瓦爾塔閃速熔煉21.930.332.064.110.621.51.526.644.4貴溪閃速熔煉14.332.734.24526.423.80.832.737.6直島三菱法連續(xù)煉銅26.725.228.565.79.221.90.532.337.17.8各種锍產(chǎn)物的成分（%）產(chǎn)

物CuNiPbFeSZnSb銅冰鎳4.09.4—54.224.7——冰鎳—15~18—60~6316~20——鉛锍40.0—16.07.019.33.5—銻锍———5020—5造锍熔煉過(guò)程機(jī)理造锍熔煉屬于氧化熔煉，精礦中的FeS被部分氧化，產(chǎn)生了SO?煙氣，氧化得到的FeO與

SiO2等脈石成分造渣，沒(méi)有被氧化的FeS則與高溫下穩(wěn)定的Cu2S結(jié)合形成冰銅。除了銅精礦的造锍熔煉以外，鎳的熔煉也采用這種過(guò)程產(chǎn)出冰鎳或銅冰鎳。在鉛的還原熔煉過(guò)程中如果原料含銅高，也有可能產(chǎn)出鉛锍。硫化銻精礦的鼓風(fēng)爐揮發(fā)熔煉也會(huì)產(chǎn)生銻锍。造锍熔煉的原料造锍熔煉得到的主要產(chǎn)物锍(冰銅、冰鎳或銅冰鎳等)，一般要經(jīng)過(guò)吹煉過(guò)程，使其進(jìn)一步氧化及其他處理步驟才能得到金屬。吹煉仍然是MS的氧化，使鐵完全氧化造渣，硫完全氧化得SO2煙氣。 因此，有色金屬的硫化物熔煉實(shí)質(zhì)是MS礦物的氧化熔煉過(guò)程。在熔煉高溫(1473~1573K)

下，產(chǎn)出液態(tài)金屬、液態(tài)爐渣和SO2煙氣。造锍熔煉的基本原理（一）C

A

T

A

L

O

G

U

E主要物理化學(xué)變化造锍熔煉過(guò)程的主要物理化學(xué)變化為：水分蒸發(fā)高價(jià)硫化物分解硫化物直接氧化造锍反應(yīng)造渣反應(yīng)水分蒸發(fā)目前除閃速熔煉、三菱法等處理干精礦外，其他方法的入爐精礦，水分都較高(6%~14%)。這些精礦進(jìn)入高溫區(qū)后，礦中的水分將迅速揮發(fā)，進(jìn)入煙氣。高價(jià)硫化物分解銅精礦中高價(jià)硫化物主要有黃鐵礦（FeS2）和黃銅礦（CuFeS2），它們?cè)跔t中將按如下反應(yīng)式分解：2FeS2→2FeS+S22CuFeS2→Cu2S+2FeS+1/2S2在中性或還原性氣氛中，F(xiàn)eS2

于300℃以上分解，CuFeS2于550℃以上分解；在大氣中，F(xiàn)eS2于565℃開(kāi)始分解。分解產(chǎn)出的Cu2S和

FeS將繼續(xù)氧化或形成銅锍，分解出的S2將繼續(xù)氧化成SO2進(jìn)入煙氣中：S2+2O2→2SO2硫化物直接氧化在現(xiàn)代強(qiáng)化熔煉中，爐料往往很快進(jìn)入高溫強(qiáng)氧化氣氛中，所以高價(jià)硫化物除發(fā)生分解外，還可能被直接氧化，具體反應(yīng)如下：2CuFeS2+5/2O2=Cu2S·FeS+FeO+2SO22FeS2+11/2O2=Fe2O3+4SO23FeS2+8O2=Fe3O4+6SO22CuS+O2=Cu2S+SO22Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2在高氧勢(shì)下，F(xiàn)eO可繼續(xù)氧化成Fe3O4：3FeO+1/2O2=Fe3O4造锍反應(yīng)上述反應(yīng)產(chǎn)生的FeS和Cu2O在高溫下將發(fā)生下列反應(yīng)：FeS+Cu2O=FeO+Cu2S一般說(shuō)來(lái)，在熔煉爐中只要有FeS存在，Cu2O就會(huì)變成Cu2S，進(jìn)而與FeS形成锍。這是因?yàn)镕e和O2的親和力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Cu和O2的親和力，而Fe和S2的親和力又小于Cu和S2的親和力。造渣反應(yīng)爐料中產(chǎn)生的FeO在有SiO2存在時(shí)，將按下式反應(yīng)形成鐵橄欖石爐渣：2FeO+SiO2=(2FeO·SiO2)此外，爐內(nèi)的Fe3O4在高溫下也能與FeS和SiO2作用生成爐渣。FeS+3Fe3O4+5SiO2=5(2FeO·SiO2)+SO2銅熔煉有關(guān)反應(yīng)的ΔGθ-T圖（化學(xué)熱力學(xué)探討）一定條件下，哪些反應(yīng)可以進(jìn)行，哪些反應(yīng)不能進(jìn)行？反應(yīng)能進(jìn)行到什么程度？反應(yīng)在進(jìn)行過(guò)程中有無(wú)熱量的變化（吸熱/放熱）改變條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)有什么影響？化學(xué)熱力學(xué)就是研究化學(xué)反應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化、化學(xué)反應(yīng)的方向和限度，以及外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向和限度的影響的科學(xué)。銅熔煉有關(guān)反應(yīng)的ΔGθ-T圖熱力學(xué)中反應(yīng)的吉布斯標(biāo)準(zhǔn)自由能變化是等溫、等壓下過(guò)程能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)。若△G<0，過(guò)程向右自發(fā)進(jìn)行；若△G>0，過(guò)程不可能自發(fā)進(jìn)行；若△G=0，過(guò)程達(dá)到平衡狀態(tài)。實(shí)際冶金反應(yīng)多在等溫、等壓下進(jìn)行，所以討論△G極為重要。銅熔煉有關(guān)反應(yīng)的ΔGθ-T圖設(shè)反應(yīng)為：aA+bB=dD+hH則反應(yīng)的吉布斯自由能變化與溫度存在下列關(guān)系：p

G

G

G（等溫方程式）（2-1）式中p

G

RT

ln

K

D H

pA BP

dP

a

P

hK

P

b（平衡常數(shù)表達(dá)式）

D H AB

Gp

RTlnJ

pP'd

P'

hJ

p

P'a

P'

b（壓力商表達(dá)式）銅熔煉有關(guān)反應(yīng)的ΔGθ-T圖△G為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化，即反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行時(shí)的自由能變化。所謂標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，在熱力學(xué)中定義為：反應(yīng)體系中原始物（A和B）和產(chǎn)物（D和H）的分壓各為101kPa的情況。在此狀態(tài)下 ，1從而有所以 ???=????

1=

0??=???=?

?????（2-2）或???=?

??????在恒溫下，Kp是一個(gè)定值。銅熔煉有關(guān)反應(yīng)的ΔGθ-T圖等溫方程將恒溫下反應(yīng)的自由能變化與反應(yīng)的平衡常數(shù)，以及實(shí)際階段體系中各物質(zhì)的分壓聯(lián)系了起來(lái)，根據(jù)反應(yīng)的Kp和Jp值對(duì)比就可判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向：若Jp<Kp，則△G<0，反應(yīng)自發(fā)向右進(jìn)行；Jp>Kp，則△G>0，反應(yīng)不能自發(fā)向右進(jìn)行；Jp=Kp，則△G=0，反應(yīng)向左和向右進(jìn)行的速度相等，即反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)。要想使化學(xué)反應(yīng)向右進(jìn)行，可以采取以下措施：①減小產(chǎn)物分壓或增大反應(yīng)物分壓，使Jp<Kp；②改變溫度，使Kp值增大，從而使Jp<Kp。當(dāng)然也可同時(shí)采用這兩種措施，使Jp<Kp。當(dāng)然也可同時(shí)采用這兩種措施，使Jp<Kp<0。銅熔煉有關(guān)反應(yīng)的ΔGθ-T圖由圖可以看出，有關(guān)造锍熔煉反應(yīng)，例如FeS氧化成FeO、Fe3O4；Cu2S氧化成Cu2O；以及Cu2O+FeS=Cu2S+FeO等反應(yīng)向右進(jìn)行的趨勢(shì)大??；有關(guān)銅锍吹煉過(guò)程中Cu2S+2Cu2O=6Cu+SO2，Cu2S+O2=2Cu+SO2向右進(jìn)行的趨勢(shì)大??；有關(guān)SO2被C，CO還原制取元素硫的趨勢(shì)；有關(guān)FeS還原Fe3O4的困難程度等。銅熔煉有關(guān)反應(yīng)的ΔGθ-T圖造锍熔煉的基本原理（二）C

A

T

A

L

O

G

U

EM-S-O系化學(xué)勢(shì)圖M-S-O系化學(xué)勢(shì)圖為坐標(biāo)的M-S-O系平衡狀態(tài)圖，亦稱為硫勢(shì)氧勢(shì)圖。2在硫化物冶金過(guò)程中，當(dāng)M-S-O系達(dá)到平衡時(shí)，各相中氧的化學(xué)勢(shì)必須相等。在一定的溫度下氧勢(shì)與氣相中氧的平衡分壓的對(duì)數(shù)成正比，M-S-O系平衡時(shí)的硫勢(shì)是與氣相中硫的平衡分壓的對(duì)數(shù)

成正比。在一定的溫度下，當(dāng)M-S-O系平衡時(shí)，氣相和凝聚相中各組分的穩(wěn)定性與其化學(xué)勢(shì)有關(guān)，也就是說(shuō)與氣相中的氧勢(shì)（

ln

pO）和硫勢(shì)2 2 2O）有關(guān)于是可以作出以ln

pS（ln

pS

ln

pM-S-O系化學(xué)勢(shì)圖在一定的溫度下M-S-O系以表示的化學(xué)勢(shì)圖如圖2-2所示，圖上的每一條線表示一平衡反應(yīng)的平衡條件，如2線表示下面的平衡反應(yīng)式：M-S-O系化學(xué)勢(shì)圖圖上的每一區(qū)域表示體系中各物相的熱力學(xué)穩(wěn)定區(qū)，如1線和2線與橫軸、縱軸所包圍的區(qū)域是M-S-O系中M相穩(wěn)定存在的區(qū)域；1，2，3線相交的a點(diǎn)是

MS、M、MO三凝聚相共存的不變點(diǎn)。平衡狀態(tài)圖的坐標(biāo)，根據(jù)需要可以用SO2

和SO3

的分壓或者PH2S/PH2的比值來(lái)代替S2分壓，也可用Pco2/Pco或PH2O/PH2的比值來(lái)代替O2的分壓。當(dāng)有兩種以上的金屬硫化物同時(shí)參與同類反應(yīng)時(shí)，便可將其疊加成四元系，如Cu-Fe-S-O系、Cu-Ni-S-O

系等。銅熔煉硫勢(shì)-氧勢(shì)圖銅熔煉硫勢(shì)-氧勢(shì)圖圖2-3中pqrstp區(qū)為锍、爐渣和爐氣平衡共存區(qū)，斜線pt為PSO2=105Pa的等壓線，它是造锍熔煉中的SO? 分壓的極限值，rq線是造锍熔煉中的SO2分壓的最小值，即PSO2

=0.1Pa。當(dāng)進(jìn)行空氣熔煉時(shí),

Pso2約為104Pa，硫化銅精礦氧化過(guò)程可視為沿ABCD線進(jìn)行，即爐氣中Pso2恒定，但Po2

逐漸升高，Ps2逐漸降低。A點(diǎn)是造锍熔煉的起點(diǎn)，從理論上講，在A點(diǎn)處,锍的品位為零，隨著爐中氧勢(shì)升高，硫勢(shì)降低，锍的品位升高，當(dāng)過(guò)程進(jìn)行到B點(diǎn)位置時(shí)，锍的品位升高到70%，顯然AB

段即為造锍階段。從圖中可看出，在AB段，爐中氧勢(shì)升高幅度雖然不太大，但锍的品位升高幅度大。銅熔煉硫勢(shì)-氧勢(shì)圖從B點(diǎn)開(kāi)始，隨著氧勢(shì)的繼續(xù)升高，锍的品位雖然也升高，但升高的幅度不大，可以認(rèn)為從B點(diǎn)開(kāi)始過(guò)程轉(zhuǎn)入锍吹煉第二周期（造銅期）；當(dāng)氧勢(shì)升高到

C點(diǎn)時(shí)，爐中開(kāi)始產(chǎn)出金屬銅，這時(shí)粗銅、锍、爐渣和煙氣四相共存，直到锍全部轉(zhuǎn)為金屬銅，即造銅期結(jié)束；當(dāng)氧勢(shì)進(jìn)一步升高時(shí)，超過(guò)C點(diǎn)，過(guò)程進(jìn)入粗銅火法精煉的氧化期。由此可見(jiàn)，ABCD這條直線能表示從銅精礦到精銅的全過(guò)程。銅熔煉硫勢(shì)-氧勢(shì)圖圖中的st線相當(dāng)于鐵硅酸鹽爐渣為SiO2和Fe3O4所飽和，其中aFeO為0.31。高于此線，鐵硅酸鹽爐渣不再是穩(wěn)定的，便會(huì)析出固體的Fe3O4。qr線表示銅锍、爐渣與SiO2和γ-Fe的平衡，相當(dāng)于造锍熔煉的極限情況，是在低的Ps2

，Po2

和Pso2還原條件下進(jìn)行的，可以看作是爐渣的貧化過(guò)程。rs線表示Cu2S脫硫轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)銅，即銅锍的吹煉階段，渣層上氧壓的變化范圍很大，從與γ-Fe平衡的r點(diǎn)變化到s點(diǎn)的，同時(shí)渣中飽和了Fe3O4。銅熔煉硫勢(shì)-氧勢(shì)圖應(yīng)用圖2-3所示的氧勢(shì)-硫勢(shì)圖來(lái)分析銅熔煉過(guò)程的熱力學(xué)是簡(jiǎn)明的，但是用它來(lái)分析一些實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)象時(shí)也遇到了一些難以說(shuō)清楚的問(wèn)題。例如各煉銅廠進(jìn)行熔煉時(shí)，雖然硫的分壓變化很大，而產(chǎn)出的銅锍品位相同，其中硫含量應(yīng)該不同，但在生產(chǎn)實(shí)際中，硫含量差別不大。又如圖2-3表示當(dāng)氧勢(shì)相同時(shí)，可以產(chǎn)出不同品位的锍，這就意味著產(chǎn)出的平衡爐渣相中Fe3O4含量相同時(shí)，可以產(chǎn)出相同品位的锍；可是生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，锍的品位不同時(shí)，渣中Fe3O4的量也不同。造锍熔煉產(chǎn)物（一）造锍熔煉產(chǎn)物造锍熔煉主要有四種產(chǎn)物：銅锍爐渣煙塵煙氣銅锍的形成及其特性(2-3)在高溫熔煉條件下造锍反應(yīng)可表示如下：[FeS]+(Cu2O)=(FeO)+[Cu2S]ΔGθ=-144750+13.05T(J)K

(

FeO

)

[Cu2

S

]

[

FeS]

(CuO

)2該反應(yīng)在1250℃時(shí)的lgK為9.86，說(shuō)明反應(yīng)在熔煉溫度下急劇地向右進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，

只要體系中有Fe

S存在，Cu2O就將轉(zhuǎn)變?yōu)镃u2S，而Cu2S和FeS便會(huì)互溶形成銅锍兩者的相平衡關(guān)系如圖2-5所示。該二元系在熔煉高溫下（1200℃），兩種硫化物均為液相，完全互溶為均質(zhì)溶液，并且是穩(wěn)定的，不會(huì)進(jìn)一步分解。M-S-O系化學(xué)勢(shì)圖FeS能與許多金屬硫化物形成共熔體的重疊液相線，其簡(jiǎn)圖如圖2-6所示。FeS-MS共熔的這種特性，就是重金屬礦物原料造锍熔煉的重要依據(jù)。銅锍的形成及其特性銅锍主要組成是Cu、Fe、S，其三元系的狀態(tài)圖如圖2-7所示。在Cu-Fe-S三元系中可以形成CuS，F(xiàn)eS

或

CuFeS2等,

所有這些高價(jià)硫化物在造锍熔煉高溫（1200~1300℃）下都會(huì)分解，而穩(wěn)定存在的只有低價(jià)硫化物Cu2S與Fe2S。所以在Cu-Fe-S三元系狀態(tài)圖中，位于

Cu、S、FeS連線以上的區(qū)域，對(duì)于銅精礦造锍熔煉是沒(méi)有意義的。因此，

銅锍的理論組成只會(huì)在Cu2S、FeS連線上變化，即銅锍中Cu、Fe、S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化可在連線上確定。銅锍的形成及其特性工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)出的銅锍中溶解有鐵的氧化物，銅锍中部分硫會(huì)被氧取代，故工業(yè)銅锍中硫的含量應(yīng)低于Cu2S-FeS連線上的理論硫含量，如圖中的A點(diǎn)，此點(diǎn)可作為反射爐熔煉產(chǎn)出低品位銅锍的組成。當(dāng)閃速熔煉產(chǎn)出品位為50%的銅锍時(shí)，銅锍中的FeS大部分被氧化造渣，則銅锍組成會(huì)向B點(diǎn)變化，F(xiàn)eS繼續(xù)被氧化，銅锍品位可提高到C點(diǎn)（Cu65%）,以至D點(diǎn)（Cu75%），當(dāng)D點(diǎn)銅锍進(jìn)一步氧化脫硫至E點(diǎn)便會(huì)產(chǎn)出粗銅來(lái)。銅锍的形成及其特性各種品位的銅锍吹煉是沿著A—B—C—D—E的途徑，使銅锍中的FeS優(yōu)先氧化后形成硅酸鹽爐渣，這一自發(fā)反應(yīng)為：反應(yīng)的進(jìn)行并不會(huì)使Cu2S氧化，只有當(dāng)锍中FeS含量很少，接近E白銅锍組成時(shí)，銅才會(huì)被大量氧化。銅锍的形成及其特性銅锍是金屬硫化物的共熔體，工業(yè)產(chǎn)出的銅锍主要成分除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，一般認(rèn)為熔融銅锍中的Cu、Pb、Zn、Ni等重有色金屬是以硫化物形態(tài)存在，而Fe除以FeS存在外，還以FeO、Fe3O4形態(tài)存在。銅锍的形成及其特性煉銅方法化學(xué)組成w/%廠

名CuFeSPbZnFe3O4密閉鼓風(fēng)爐富氧空氣41.5728.6623.79金昌普通空氣25~3036~4022~24沈冶奧托昆普58.6411~1821

~220.3~0.80.28~1.40.1(Bi)貴冶52.4619.8122.370.230.01

(Bi)—金隆閃速熔煉66~708.021.0—哈亞瓦爾塔52.5518.6623.460.31.8——東予部分煉銅方法生產(chǎn)的銅锍的化學(xué)組成銅锍的形成及其特性部分煉銅方法生產(chǎn)的銅锍的化學(xué)組成煉銅方法化學(xué)組成w/%廠

名CuFeSPbZnFe3O4諾蘭達(dá)熔煉69.846.0821.070.640.28大冶64.707.823.002.801.20霍恩白銀法50~5417~1922~241.4~2.0白銀瓦紐柯夫法41~5525~1423

~2445~5.2(Ni)諾利爾斯克澳斯麥特法44.523.623.83.2侯馬41~6729~1221~24艾薩法50.5718.7623.920.03

(Ni)0.16(As)云銅三菱法65.79.221.9直島銅锍的形成及其特性統(tǒng)計(jì)表明，銅锍中Cu+Fe+S+Ni+Pb+Zn的總量占銅锍總量的95%~98%。隨著銅锍品位的不同，銅锍的斷面組織、顏色、光澤和硬度也發(fā)生變化（見(jiàn)表2-5）。表2-5不同品位的銅锍斷面性質(zhì)銅锍品位/%顏

色組

織光

澤硬

度25暗灰色堅(jiān)實(shí)無(wú)光澤硬30~40淡紅色粒狀無(wú)光澤稍硬40~50青黃色粒柱狀無(wú)光澤50~70淡青色柱狀無(wú)光澤70

以上青白色貝殼狀金屬光澤銅锍的一些物理性質(zhì)熔點(diǎn)950~1130℃（Cu30%，1050℃；Cu50%，1000℃；Cu80%,

1130℃）比熱容0.586~0.628J/(g·℃)熔化熱125.6J/g（Cu2S58.2%）；117J/g（Cu2S

32%）熱焓0.93MJ/kg（Cu60%，1300℃）銅锍的一些物理性質(zhì)約0.004Pa·s黏度表面張力約為330×10-3N/m

(Cu

53.3%,1200~1300℃)電導(dǎo)率（3.2~4.5）

×102（???）?1（??51.9,1100~1400℃）銅锍的一些物理性質(zhì)銅锍品位/%3040507080粗銅（98.3）密度/g·m-320℃4.964.995.055.465.778.611200℃4.134.284.444.935.227.87系銅锍與2FeO·SiO2熔體間的界面張力約為0.02~0.06N/m，其值很小，故銅锍易懸浮于熔渣中。銅锍的密度與品位、溫度關(guān)系銅锍的一些物理性質(zhì)銅锍除上述性質(zhì)外，還有兩個(gè)特別突出的性質(zhì)，一是對(duì)貴金屬有良好的捕集作用；二是熔融銅锍遇潮會(huì)爆炸。銅锍對(duì)貴金屬的捕集主要是由于銅锍中的Cu2S和FeS對(duì)

Au、Ag都具有溶解作用。一般來(lái)說(shuō)，銅锍品位只要為10%左右，就可完全吸收Au、Ag，但研究也發(fā)現(xiàn)當(dāng)銅锍品位超過(guò)40%時(shí)，銅锍吸收Au、Ag的能力增長(zhǎng)不大。銅锍遇潮會(huì)爆炸，主要是發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：反應(yīng)產(chǎn)生的H2、H2S等氣體與O2作用很激烈，從而引起爆炸。在操作中，要特別注意防止銅锍爆炸。造锍熔煉產(chǎn)物（二）C

A

T

A

L

O

G

U

E爐渣的組成及其性質(zhì)造锍熔煉所產(chǎn)爐渣是爐料和燃料中各種氧化物相互熔融而成的共熔體，主要的氧化物是SiO2和FeO，其次是Ca

O、Al2

O3

和MgO。固態(tài)爐渣主要由2Fe

O.

Si

O2

、2

Ca

O.

Si

O

2

等硅酸鹽復(fù)雜分子組成。熔渣由各種離子（Na+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+、O2-、S2-、F-等)和SiO2等組成。爐渣的組成及其性質(zhì)熔煉方法化學(xué)成分w/%CuFeFe?

O?SiO?SAl?

O?CaOMgO密閉鼓風(fēng)爐0.4229—38—7.5110.74奧托昆普閃速爐(渣不貧化)1.544.411.826.61.6———奧托昆普閃速爐(渣貧化)0.7844.06—29.71.47.80.6—因科閃速爐0.944.010.833.01.14.721.731.61諾蘭達(dá)爐2.640.015.025.11.75.01.51.5瓦紐柯夫爐0.540.05.034.0—4.22.61.4白銀爐0.4535.03.1535.00.73.88.01.4特尼恩特爐4.643.020.026.50.8———艾薩爐0.736.616.5531.480.843.644.371.98澳斯麥特爐0.65347.531.02.87.55.0—三菱法熔煉爐0.6038.2—32.20.62.95.9—表2-7

典型造锍熔煉爐渣的化學(xué)組成爐渣的組成及其性質(zhì)FeO-SiO2-CaO系狀態(tài)圖如圖2-8所示。由圖可以確定某組成爐渣的熔化溫度。利用這些氧化物的共晶組成，可以得到熔點(diǎn)最低的爐渣組成。例如Fe

O-

Si

O

2

系中Fe2SiO4（鐵橄欖石）附近的熔點(diǎn)比較低，約1200℃。加入CaO后，熔點(diǎn)有所降低，降至圖2-8中的S-K點(diǎn)附近，熔化溫度降至1100℃左右。圖2-9

所示為1573K時(shí)FeO-Fe2

O3

-SiO2

系和FeO-Fe2O3-CaO系的液相區(qū)和等氧勢(shì)線。該圖表明，在1300℃下，實(shí)線表示的FeO-Fe3O4-CaO系液相區(qū)比虛線表示的FeO-Fe2O3-SiO2系液相區(qū)范圍要寬得多，可見(jiàn)FeO-Fe3O4-CaO系爐渣具有很大的容納鐵氧化物的能力，從而可避免高氧勢(shì)下Fe3O4帶來(lái)的麻煩問(wèn)題。爐渣的組成及其性質(zhì)熔煉過(guò)程都希望得到流動(dòng)性好即黏度小的爐渣。隨著爐渣中SiO2含量的增加，黏度也增加。因此應(yīng)加入堿性氧化物CaO及FeO等來(lái)破壞爐渣的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其黏度降低。圖2-10所示為1573K時(shí)FeO-CaO-SiO2系熔體的等黏度線。一般有色冶金爐渣的黏度在0.5Pa·s（5泊）以下時(shí)，便認(rèn)為是流動(dòng)性良好的爐渣，在1Pa·s（10泊）以上時(shí)，流動(dòng)性便很差。爐渣的組成及其性質(zhì)結(jié)合爐渣的熔點(diǎn)與黏度來(lái)分析，F(xiàn)eO-SiO2-2FeO-SiO2組成附近的爐渣具有較低的熔點(diǎn)和較小的黏度，在此基礎(chǔ)上增加過(guò)多的FeO量，雖可降低黏度，但熔點(diǎn)升高了，再提高SiO2的含量更是不利，不僅熔點(diǎn)升高，黏度也增大。爐渣的黏度隨固相成分的析出而顯著增大，所以應(yīng)調(diào)整爐渣的組分以得到低熔點(diǎn)的爐渣，使其在熔煉溫度下得到均一的熔體。添加氟化物（如CaF2）對(duì)降低黏度非常有效。MgO、ZnS在爐渣中的含量雖然不高，但也能升高熔點(diǎn)，增大黏度。少量的ZnO和FeO（Fe3O4）存在降低黏度的趨勢(shì)，過(guò)多的含量則會(huì)顯著提高黏度。爐渣的組成及其性質(zhì)爐渣的酸堿性過(guò)去多用硅酸度表示，它的含義是：爐渣硅酸度

=

渣中酸性氧化物中氧的質(zhì)量和渣中堿性氧化物中氧的質(zhì)量和考慮造锍熔煉爐渣中的主要酸性氧化物是SiO2，所以，硅酸度的計(jì)算方式也可表示如下：硅酸度

=?(?)???2?(?)???+???+???為了方便，工廠常用硅鐵比（SiO2/FeO）來(lái)反映爐渣的酸堿性：硅鐵比

=

渣中???2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)渣中???的質(zhì)量分?jǐn)?shù)爐渣的組成及其性質(zhì)硅鐵比越高，表示渣的酸性越強(qiáng)。近年來(lái)，國(guó)外許多冶金學(xué)家認(rèn)為不能只考慮實(shí)際Al2O3也應(yīng)歸入酸性氧化物，所以建議用堿度來(lái)表示爐渣的酸堿性。爐渣的堿度計(jì)算式如下：?渣的堿度（?

）

=?(???)+?1?(???)+?2?(???)+?(??3?4)?(???2)+

?1?(??2?3)式中，w（FeO），w（CaO）等是渣中各氧化物的含量%；a1，b1等是各氧化物的系數(shù)。在工廠中常把CaO、MgO等分別簡(jiǎn)化為FeO和SiO2，則堿度簡(jiǎn)化為鐵硅比：

Fe/SiO2比（或FeO/SiO2比），該比值是銅冶金爐渣性質(zhì)的重要參數(shù)。KV=1的渣稱為中性渣；KV>1的渣稱堿性渣；KV<1的渣稱為酸性渣。爐渣的組成及其性質(zhì)在1200~1300℃下，

堿度KV>1.5時(shí)，工業(yè)爐渣黏度都低于0.2Pa·s

(見(jiàn)圖2-11)。爐渣的組成及其性質(zhì)爐渣的電導(dǎo)率對(duì)電爐作業(yè)有很大的意義。爐渣的電導(dǎo)率與黏度有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，黏度小的爐渣具有良好的電導(dǎo)性。含F(xiàn)eO高的爐渣除了有離子傳導(dǎo)以外，還有電子傳導(dǎo)而具有很好的電導(dǎo)性。實(shí)測(cè)的熔锍-熔渣系的界面張力依銅品位而異，

在0

.

05

~

0

.

2

N/

m之間變化，

遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于銅-

渣系的界面張力（0.90N/m）。這表明熔锍易分散在熔渣中，這也就是爐渣中金屬損失的原因之一。爐渣的組成及其性質(zhì)爐渣的組成及其性質(zhì)爐渣成分的變化（即渣型變化），對(duì)爐渣的性質(zhì)有重要影響。爐渣成分及溫度對(duì)爐渣性質(zhì)的影響在一定渣成分范圍內(nèi)，表中箭頭表示提高某組分含量時(shí)，性質(zhì)升高（↑）或降低（↓）。在造锍熔煉中，爐渣的主要成分為FeO

和SiO2，銅锍的主要成分為Cu2S

和FeS。所以，當(dāng)爐渣與銅锍共存時(shí)，最重要的相間的關(guān)系為FeS-FeO-SiO2和Cu2S-FeS-FeO,

圖2-12所示為

FeS-FeO-SiO2三元系相圖（富FeO相）。從圖2-12中可看出，無(wú)SiO2存在時(shí),

FeO和FeS完全互溶，但當(dāng)加入SiO2時(shí)，均相溶液出現(xiàn)分層。隨著SiO2加入量的增多，兩相分層越顯著，當(dāng)SiO2達(dá)飽和時(shí)兩分層相達(dá)最大。SiO2飽和時(shí)，兩相的組成分別用A（渣相）和B（锍相）表示。爐渣-銅锍間的相平衡爐渣-銅锍間的相平衡表2-9列出了SiO2飽和時(shí)Fe-O-S系兩層液相的組成（1200℃）。由表2-9所列數(shù)據(jù)可知，當(dāng)渣中存在CaO或Al2O3時(shí)，將對(duì)FeO-FeS-SiO2系的互溶區(qū)平衡組成產(chǎn)生很大影響，它們的存在均能降低FeS在渣中的溶解度，實(shí)際上它們的存在也使其他硫化物在渣中的溶解度降低。所以，渣中含有一定量的CaO和Al2O3時(shí)，可改善爐渣與锍相的分離。表2-9SiO2飽和時(shí)Fe-O-S系兩層液相的組成（1200℃）體

系相組成/%FeO FeS SiO2 CaO Al2O3 Cu2SFeS-FeO-SiO2渣54.8217.9027.28锍27.4272.420.16FeS-FeO-SiO2+CaO渣46.728.8437.806.64锍28.4669.392.15FeS-FeO-SiO2+Al2O3渣50.057.6636.355.94锍27.5472.150.31Cu2S-FeS-FeO-SiO2渣57.737.5933.830.85锍14.9254.690.2530.14爐渣锍相平衡共存時(shí)之所以互不相溶，從結(jié)構(gòu)上講是因?yàn)闋t渣主要是硅酸鹽聚合的陰離子，其鍵力很強(qiáng)；而锍相保留明顯的共價(jià)鍵，兩者差異甚大，從而為互不相溶創(chuàng)造了條件。向硅酸鐵渣系中加入少量CaO或Al2O3時(shí)，它們也幾乎完全與渣相聚合，因此，它們的存在使渣相與锍相的不溶性加強(qiáng)。爐渣-銅锍間的相平衡表2-9

SiO2飽和時(shí)

Fe-O-S系兩層液相的組成（1200℃）體

系相組成/%FeO FeS SiO2 CaO Al2O3 Cu2SFeS-FeO-SiO2渣54.8217.9027.28锍27.4272.420.16FeS-FeO-SiO2+CaO渣46.728.8437.806.64锍28.4669.392.15FeS-FeO-SiO2+Al2O3渣50.057.6636.355.94锍27.5472.150.31Cu2S-FeS-FeO-SiO2渣57.737.5933.830.85锍14.9254.690.2530.14造锍熔煉產(chǎn)物（三）C

A

T

A

L

O

G

U

E渣銅損失火法煉銅生產(chǎn)過(guò)程的銅損失分為兩方面：一是隨煙氣帶走；二是隨渣損失。隨煙氣帶走的銅經(jīng)過(guò)收塵系統(tǒng)，可以回收98%~99%，最終隨煙氣損失的銅約占加入銅量的1%。隨渣損失的銅是主要的，廢渣含銅為0.2%~0.5%，個(gè)別高達(dá)1%。渣銅損失的形態(tài)有兩種：一種是機(jī)械夾雜在渣中的冰銅粒子；一種是化學(xué)溶解在渣中的銅。延長(zhǎng)熔煉過(guò)程放出的熔體澄清時(shí)間，降低爐渣的黏度和密度，便可以減少渣中機(jī)械夾雜的冰銅粒子。爐渣的組成及其性質(zhì)雖然在低硫位和高氧位的條件下，爐渣中有一些中性銅原子和高價(jià)銅離子(Cu2+)

存在，但根據(jù)液態(tài)爐渣的離子理論，可以認(rèn)為化學(xué)溶解在渣中的銅是以一價(jià)銅離子（Cu+）的形態(tài)存在，這種爐渣具有一定氧化亞銅的活度，其平衡反應(yīng)為：2Cu++O2-=Cu2O(l) Cu++0.5O2-=CuO0.5(l)對(duì)于組成基本一定的爐渣，其中02-的濃度或活度也就基本一定，于是

Cu? 的濃度便正比于渣中銅的濃度。因此可推出渣中的銅含量為：銅含量=?(???2?)1/2=??????0.5這個(gè)關(guān)系已為許多實(shí)驗(yàn)證實(shí)。系數(shù)A被稱為爐渣的銅率，它與爐渣的組成有關(guān)。對(duì)于SiO2飽和的爐渣與液態(tài)銅或銅合金（不存在硫）平衡時(shí)，以前許多研究者在1473~1573K情況下的研究結(jié)果是一致的，銅率的平均值A(chǔ)=35±3。爐渣的組成及其性質(zhì)當(dāng)爐渣與冰銅平衡時(shí)，渣中acu2o為下列平衡式所約束：Cu2S(1)+FeO(1)=FeS(1)

+Cu2O(1) ?G?=128951?1.85T

(J)對(duì)

SiO2，飽和爐渣假定

????

=

0.2335，不同溫度下的???2?

為:1473K時(shí)，???2?

=

1.32

×10?5???2?/????1573K時(shí)，???2?

=

2.57

×10?5???2?/????取銅率A=35，求出渣中銅含量表示在圖2-13中。上述計(jì)算沒(méi)有考慮冰銅存在時(shí)爐渣中溶解有一些硫，而硫的存在會(huì)增加渣含銅，也就是說(shuō)會(huì)提高銅率A（與不含硫爐渣比較）。這是由于渣中的亞銅離子與硫離子強(qiáng)烈的相互反應(yīng)所致。因此，當(dāng)硫存在時(shí)，修正的銅率 ，式中A0為爐渣中不含硫時(shí)的銅率，K為常數(shù)。爐渣的組成及其性質(zhì)關(guān)于銅熔煉爐渣中的硫含量的數(shù)據(jù)較少，圖2-14所示的研究結(jié)果又有很大的差別，不過(guò)其總的趨勢(shì)是渣中的硫含量隨冰銅品位的升高而降低。當(dāng)爐渣與1-101KPaSO2平衡時(shí)（A~C線），其中的硫含量高于金屬飽和的爐渣（E~G線）。純的鐵硅酸鹽爐渣中的硫含量也比工業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)的含有

CaO、Al2O3等組分的爐渣高。造锍熔煉過(guò)程中Fe3O4的形成在較高氧位和較低溫度下，固體Fe3O4

便會(huì)從爐渣中析出。在固體Fe3O4、冰銅和爐渣三相之間的平衡關(guān)系，可用以下反應(yīng)式作為討論的基礎(chǔ)：3Fe3O4(s)+FeS(l)=10FeO(l)+SO2這一反應(yīng)式表明，在FeS的活度較大、FeO的活度較小以及SO2的分壓較低的條件下Fe3O4便可被還原而造渣。特別重要的是FeO的活度，因?yàn)槠胶獬?shù)是與其10次方成正比。而FeO的活度一般是加入SiO2來(lái)調(diào)整。所以在銅熔煉過(guò)程中，造SiO2高或SiO2接近于飽和的硅酸鹽爐渣是合適的。造锍熔煉過(guò)程中Fe3O4的形成在SiO2飽和與101kPaSO2壓力下，銅熔煉的相平衡關(guān)系如圖2-15所示。當(dāng)SiO2壓力低于101kPa時(shí),

Cu-Cu2S的平衡線以及冰銅的FeS的活度曲線，將向低氧位方向移動(dòng)。當(dāng)熔煉在SiO2不飽和的爐渣下進(jìn)行時(shí)，F(xiàn)e3O4析出的曲線將向高溫方向移動(dòng)。在低氧位下，析出的Fe3O4是較純的，當(dāng)氧位提高以后，特別是有金屬銅相平衡的條件下，析出的Fe3O4將含有大量的銅，即析出了Cu2O.Fe2O3固相。造锍熔煉過(guò)程中Fe3O4的形成在锍的吹煉過(guò)程中，其中的FeS會(huì)優(yōu)先發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镕e

O，

由于氧壓的升高，

Fe

O會(huì)進(jìn)一步氧化為Fe3O4。發(fā)生的反應(yīng)為：造锍熔煉過(guò)程中Fe3O4的形成為了進(jìn)一步了解Fe3O4生成的條件，設(shè)吹煉下氣相中的PSO2≈20KPa，aFeO=0.4或0.5，可以作出aFeS與aFe3O4的關(guān)系圖（見(jiàn)圖2-16）。從圖2-16中可以看出：溫度降低，冰銅品位升高，爐渣中SiO2添加太少均有利于Fe3O4的生成。在造锍熔煉爐中锍的吹煉轉(zhuǎn)爐中，由于Fe3O4固相的析出，難熔結(jié)垢物的產(chǎn)生便是常見(jiàn)的現(xiàn)象。如反射爐爐底的積鐵、轉(zhuǎn)爐口和閃速爐上升煙道的結(jié)疤，爐渣的黏度增大和熔點(diǎn)升高、渣含銅升高等許多冶煉問(wèn)題，都可以采取上述措施通過(guò)降低Fe3O4的活度，來(lái)消除或減少許多故障。造锍熔煉過(guò)程中Fe3O4的形成圖2-16表明，當(dāng)冰銅品位提高到近于白冰銅（80%Cu）時(shí),

aFe3O4顯著升高。S-O化學(xué)位圖上也已表明，這是平衡氧壓顯著升高所致。常規(guī)熔煉方法中，造锍熔煉階段只產(chǎn)出含銅40%~60%的冰銅，最高不宜超過(guò)70%，這樣可以得到Fe3O4和銅含量均低的爐渣。在冰銅吹煉階段，由于氧壓顯著升高，進(jìn)入轉(zhuǎn)爐渣的銅和Fe3O4的含量就會(huì)顯著增加。造锍熔煉產(chǎn)物（四）造锍熔煉過(guò)程中雜質(zhì)的行為銅鎳原料進(jìn)行造锍熔煉時(shí)，除了鐵與硫以外,

其他伴生的元素還有Co、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Se、Te、Au、Ag和鉑族元素等，其中的貴金屬總是富集在銅鎳金屬相中，然后從電解精煉過(guò)程中來(lái)回收。其他的元素應(yīng)該在熔煉過(guò)程中，不同程度地或者揮發(fā)進(jìn)入氣相，或者以氧化物形態(tài)進(jìn)入爐渣。換句話說(shuō)，锍和金屬銅或鎳是Au、Ag等貴金屬的捕集劑；而爐渣則捕集了優(yōu)先氧化后的FeO、精礦和溶劑中的脈石（SiO2、Al2O3、CaO等）以及精礦中的少量雜質(zhì)元素。煙塵中則富集了揮發(fā)元素。造锍熔煉過(guò)程中雜質(zhì)的行為雜質(zhì)金屬是以什么形態(tài)穩(wěn)定存在，根據(jù)硫化物的氧化熔煉來(lái)說(shuō)，可用下列兩個(gè)反應(yīng)的熱力學(xué)計(jì)算來(lái)討論：反應(yīng)（2-9）和（2-10）的平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)lgK?和lgKb在1573K下的計(jì)算結(jié)果列入表2-10中，表中還列出了各元素在1573K下的無(wú)限稀的銅溶液的活度系數(shù)、各元素在熔銅和白冰銅之間的分配系數(shù)L=w[M]銅/w(M)白冰銅。造锍熔煉過(guò)程中雜質(zhì)的行為各元素的反應(yīng)（a）和（b）平衡常數(shù)以及其他數(shù)據(jù)造锍熔煉過(guò)程中雜質(zhì)的行為根據(jù)lgK?、lgKb的數(shù)據(jù)，假定在1573K下便可作出各元素穩(wěn)定態(tài)S-O系化學(xué)位圖，如圖2-17所示。造锍熔煉過(guò)程中雜質(zhì)的行為由此可估計(jì)出這些元素在冶煉過(guò)程中的變化趨勢(shì)。在Pso2=10kPa的熔煉條件下，Zn和Fe趨向于變?yōu)檠趸锶朐o則要在更高的氧位下才氧化，然后再富集在吹煉的轉(zhuǎn)爐渣中。Bi、Ag、Pb、Ni、Sb等可能以金屬態(tài)存在。假定 ,

沿Pso

2

=

10

k

Pa的等Pso

2

線可推導(dǎo)出它們的活度。對(duì)于冰銅品位為25%~70%Cu時(shí)的熱力學(xué)推算結(jié)果表明，硫化亞銅是最穩(wěn)定的，這也是提出銅精礦造锍熔煉的根據(jù)。冰銅品位稍高一些，Ni和Pb、Co可以硫化物形態(tài)入冰銅，Bi、Sb、Ag、Pb和Ni以金屬形態(tài)溶于冰銅中。Sb、Pb、Bi是精煉過(guò)程中的有害元素，想用氧化作用使它們?cè)煸蛛x，是有較大困難的。Ni希望富集在冰銅中回收，Sn和Co也如此，但趨向于氧化而隨渣損失掉。鋅和鐵幾乎全部氧化入渣。造锍熔煉過(guò)程中雜質(zhì)的行為各元素與銅分離的程度，即它們?nèi)朐目偭?，取決于它們的熱力學(xué)穩(wěn)定性、氧化物在渣中的活度系數(shù)以及產(chǎn)出的渣量。在熔煉的過(guò)程中，產(chǎn)出大量的爐渣（即提高冰銅品位），雖有利于鉛和銻更多地氧化入渣，但Cu和Ni隨渣的損失也就增多。所以通過(guò)煉出更高品位的冰銅來(lái)脫除雜質(zhì)也是不適宜的。由于富氧空氣的應(yīng)用，強(qiáng)化了熔煉過(guò)程，煉出了更高品位的冰銅或含硫高的粗銅，也就改變了常規(guī)煉銅中雜質(zhì)變化的一般規(guī)律,

特別是

As、Sb、Bi

的脫除就比常規(guī)熔煉脫除得少。造锍熔煉過(guò)程中雜質(zhì)的行為精礦中的伴生元素也可能以金屬、硫化物或氧化物的形態(tài)，在熔煉的高溫下?lián)]發(fā)除去。硫化物在熔煉過(guò)程中揮發(fā)的熱力學(xué)已有許多研究者討論過(guò)，無(wú)疑還有許多物質(zhì)的揮發(fā)熱力學(xué)數(shù)據(jù)不知道。況且常見(jiàn)的金屬元素As、Sb、Bi

可以形成多種揮發(fā)物質(zhì)，如單原子或多原子元素、硫化物和氧化物，這就造成計(jì)算中的不可靠性。所以研究的結(jié)論是不一致的。一般可以認(rèn)為，隨著熔煉所產(chǎn)冰銅品位的升高，硫化物揮發(fā)的分壓是降低的，氧化物揮發(fā)的分壓則是升高的。這是由于體系的氧位升高和硫位降低所致。至于元素?fù)]發(fā)的分壓則隨冰銅品位的升高有可能升高也有可能降低。造锍熔煉過(guò)程中雜質(zhì)的行為許多伴生元素一般在銅相中的溶解度比冰銅相要大，對(duì)于給定的濃度來(lái)說(shuō)，其活度系數(shù)和分壓相應(yīng)都要低一些。例如砷，當(dāng)形成金屬銅相后，其分壓顯著降低，這是與砷在液體銅中的活度系數(shù)很小相一致的。由于鉛在液體銅中的溶解度比在冰銅中大，故同樣濃度鉛的蒸氣壓就會(huì)降低。一般來(lái)說(shuō)，用揮發(fā)來(lái)分離伴生的元素應(yīng)該在銅熔煉中的各個(gè)階段進(jìn)行，在某一階段，如果元素或化合物具有較大的分壓，就可以在此階段使其揮發(fā)出來(lái)。多數(shù)情況下，造锍熔煉階段可用揮發(fā)法除去較多的雜質(zhì)。這就要求在熔煉時(shí)有大量的煙氣流過(guò)和盡可能提高溫度。所以在某種情況下，用大量惰性氣體如循環(huán)煙氣流過(guò)爐中，是有利于除去某些揮發(fā)雜質(zhì)的。諾蘭達(dá)熔煉生產(chǎn)工藝過(guò)程（一）諾蘭達(dá)熔煉生產(chǎn)工藝過(guò)程-爐料和燃料原有造锍熔煉方法：一般可分為鼓風(fēng)爐熔煉、反射爐熔煉和電爐熔煉。新的熔煉方法可分為：閃速熔煉和熔池熔煉兩大類。反射爐熔煉和電爐熔煉亦屬于熔池熔煉。諾蘭達(dá)熔煉工藝系加拿大諾蘭達(dá)礦業(yè)公司所發(fā)明?，F(xiàn)已成為一種穩(wěn)，定可靠、

指標(biāo)先進(jìn)的具有競(jìng)爭(zhēng)力的比較成熟的銅熔煉方法。諾蘭達(dá)熔煉生產(chǎn)工藝過(guò)程-爐料和燃料圖2-18

大冶冶煉廠諾蘭達(dá)熔煉工藝流程諾蘭達(dá)熔煉生產(chǎn)工藝過(guò)程-爐料和燃料圖2-19

諾蘭達(dá)生產(chǎn)過(guò)程諾蘭達(dá)反應(yīng)爐類似于銅锍吹煉的轉(zhuǎn)爐，沿長(zhǎng)度方向?qū)t內(nèi)空間分為吹煉區(qū)（又稱反應(yīng)區(qū)）和沉淀區(qū)。諾蘭達(dá)熔煉生產(chǎn)工藝過(guò)程-爐料和燃料由各配料倉(cāng)的電子配料秤按需求控制下來(lái)的精礦、熔劑和少量固體燃料經(jīng)帶式輸送機(jī)送往拋料機(jī)，由拋料機(jī)從爐頭加料口拋往爐內(nèi)熔池反應(yīng)區(qū)。富氧空氣由爐體一側(cè)的風(fēng)口鼓入反應(yīng)區(qū)熔池，產(chǎn)生的沖擊力以及氣泡上升和膨脹給熔體帶來(lái)很大的攪動(dòng)能量，保證熔體與爐料迅速融合，造成良好的傳熱與傳質(zhì)條件，使氧化反應(yīng)和造渣反應(yīng)激烈地進(jìn)行，釋放出來(lái)的大量熱能使?fàn)t料受熱熔化生成高品位的銅锍和爐渣。加料端燒嘴使用重油或柴油為反應(yīng)補(bǔ)充一定的熱量。諾蘭達(dá)熔煉生產(chǎn)工藝過(guò)程-爐料和燃料加料口氣簾輸入部分空氣可適當(dāng)增加熔體上方煙氣中氧量，一方面和飛濺到熔池面上的熔體、

爐料反應(yīng)，另一方面使?fàn)t料中的炭質(zhì)燃料及未完全燃燒的一氧化碳能充分燃燒。65%-73%或更高品位的銅锍從銅锍放出口放入銅锍包中，再送往轉(zhuǎn)爐吹煉。熔煉爐渣（含Cu5%左右）在爐內(nèi)沉淀區(qū)初步沉淀后從爐尾端排入渣包，然后送往渣緩冷場(chǎng)冷卻、破碎，再運(yùn)往選廠選出銅精礦（即渣精礦）和鐵精礦，緩冷渣包底部銅锍及渣精礦返回熔煉系統(tǒng)。諾蘭達(dá)熔煉生產(chǎn)工藝過(guò)程-爐料和燃料從反應(yīng)爐的尾部爐口排出的煙氣，經(jīng)上升煙罩進(jìn)入鍋爐冷卻，回收其中的余熱。降溫后的煙氣進(jìn)入靜電除塵器除塵，收集的煙塵送綜合回收系統(tǒng)回收Pb、Bi、Zn等，其余煙塵用氣動(dòng)輸送裝置送到精礦倉(cāng)配料。凈化后的煙氣送硫酸系統(tǒng)生產(chǎn)硫酸。轉(zhuǎn)動(dòng)諾蘭達(dá)爐使風(fēng)口在熔池面上，就可使熔煉過(guò)程停下來(lái)，在停爐后，由燒嘴供熱保持爐溫，反應(yīng)爐轉(zhuǎn)動(dòng)到鼓風(fēng)位置立即能恢復(fù)熔煉過(guò)程。對(duì)爐料粒度和水分的要求銅冶煉工廠的精礦來(lái)源廣泛、種類較多、成分偏差大。相對(duì)于閃速熔煉，諾蘭達(dá)工藝對(duì)物料粒度和水分的要求不嚴(yán)，精礦不必深度干燥，這是諾蘭達(dá)法熔池熔煉的優(yōu)點(diǎn)。諾蘭達(dá)工藝的加料系統(tǒng)簡(jiǎn)單且可靠，精礦濕度達(dá)到13%，料倉(cāng)也幾乎不掛料，粒度小于50mm的任何物料都能通過(guò)進(jìn)料系統(tǒng)。對(duì)爐料粒度和水分的要求表2-11

霍恩廠諾蘭達(dá)爐爐料特性種類粒度水分/%化學(xué)成分w/%CuFeSSiO?銅精礦從濾餅到100mm塊礦4~1515~5015~3515~350~10雜銅料最大100mm3~155~1000~950~950~95渣精礦最大100mm8~1530~459~307~155~15返料最大100mm0~200~800~350~350~70熔劑最大20mm3~70~50~100~1060~95煙塵結(jié)塊<50mm3~70~500~200~200~10焦

(煤)95%>1mm，最大50mm3~7灰分<25%混合爐料配料原則諾蘭達(dá)爐爐料除銅精礦外，還有渣精礦、廢雜銅、含銅料、各種返回料、煙塵、熔劑及補(bǔ)熱用的固體燃料。入爐前需要對(duì)各種物料進(jìn)行搭配。主要根據(jù)進(jìn)廠精礦的種類、數(shù)量、成分、供應(yīng)狀況、礦倉(cāng)占用情況、生產(chǎn)、供氧供風(fēng)能力、爐況及后續(xù)工藝設(shè)備能力等統(tǒng)籌考慮。混合爐料配料原則儲(chǔ)料倉(cāng)不足時(shí)，可把數(shù)量少的礦種先配入與之成分相近、量大的礦種中，再參加配料。一般保持S/Cu≥1，鐵和硫總量應(yīng)占精礦總量50%以上，以確保有足夠的反應(yīng)熱產(chǎn)生。比例適宜的S/Cu比，可實(shí)現(xiàn)自熱熔煉，有利于節(jié)約能源和穩(wěn)定諾蘭達(dá)爐與硫酸的生產(chǎn)。要根據(jù)雜質(zhì)情況進(jìn)行合理搭配，避免雜質(zhì)特別是揮發(fā)性雜質(zhì)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。諾蘭達(dá)爐原料中上述元素內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2-12。根據(jù)精礦的SiO2含量，爐料中

FeO/SiO2≥2.0?；旌蠣t料配料原則雜質(zhì)BiAsSbSeCdF含量/%0.070.100.020.0050.020.06表2-12

諾蘭達(dá)爐原料中雜質(zhì)元素內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)熔劑為了獲得合理的渣型，熔煉時(shí)還應(yīng)加入適量的熔劑，一般都是加石英石熔劑。表2-13大冶廠渣精礦、煙塵、熔劑的典型成分（%）物料CuFeSSiO2PbZnAsBiCaOAl2O3渣精礦30.5524.6111.1213.57鍋爐塵32.4219.8313.327.182.931.141.170.49電收塵18.9512.239.63.3314.826.625.863.00熔劑1號(hào)0.7092.000.255~6熔劑2號(hào)6.7361.872.119.01熔劑設(shè)計(jì)6.0072.000.200.200.123.005.00燃料諾蘭達(dá)爐生產(chǎn)工藝需要一定的燃料來(lái)補(bǔ)充熱量，固體燃料可以是塊狀或粉狀的煙煤、無(wú)煙煤、焦粉或石油焦炭，加到爐料中通過(guò)熔體燃燒，燃燒產(chǎn)品在接近熔體溫度的情況下逸出，熱交換率高；同時(shí)作為一種還原劑還原渣中的Fe3O4。固體燃料和爐料一起加入爐內(nèi)。通過(guò)燃燒器還可使用氣體或液態(tài)燃料，如天然氣、柴油、重油。大冶燃燒器用的燃料主要是重油。諾蘭達(dá)熔煉生產(chǎn)工藝過(guò)程（二）熔池中的物理化學(xué)變化諾蘭達(dá)熔煉是一種典型的富氧強(qiáng)化側(cè)吹熔池熔煉。富氧空氣由爐體一側(cè)風(fēng)口鼓入熔池，混合爐料從爐頭端墻通過(guò)拋料機(jī)拋到熔池表面后，被強(qiáng)烈翻動(dòng)的熔體迅速加熱熔化并進(jìn)行氧化和造渣，放出大量的熱量，維持過(guò)程進(jìn)行，最后形成的銅锍和爐渣在沉淀區(qū)進(jìn)行澄清分離。在上述過(guò)程中，爐料的加熱、熔化、氧化、造渣及銅锍的形成過(guò)程都與熔池內(nèi)熔體的流動(dòng)特性及傳質(zhì)傳熱情況有關(guān)。熔池中的物理化學(xué)變化諾蘭達(dá)熔煉爐內(nèi)的流體運(yùn)動(dòng)示意圖如圖

2-20

所示，氣流從諾蘭達(dá)爐子一側(cè)風(fēng)口鼓入熔池中時(shí)，受到熔體的阻礙被擊散并立即形成若干小流股和氣泡，同時(shí)夾帶周圍的熔體上浮，發(fā)生動(dòng)量交換。由于噴口區(qū)的負(fù)壓與其他區(qū)域的正壓造成的壓力差，使流體向與流股界面呈垂直的方向流動(dòng)。滯留氣體在熔池面上形成的這種穹面的噴流或羽狀卷流是熔池熔煉的基本條件，也可以說(shuō)，熔池熔煉的主要問(wèn)題就是羽狀流的形成和控制問(wèn)題。熔池中的物理化學(xué)變化與閃速熔煉過(guò)程類似，熔池熔煉也是一個(gè)懸浮顆粒與周圍介質(zhì)的熱和質(zhì)的傳遞過(guò)程。不同的是，在諾蘭達(dá)熔池熔煉過(guò)程中，懸浮粒子是處在一種強(qiáng)烈攪動(dòng)的液-氣介質(zhì)中，受液體流動(dòng)、氣體流動(dòng)、兩種流體間的作用以及動(dòng)量交換等因素的影響，熔池熔煉的流體動(dòng)力學(xué)比較復(fù)雜。熔池中的物理化學(xué)變化項(xiàng)目 數(shù)據(jù)生產(chǎn)條件總鼓風(fēng)量（標(biāo)態(tài)）/m3·h-176500單位熔體鼓風(fēng)量（標(biāo)態(tài)）/m3·h-1193.2風(fēng)口浸沒(méi)深度/m1卷流速度/m·s-15.9氣泡滯留時(shí)間/s0.17計(jì)算結(jié)果氣泡直徑/cm2.5510氣泡-熔體界面面積/m238201910955氣體滯留體積/m315.9滯留體積占熔池體積率/%19在諾蘭達(dá)熔池熔煉過(guò)程中，滯留在熔體中的氣體與熔體間的界面積是影響傳熱和傳質(zhì)的主要參數(shù)，而決定液-氣界面積的因素有單位熔體鼓風(fēng)量、氣泡在熔體內(nèi)停留的時(shí)間、氣泡直徑及熔體溫度等，在內(nèi)徑為Φ4.35*20.58m的諾蘭達(dá)爐內(nèi)，有關(guān)液-氣界面積計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-14。由表2-14φ4.35m×20.58m的諾蘭達(dá)爐內(nèi)液-氣界面積計(jì)算結(jié)果熔池中的物理化學(xué)變化由表2-14

可知，諾蘭達(dá)反應(yīng)爐內(nèi)氣泡與熔體界面面積較大，因而爐料的熔化與氣液間化學(xué)反應(yīng)具有良好的條件。由于氣體鼓入的沖擊及氣泡上升的膨脹，給熔體帶來(lái)很大的攪動(dòng)能量(又稱混合能)，此能量Pm與噴入氣體流量Q（m3/s）熔體溫度T（K）、熔體密度ρm（g/cm3）風(fēng)口浸沒(méi)深度Z（cm）存在下列關(guān)系：其中,

P0為大氣壓

(101.3kPa)。用高銀精礦進(jìn)行示蹤實(shí)驗(yàn)研究諾蘭達(dá)爐內(nèi)的攪動(dòng)狀況，結(jié)果表明，整個(gè)爐內(nèi)熔體呈三種流動(dòng)狀態(tài)，見(jiàn)表2-15。熔池中的物理化學(xué)變化區(qū)域體積分?jǐn)?shù)/%活塞流區(qū)全混流區(qū)死

區(qū)銅锍示蹤試驗(yàn)14554爐渣示蹤試驗(yàn)215326表2-15

諾蘭達(dá)反應(yīng)爐內(nèi)的流體流動(dòng)狀況表2-15表明：在沉淀區(qū)，有一半銅锍層和1/4

的渣層，相對(duì)來(lái)說(shuō)，處于不活動(dòng)狀態(tài)（即死區(qū)），另外一半銅锍層幾乎處于良好的攪拌器中（全混流區(qū)），而渣有近1/5的部分處于活塞流區(qū)，諾蘭達(dá)爐內(nèi)流體的這種分布特點(diǎn)，滿足了強(qiáng)化熔煉的需要。熔池中的物理化學(xué)變化熔池中鼓入空氣帶進(jìn)了高混合能，造成氣體-銅锍-爐渣液體間的巨大表面積，因而產(chǎn)生非常高的反應(yīng)速率。據(jù)資料報(bào)道，氧氣鼓入量為8m3/s時(shí)，氧氣反應(yīng)速率可達(dá)290m/s，可見(jiàn)，過(guò)程的質(zhì)量傳遞非?？?，雖然氣泡在熔體中停留時(shí)間非常短（小于1s），但氧的利用率高達(dá)98%以上。諾蘭達(dá)熔池內(nèi)物料與熔體間傳熱相當(dāng)復(fù)雜，有些學(xué)者研究了在相對(duì)靜止的熔池內(nèi)爐料與熔體的傳熱情況，并在此基礎(chǔ)上粗略計(jì)算了強(qiáng)制鼓風(fēng)熔池熔煉情況，計(jì)算結(jié)果表明，2cm顆粒熔化時(shí)間為35s、5cm顆粒為90s、10cm顆粒為210s。霍恩和大冶的生產(chǎn)實(shí)踐也表明，諾蘭達(dá)熔池內(nèi)爐料的熔化速度相當(dāng)快。熔池中的物理化學(xué)變化單就傳熱和傳質(zhì)而言，諾蘭達(dá)單位容積處理量有很大潛力，但由于受熔煉煙氣量、粉塵率、爐壽命等因素的影響，其處理量受到一定限制。由于諾蘭達(dá)熔池熔煉具有良好的動(dòng)力學(xué)條件，因而化學(xué)反應(yīng)速度很快。在熔池中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有高價(jià)化合物的分解、硫化物的氧化、MS與MO之間的交互反應(yīng)、

的還原分解、MS的造锍、MO

與脈石組分的造渣等。諾蘭達(dá)熔煉生產(chǎn)工藝過(guò)程（三）熔煉產(chǎn)物——銅锍熔煉過(guò)程中，控制鼓入的風(fēng)量或風(fēng)料比，可以產(chǎn)出任意品位的銅锍直至粗銅。銅锍品位影響燃料消耗、熔煉與吹煉和精煉的工藝條件、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量。選定銅锍品位時(shí)，應(yīng)根據(jù)原料雜質(zhì)成分以及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求，選出經(jīng)濟(jì)效益最佳的方案。一般控制銅锍品位在65%~73%之間。熔煉產(chǎn)物——銅锍表2-16

某些工廠諾蘭達(dá)法所產(chǎn)銅锍的成分（%）工廠CuFeSPbZnAsSbBiFe3O4SiO2霍恩廠72.43.521.81.80.7猶他廠73.04.220.8南方廠69.335.9620.761.280.43大冶實(shí)例1號(hào)69.846.0821.070.640.280.050.040.03大冶實(shí)例2號(hào)71.43.521.52.50.71.80.2大冶實(shí)例3號(hào)64.77.823.02.81.22.20.2大冶實(shí)例4號(hào)55.613.723.24.02.64.10.3提高銅锍品位可以提高反應(yīng)爐的脫硫率，使?fàn)t料的化學(xué)反應(yīng)熱得到較充分的利用，降低反應(yīng)爐的燃料消耗，在某些情況下，熔煉可以完全自熱；提高銅锍品位，銅锍產(chǎn)量下降，轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)間縮短，可以大大減輕吹煉工序的壓力；同時(shí)，提高銅锍品位，煙氣中二氧化硫濃度增加，對(duì)制酸也有利。熔煉產(chǎn)物——銅锍表2-17

不同銅锍品位下諾蘭達(dá)法冶煉過(guò)程的操作數(shù)據(jù)項(xiàng)目平均銅锍品位/%55.657.564.771.4新料加入量/t·d-12240185017401820返料和渣精礦/t·d-1506380323345熔劑/t·d-1263235230270消耗煤量/t·d-11031139396每噸新料耗熱/MJ·t-11590188018401710鼓富氧空氣量/m3·h-158700555005950069000氧量/L·d-1460330300305富氧濃度/%38333130產(chǎn)銅锍量/t·d-11020772642603產(chǎn)渣量/t·d-11610123013201460熔煉產(chǎn)物——銅锍公稱銅锍品位CuFeSFe3O4SiO2PbZnCaOAl2O3銅锍分析7071.43.521.51.30.22.50.76564.77.8232.20.22.81.25555.613.723.24.10.34.12.6渣分析705.4391.822.421.90.93.62.15655.239.81.620.423.30.94.11.65.1554.439.62.218.4230.73.91.55.2銅锍品位變化，銅锍產(chǎn)率、渣率和熔劑率相應(yīng)變化。這是因?yàn)殂~锍品位降低時(shí)，鐵的氧化量減少，當(dāng)加料量不變時(shí)，銅锍量增加，渣量和熔劑加入量減少，如圖2-21

所示。不同銅锍品位時(shí)銅锍和渣的成分見(jiàn)表2-18。銅锍品位和風(fēng)口鼓風(fēng)氧濃度和燃料消耗的關(guān)系如圖2-22所示。結(jié)果表明當(dāng)銅锍品位從70%降到55%時(shí)，燃料消耗增加20%。表2-18

不同銅锍品位時(shí)銅锍和渣的成分（%）熔煉產(chǎn)物——銅锍通過(guò)計(jì)算還可以確定銅锍品位、用氧量和瞬時(shí)加料量的關(guān)系，如圖2-23所示。熔煉產(chǎn)物——銅锍生產(chǎn)低品位的銅锍，有利于除去Bi、Sb等雜質(zhì)。隨著銅锍品位上升，銅锍中As、Sb、Bi的含量緩慢上升，當(dāng)接近白銅锍時(shí)，三者在銅锍中的含量急劇上升，這也就是人們一般將銅锍品位控制在73%以內(nèi)的主要原因之一。根據(jù)霍恩廠的經(jīng)驗(yàn)，為保證陽(yáng)極銅中若干雜質(zhì)的含量不超過(guò)允許極限，反應(yīng)爐產(chǎn)出的銅锍中鉍含量控制在0.015%以內(nèi)，銻應(yīng)控制在0.05%以內(nèi)，而鉛含量控制在3%以內(nèi)。銅锍周期地從爐內(nèi)放出，周期的設(shè)定與爐子的尺寸、锍面與渣面允許波動(dòng)范圍、轉(zhuǎn)爐的大小等因素有關(guān)。大冶廠控制的銅锍層厚度是在970~1300mm范圍內(nèi)波動(dòng)。熔煉產(chǎn)物——爐渣爐渣要定期排放，以控制渣層厚度在250~300mm之間波動(dòng)。諾蘭達(dá)反應(yīng)爐爐渣的特點(diǎn)是：渣含鐵高，渣中鐵硅比可在1.0~2.0范圍變化，一般為1.60~1.80。因此,

磁性FeO含量高，但熔劑用量少,

渣量也不大。爐渣中Fe3O4的鐵量占渣中總鐵量的30%~40%，銅锍品位高時(shí)其值高。由于反應(yīng)爐熔池?cái)噭?dòng)激烈，爐溫較均勻，一般熔煉過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)Fe3O4或難熔物在爐底沉結(jié)或產(chǎn)生隔層現(xiàn)象。諾蘭達(dá)爐渣中含銅也較高，必須貧化處理。貧化方法一般選擇緩冷-磨浮-選礦法。銅锍品位下降，將引起渣量（渣率）減少，燃料率上升，相應(yīng)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖2-21、圖2-22和表2-17。熔煉產(chǎn)物——煙氣與煙塵某廠采用空氣鼓風(fēng)，反應(yīng)爐爐口處的煙氣體積分?jǐn)?shù)實(shí)測(cè)值為：SO2

7.7%，O2

0.7%，N274.2%,CO26.1%,H2O

11.3%。表2-19大冶反應(yīng)爐煙氣參數(shù)設(shè)計(jì)及實(shí)測(cè)值部位煙氣組成/%煙氣量/m3·h-1煙溫/℃含塵量/g·m-3SO2SO3CO2H2OO2N2設(shè)計(jì)①反應(yīng)爐出口15.260.3010.0018.651.5054.3050176鍋爐進(jìn)口9.250.196.1013.008.7662.1082791700~80027.12實(shí)測(cè)②反應(yīng)爐出口15.0055000約1240鍋爐進(jìn)口8.383.4917.588.3562.208200083028.87①?gòu)姆磻?yīng)爐出口至鍋爐進(jìn)口設(shè)計(jì)漏風(fēng)率為65%。②由硫酸三系增濕塔進(jìn)口測(cè)定值推算所得。熔煉產(chǎn)物——煙氣與煙塵某廠用30%富氧鼓風(fēng)的生產(chǎn)實(shí)際資料及漏風(fēng)后鍋爐進(jìn)口煙氣成分實(shí)例見(jiàn)表2-20。表2-20某廠煙氣成分實(shí)測(cè)值部位煙氣組成/%煙氣量/m3·h-1煙溫/℃SO2O2CO2H2ON2反應(yīng)爐出口15.821.433.0319.0660.66682201316鍋爐進(jìn)口9.049.821.7310.9068.52118920693±14熔煉產(chǎn)物——煙氣與煙塵項(xiàng)目CuFeSSiO2PbZnAsSbBi霍恩廠煙塵14.04.612.11.027.67.7大冶廠鍋爐塵34.4219.8313.327.22.931.141.170.080.49大冶廠電收塵18.9512.239.63.3314.826.625.863.0諾蘭達(dá)爐煙塵率為干爐料量的2.3%~4.8%，隨爐料成分、水分及粒度、爐膛壓力不同而波動(dòng)，與閃速熔煉相比，其煙塵低得多，這是它的一大優(yōu)點(diǎn)。表2-21大冶廠與霍恩廠的煙塵成分（%）熔煉產(chǎn)物——煙氣與煙塵諾蘭達(dá)熔池熔煉過(guò)程中雜質(zhì)元素在熔煉產(chǎn)物中的分配率列于表2-22。表2-22

諾蘭達(dá)熔池熔煉過(guò)程中雜質(zhì)元素在熔煉產(chǎn)物中的分配率（%）元素?zé)焿m爐渣銅锍锍品位70%锍品位72%锍品位70%锍品位72%锍品位70%锍品位72%Pb746813111322Zn2146684569As858375812Sb575329101537Bi70692119913諾蘭達(dá)熔煉生產(chǎn)工藝過(guò)程（四）諾蘭達(dá)爐熔煉的生產(chǎn)數(shù)據(jù)與主要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表2-23

霍恩冶煉廠諾蘭達(dá)爐的典型操作參數(shù)項(xiàng)目名稱 參數(shù)（平均值） 項(xiàng)目名稱 參數(shù)（平均值）精礦處理量/t·d-12494渣產(chǎn)量/t·d-11692（52包）風(fēng)口平均鼓風(fēng)量/m3·h-176000爐渣Fe/SiO21.7~1.8平均富氧濃度（O2）/%36.8渣含SiO2量/%21~22風(fēng)口鼓風(fēng)壓力/kPa215煙塵率/%4~5①加煤量/t·d-149爐口煙氣速度/m·s-110~17熔劑SiO2含量/%65~80操作溫度/℃1230~1250熔劑Al2O3含量/%1~2锍面高度/mm最低970最高1170銅锍產(chǎn)量/t·d-1806（44包）渣層厚度/mm最低220最高330①揮發(fā)物與顆粒各占一半。主要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(1)床能力指一晝夜內(nèi)每平方米爐床面積上處理的精礦量。影響床能力的因素有混合精礦成分、性質(zhì)、鼓風(fēng)時(shí)率、風(fēng)口氧氣濃度、操作技能等。諾蘭達(dá)爐床能力按熔池面積計(jì)算，一般為30-50t/(m2·d)。主要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(2)諾蘭達(dá)熔池熔煉工藝渣含銅較高，這與諾蘭達(dá)爐的高鏡品位、高鐵渣型及反應(yīng)爐結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。大冶諾蘭達(dá)爐渣含銅量目前為3%~5%。諾蘭達(dá)爐渣性質(zhì)較穩(wěn)定、成分變化不大，渣中銅主要以硫化物形態(tài)存在。大冶諾蘭達(dá)爐爐渣成分見(jiàn)表2-24，渣中銅、鐵的物相組成見(jiàn)表2-25。表2-24大冶諾蘭達(dá)爐爐渣成分（%）成分CuSTFeAuAgSiO2CaOMgOAl2O3Zn含量4.571.7142.141.0124.123.385.252.742.520.57注：Au，Ag單位為g/t。表2-25

大冶諾蘭達(dá)爐渣中銅、鐵的物相組成（%）成分Cu物相組成Fe物相組成Cu2SCuCuOCu2OFeFe3O4FeSFe2SiO4Fe2O3含量73.820.314.80.231.2544.182.2747.834.47主要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(

3

)

銅锍品位諾蘭達(dá)爐產(chǎn)出的銅锍品位較高，

一般控制在65%~73%之間。更高的銅锍品位必然會(huì)導(dǎo)致渣含銅顯著提高與耐火材料消耗增加。銅锍品位降低到55%，雖然能順利生產(chǎn)，但燃料消耗增多，煙氣量與銅锍產(chǎn)量增大，從而影響經(jīng)濟(jì)效益。(4)燃料率為消耗燃料量與處理混合精礦量之比，用百分?jǐn)?shù)表示。諾蘭達(dá)熔池熔煉工藝所需熱量主要來(lái)自混合精礦的化學(xué)反應(yīng)熱，燃料僅作補(bǔ)充熱源，因而燃料率較低。大冶諾蘭達(dá)爐使用石油焦作燃料，目前燃料率為2%~3%。主要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)鼓風(fēng)時(shí)率指諾蘭達(dá)爐送風(fēng)熔煉時(shí)間占整個(gè)生產(chǎn)周期的百分比。它是反映諾蘭達(dá)爐生產(chǎn)能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它與操作水平、管理水平及諾蘭達(dá)爐系統(tǒng)本身等諸多因素有關(guān)。大冶諾蘭達(dá)爐鼓風(fēng)時(shí)率目前在82%~87%之間。