火法煉銅工藝

1、1概述概述銅是人類應(yīng)用的最古老的金屬之一，它有很長的、很光輝的歷史?？脊艑W(xué)證明，早在一萬年前，西亞人已用銅制作裝飾品之類的物件。銅和錫可制成韌性合金青銅，考古發(fā)現(xiàn)在公元前約3000年，歷史已進(jìn)入了青銅時(shí)代。而今銅的化學(xué)、物理學(xué)和美學(xué)性質(zhì)使它成為廣泛應(yīng)用于家庭、工業(yè)和高技術(shù)的重要材料。銅具有優(yōu)良可鍛性、耐腐蝕性、韌性，適于加工；銅的導(dǎo)電性僅次于銀，而其價(jià)格又較便宜，故而被廣泛應(yīng)用于電力；銅的導(dǎo)熱性能也頗佳；銅和其他金屬如鋅、鋁、錫、鎳形成

2、的合金，具有新的特性，有許多特殊的用途。銅是所有金屬中最易再生的金屬之一，再生銅約占世界銅供應(yīng)總量的40%。銅以多種形態(tài)在自然環(huán)境中存在，它存在于硫化物礦床中（黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、藍(lán)銅礦）、碳酸鹽礦床中（藍(lán)銅礦、孔雀石）和硅酸鹽礦床中（硅孔雀石、透視石），也以純銅即所謂“天然銅”的形態(tài)存在。銅以硫化礦或氧化礦形式露天開采或地下開采，采出礦石經(jīng)破碎后，再在球磨機(jī)或棒磨機(jī)中磨細(xì)。礦石含銅一般低于1%。1.1國內(nèi)外銅冶金的發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)外銅

3、冶金的發(fā)展現(xiàn)狀目前國內(nèi)外的銅冶煉技術(shù)的發(fā)展主要還是以火法冶煉為主，濕法為輔。銅的火法生產(chǎn)量占總產(chǎn)量的80%左右。目前，全世界約有110座大型火法煉銅廠。其中，傳統(tǒng)工藝（包括反射爐、鼓風(fēng)爐、電爐）約占13；閃速熔煉（以奧托昆普爐為主）約占13；熔池熔煉（包括特尼恩特爐、諾蘭達(dá)爐、三菱爐、艾薩爐、中國的白銀爐、水口山爐等）約占13。另外，世界范圍內(nèi)銅冶金工業(yè)同樣面臨銅礦資源短缺的問題，國土資源部信息中心統(tǒng)計(jì)資料表明：在世界范圍內(nèi)，銅是僅次于

4、黃金的第2個(gè)固體礦產(chǎn)勘查熱點(diǎn)，全球固體礦產(chǎn)勘查支出中約20%是找銅的，并且這一比例還有增加的趨勢。相應(yīng)地，銅也是各大勢力集團(tuán)爭奪的焦點(diǎn)之一。從全球角度看銅的保證年限只有約29年。銅的主要出口國是拉美發(fā)展中國家。1.2商洛情況商洛情況全市已發(fā)現(xiàn)各類礦產(chǎn)60種，已探明礦產(chǎn)儲量46種，其中大型礦床15處，中型礦床24處。儲量居全省首位的有鐵、釩、鈦、銀、銻、錸、水晶、螢石、白云母和鉀長石等20種，其中柞水大西溝鐵礦儲量3.02億噸，占全省的4

5、6%，居全省第二位的有銅、鋅、鉬、鉛等13種。用于處理硫化礦。工藝主要包括四個(gè)步驟，即造硫熔煉、銅锍吹煉、粗銅火法精煉和陽極銅電解精煉。主要原料是硫化銅精礦。3.1焙燒焙燒焙燒分半氧化焙燒和全氧化焙燒（“死焙燒”），分別脫除精礦中部分或全部的硫，同時(shí)除去部分砷、銻等易揮發(fā)的雜質(zhì)。此過程為放熱反應(yīng)，通常不需另加燃料。造锍熔煉一般采用半氧化焙燒，以保持形成冰銅時(shí)所需硫量；還原熔煉采用全氧化焙燒；此外，硫化銅精礦濕法冶金中的焙燒，是把銅轉(zhuǎn)化為

6、可溶性硫酸鹽，稱硫酸化焙燒。3.2造硫熔煉造硫熔煉工藝原理：利于銅與硫的親和力大于鐵和一些雜質(zhì)金屬，而鐵與氧的親和力大于銅的特性，在高溫及控制氧化氣氛條件下，使鐵等雜質(zhì)金屬逐步氧化后進(jìn)入爐渣或煙塵被除去，而金屬銅則富集在銅锍等各種中間產(chǎn)物中，并逐步得到提純。造锍熔煉其目在于，把爐料中全部的銅富集在銅锍相，把脈石、氧化物及雜質(zhì)匯集與熔渣相，然后使銅锍相與熔渣相完全分離，分別產(chǎn)出銅锍和熔渣，為了達(dá)到這個(gè)目的，造锍熔煉過程必須遵循兩個(gè)原則：一

7、是必須使?fàn)t料有相當(dāng)數(shù)量的硫來形成銅锍；二是使?fàn)t渣二氧化硅含量接近飽和，以使銅锍和爐渣不致混溶。3.2.1造锍熔煉的傳統(tǒng)設(shè)備造锍熔煉的傳統(tǒng)設(shè)備造锍熔煉的傳統(tǒng)設(shè)備為鼓風(fēng)爐、反射爐、電爐等，新建的現(xiàn)代化大型煉銅廠多采用閃速爐。閃速熔煉是將硫化銅精礦和熔劑的混合料干燥至含水0.3%以下，與熱風(fēng)（或氧氣、或富氧空氣）混合，噴入爐內(nèi)迅速氧化和熔化，生成冰銅和爐渣。其優(yōu)點(diǎn)是熔煉強(qiáng)度高，可較充分地利用硫化物氧化反應(yīng)熱。降低熔煉過程的能耗。煙氣中SO2濃