铜冶炼全流程冰铜品位优化控制数学模型及应用

铜冶炼全流程三炉耦合优化、实现冶炼成本最低的关键因素在于冰铜品位的控制。通过建立包含艾萨炉子、PS转炉子、阳极炉子模型的冰铜品位优化控制模型,并在考虑各生产单元之间互相约束基础上,以各炉冶炼成本最低为目标函数,建立铜冶炼全流程冰铜品位优化控制模型来优化冰铜品位,并提出一种分段实数编码的改进遗传算法来求解冰铜品位优化控制模型。结果表明,模型和算法是科学有效的,并获得最优冶炼冰铜品位为55.6%,对应最低冶炼成本为2 030.36元/t的阳极铜。     

底吹熔炼渣工艺矿物学研究

为了回收铜渣中的有价金属,采用XRF、XRD、SEM、EDS和BPMA等分析手段对底吹熔炼铜渣进行了工艺矿物学研究,查明了熔炼渣的主要成分、主要矿物成分、铜物相赋存状态,并对渣中重要矿物相的嵌布 特征、嵌布粒度和主要矿物解离度进行了深入研究,结果表明：①熔炼渣中主要有价金属为Cu、Fe、Pb、Zn等,杂质成分主要为SiO2。②熔炼渣中主要矿物为冰铜、铁橄榄石、铁酸盐和玻璃相;主要含铜矿物为冰铜 、金属铜、黄铜矿和氧化铜等,以冰铜含量最高,分布率为92.69%。③熔炼渣中冰铜粒度分布不均匀,主要呈粗细不等的粒状或圆点状分布于渣中,与硫化铅、铁橄榄石、玻璃相、铁酸盐等矿物嵌布关系密切。④金 属铜主要呈长粒状和圆粒状,产出的多数金属铜被铁酸盐、铁橄榄石、玻璃相等矿物包裹或连生。⑤铁酸盐在放大后呈叶状雏晶,与金属铜和冰铜关系密切,易与铁橄榄石和其他硫化矿紧密共生。⑥铁橄榄石与金属 铜和冰铜关系密切,与铁酸盐相互包裹、夹杂、连生组成熔渣的基底物相。⑦玻璃相充填于铁酸盐、铁橄榄石、金属铜、冰铜粒间起胶黏作用。⑧主要含铜矿物金属铜与冰铜的单体解离度较低,分别为46.13%和 33.81%,主要分布于-0.038+0.020 mm粒级内,因此对粗粒冰铜和金属铜进行回收的同时,也应注重细粒冰铜和金属铜的回收。     

铜闪速熔炼贫化电炉渣含铜的线性回归分析

对金隆闪速熔炼渣贫化电炉的生产操作数据进行了多元线性回归分析,建立了电炉渣含铜与其影响因素的线性方程。方差分析结果表明,回归方程高度显著,渣含铜与其影响因素之间线性关系密切。通过对回归方程的分析,明确了各作业参数对渣含铜的影响及作用大小,找出了影响电炉渣含铜的主要因素和次要因素,指出影响金隆电炉渣含铜的最主要因素是闪速炉炉况、冰铜品位、电炉冰铜产出量、块煤加入量等,而冷冰铜加入量、电炉的有效容积、炉渣在电炉中的停留时间、炉渣的Fe/SiO2等对渣含铜的影响较小。由回归分析的结果对有效降低电炉渣含铜提出了6点建议。该回归方程对于准确的分析、有效的控制渣含铜具有指导意义。     

富氧熔炼高铜炉渣的贫化研究

在１２５０℃，选用碳质还原剂、硫铁矿和ＳｉＯ＿２对高铜炉渣进行电炉火法贫化。贫化过程分静态法和动态法（用氮气搅拌）。通过实验得到渣含铜与还原剂民ＦｅＳ、ＳｉＯ＿２加入量、冰铜品位和贫化时间的关系。通过电子探针显微分析确定贫化渣中主要铜相为冰铜相。     

炼铜炉渣的浮选

火法炼铜仍为目前国内外主要产铜的方法。即在一次熔炼炉中产出的冰铜在转炉中吹炼成粗铜，这是铜工业中存在了长达75年的标准方法。含铜品位极低的熔炼炉渣历来是废荣而含铜品位较高的转炉渣，传统的方法是将其返回熔炼炉。这就导致熔炼炉处理量减少和消耗更多的燃料和熔剂以及产生护结等弊病。特别是随着闪速熔炼等新的冶炼工艺的出现、为确保熔炼过程中不致因磁性铁沉积而结炉停产，有必要对转炉渣进行单独处理。转炉渣单独处理可以用电炉法或者用浮选法。芬兰的奥托昆普公司哈里亚瓦尔塔冶炼厂曾对含铜1～2％的闪速炉渣和含铜5～6％的转…     

加压酸浸法从烟化炉冰铜中浸出铜和镍的试验研究

烟化炉冰铜主要是采用烟化炉处理低品位铜、锡、镍、锌等物料时产生的中间产物，主要含铜、镍、铁、硫等元素，从中浸出铜和镍具有重要价值。采用加压酸浸法从烟化炉冰铜中浸出铜和镍，试验研究了时间、温度、氧分压、液固比、粒度等因素对铜、镍、铁浸出率的影响。试验结果表明：烟化炉冰铜粒度球磨至小于75μm、温度433K、时间3h、氧分压为0.6MPa、液固比4/1mL/g、木质素磺酸钠用量为2‰的优化条件下，铜、镍、铁浸出率分别平均为98.18%、98.42%和26.46%。     

降低铜密闭鼓风炉富氧熔炼四氧化三铁影响的生产实践

在铜密闭鼓风炉熔炼过程中,Fe3O4会从冰铜和炉渣中析出,沉积在炉底、炉侧壁及前床,严重影响生产。通过适当提高转炉渣中SiO2含量(21%～24%),可以减少进入鼓风炉(转炉渣作为块料)的Fe3O4量;选择并控制合理的熔炼渣型(Fe31%～35%、SiO233%～36%、CaO11%～13%,SiO2/Fe≈1 13,渣含Cu<0 30%)及精心操作,成功地避免了Fe3O4对鼓风炉生产的危害。     

国外铜炉渣选矿概况

一概述目前国外所产的铜主要还是用火法生产,对转炉渣的处理,通常仍是返回熔炼炉。转炉渣成分比较复杂,主要为硅酸铁和磁性氧化铁,并含有较高的铜。在熔炼过程中,未被还原的Fe_3O_4熔解于炉渣和冰铜,造成渣的粘性增大,熔点增高,流动性降低,妨碍了冰铜和炉渣的澄清分离,使渣含铜增高,金属回收率降低。转炉渣产出量大,将其返回可使熔炼炉处理矿量减小;若是反射炉熔炼,磁性氧化铁在炉床沉积,也造成炉子容积减小,并     

砷,锑,铋,铅和锌在铜闪速熔炼过程中的行为

利用已开发的铜熔炼过程的计算机模型，对贵溪冶炼厂的铜闪速熔炼过程进行了模拟，其预测结果与贵溪冶炼厂的实际生产数据一致。利用Ｎａｇａｍｏｒｉ的悬浮指数方程对渣中铜和硫的机械夹杂损失进行了计算，分析了铜机械损失的形态。同时，对熔炼温度进行了计算机模拟，探讨了熔炼温度对Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｐｂ和Ｚｎ等的分压、活度系数及它们在冰铜、炉渣和气相中分配率的影响，并讨论了其热力学分析结果对生产实践的指导意义     

从铅冰铜中高效选择性提取铜的工艺研究

采用高温高压纯氧氧化法选择性提取铅冰铜中铜, 研究了硫酸用量、浸出温度、反应时间、液固比、氧气压力、搅拌速度以及分散剂木质素用量对铜浸出率的影响及对浸出液中铁含量的影响。铅冰铜经氧压浸出后进行液固分离, 铅冰铜中的铜进入液相中, 绝大部分铁以赤铁矿的形式与铅、银、金等有价金属一起进入渣相中; 浸出后的硫酸铜溶液经调酸后直接进行旋流电解可得到合格的阴极铜产品, 浸出渣返回铅冶炼系统综合回收铅、银、金等有价元素。高温氧压浸出铅冰铜, 铜浸出率可达93.5%, 阴极铜产品质量达到99.975%, 有效实现了铅冰铜中铜的选择性提取。     

铜造锍熔炼过程重金属烟尘特性及结瘤控制技术进展

造锍熔炼作为火法炼铜的核心工序之一,其处理过程产生携带有大量含Cu、Pb、Zn、As等有害重金属烟尘及高SO₂浓度的高温烟气。工业上,受烟气系统各部位温度场和气氛改变的影响,烟尘性质会逐渐变化,并在重力和静电场作用下与烟气逐步分离。部分高温烟尘会粘附于上升烟道和余热锅炉内壁或换热管上,形成坚硬的结瘤物,造成锅炉换热效率降低、气流通道口截面减小等问题,增加了有害重金属烟尘的环境污染风险及连续化生产成本。因此,研究铜冶炼过程烟尘排放特性及粘结行为,开发新型烟尘结瘤控制技术成为行业关注的焦点。本文综述了不同铜冶炼工艺中烟气处理系统各个阶段的烟尘及结瘤物物性特征,归纳解析其成分、物相变化规律及结瘤形成机理,对比分析了工业上现有结瘤控制技术现状,并做出评述及提出相关建议。     

富氧顶吹炉处理铜浮渣新工艺研究与实践

介绍了富氧顶吹炉处理铜浮渣的工艺方法,铜浮渣经过配料在富氧顶吹炉中高温还原熔炼,产出粗铅、富铅渣和铅冰铜。生产实践表明,该方法仅用原煤作为燃料及还原剂,能耗低、成本低,可达到床能力55~60 t/(m2·d),铅回收率97%~98%,烟气用于制酸。为铜浮渣的处理开辟了新的途径。     

基于MnO-SiO2-CaO渣型的辉锑矿挥发熔炼工艺

提出以硫化锰矿作造渣剂、采用MnO-SiO₂-CaO渣型的辉锑矿挥发熔炼新工艺。试验确定的最佳工艺条件为:硫化锰矿、氧化钙和焦炭用量分别为锑精矿质量的20.01%、6.66%和4.98%,熔炼温度1 250~1 300 ℃,氧气流量0.7 L/min,熔炼时间50 min;此条件下锑锍产率5.09%,渣中Sb含量0.33%,Sb挥发率99.75%,炉渣主要由MnO、FeO、SiO₂、CaO组成,含量分别为19.11%、11.20%、34.78%和14.23%。在试验条件范围内,Mn在渣/锍两相间分配比值明显高于Fe,达到1.0。以MnS作造渣剂,采用MnO-SiO₂-CaO渣型进行辉锑矿的挥发熔炼,可望强化挥发熔池熔炼炉的顺畅运行。     

Magnetohydrodynamic siphon for tapping out liquid metals

The evacuation of liquid metals or mattes from metallurgical furnaces presents many operational challenges due to safety issues and the fast destruction of tapping blocks. Particularly, a continuous smelting and converting processes requires continuous tapping out with a precise control of the liquid metal or matte flow. Siphons are used in numerous metallurgical reactors including shaft furnaces for copper concentrate smelting and the Mitsubishi electric furnace.A new technique for the precise tapping out of metals or mattes has been developed. It is based on the apparent change of specific gravity of conducting liquids placed in a cross of a constant electric field and a permanent magnetic field. Additionally, the Lorentz’ force in uniform electric and magnetic fields can be controlled by the magnetic flux and current intensity. This allows for a precise temperature control of the metal or matte.Fluidodynamic and heat transfer modeling, supported by low temperature physical modeling, allowed for the design of a large laboratory scale device. The test results demonstrated the ability for very precise control of temperature, level and flow rate of copper matte tapped out from the furnace.     

造锍熔炼捕收氰化渣中有价金属研究

为了探究以氰化尾渣为原料进行造锍熔炼的可能性,研究了渣型配比、熔炼温度、升温时间、保温时间和原料配比对金、银、铜回收率及锍相中金、银含量的影响。研究结果表明,在升温时间60 min、保温时间50 min、熔炼温度1250 ℃条件下,当氰化尾渣与硫化铜精矿配比4∶1、FeO/SiO₂比1.8、CaO/SiO₂比0.8时,金、银和铜回收率分别达到73.13%、83.95%和70.97%,金、银在锍相中含量分别达到8.29 g/t和257.40 g/t。造锍熔炼工艺处理氰化尾渣是可行的,为该类尾渣的高效环保回收利用提供了新思路。     

云铜艾萨熔炼技术应用浅析

介绍了云南铜业股份公司采用艾萨炉工艺熔炼铜精矿的工业实践情况, 并与原有电阻熔炼工艺进行了对比。由于艾萨炉工艺的引进消化, 熔炼能力、硫的捕集能力、杂质的脱除能力得到大幅提高, 并大幅降低了生产能耗。     

影响江西某闪速炼铜渣在选矿过程中铜、砷分离的矿物学因素探讨

为查清江西某闪速炉渣浮选铜精矿中砷含量较高的原因,对该闪速炉渣进行了系统的工艺矿物学研究。结果表明:闪速炉中的砷主要以砷化铜、砷化铁等金属砷化物的形式存在,这些含砷矿物粒度微细,大部分都是以微细粒形式包裹于冰铜中,在磨矿过程中很难解离,而且砷化铜与冰铜的浮游性能较为相似,在选矿过程中不易将两者分离,将最终导致铜精矿中砷含量过高。     

白银炉富氧自热熔炼工艺研究

本文针对白银有色金属公司冶炼厂提供的硫化铜精矿，研究了在高富氧熔炼条件下，氧料比、冰铜品位、冰铜及渣中Ｆｅ３Ｏ４含量、氧利用率、脱硫速率与富氧浓度关系、渣中铜损失及其影响因素，为我国白银炼铜炉实现富氧自热熔炼提供实验依据。