铜熔炼渣中隔膜层形成与金属损失

利用高温X射线透射电视技术,在实验电炉中对工业炼铜炉料的冰铜熔炼过程进行了研究。当产出高品位冰铜和低SiO_2/Fe渣时,渣中形成夹有Fe_3O_4晶粒的隔膜层。炉料中含有较高的锌和Al_2O_3时,渣中易形成夹有尖晶石析出物的隔膜层。隔膜层的形成引起了渣含铜升高,熔炼时易产生泡沫渣。     

降低闪速炉沉淀池渣含铜的试验研究

在高强度闪速炉炼铜过程中Fe3 O4含量较高,这是渣含铜高和沉淀池结瘤的主要原因.试验研究表明,加入铜锍和铜精矿均可有效降低闪速熔炼渣Fe3 O4含量并降低渣含铜,通过提高硫位维持渣中弱还原性气氛可使熔炼渣中Fe3 O4含量从22.40％降至5％以下,渣铜含量由1.83％降至0.6％以下.     

液态高铅渣中Al2O3、MgO及渣型变化对侧吹炉中生成Fe3O4的影响及控制

通过对Florian K模型的应用,根据生产中数据,从实践和理论方面研究了液态高铅渣中Al_2O_3、MgO含量对生成Fe_3O_4的影响,Al_2O_3、MgO含量越高液相区中生成稳定Fe_3O_4区域范围越大,两种物质含量可能存在叠加效应。液态高铅渣型变化对炉内生成Fe_3O_4区域范围有影响,在渣中存在Al_2O_3、MgO时更容易在侧吹炉炉内生成Fe_3O_4,在生产过程中需要根据原料和底吹炉渣中物质含量对工艺进行实时的调整,避免产生泡沫渣和喷炉等影响生产的状态出现。     

固态碳质燃料对铜闪速熔炼化学过程的影响

固态碳质燃料(如煤和焦炭)已经常用作闪速炼铜的代用能源,其结果大大节省了能源成本。此外,由于反应塔和沉淀池中化学势不同而使闪速炉工况得以改善。它包括:弃渣含Fe_3O_4及Cu降低;沉淀池炉底上升减至最小;上升烟道炉结易于清除。但是在低氧分压下熔炼使得某些微量元素富集于冰铜相中。热力学计算表明,某些Va族微量元素会富集于冰铜,难以造渣及挥发除去。所以,了解固态碳质燃料对闪速炼铜化学过程的影响对于优化实际操作显得十分重要。     

沉降电炉渣体系的熔化温度研究

本文采用Factsage软件的Phase Diagram模块对艾萨炼铜工艺电炉渣体系的初始熔化温度和完全熔化温度进行计算,同时分析了炉渣各组分对于熔化温度的影响规律。研究结果表明:电炉渣的完全熔化温度随着Al_2O_3、Fe_3O_4含量的升高迅速上升,CaO、SiO_2的含量对于熔化温度的影响不大;FeO含量的升高会使熔化温度大幅降低,通过采取一定的措施促进电炉渣中Fe_3O_4转变成FeO,可以显著降低熔化温度。实际生产中需要控制Al_2O_3的含量低于4.5%、Fe_3O_4的含量低于8%、MgO的含量低于4%,从而可确保电炉渣在操作温度下完全熔化。     

降低铅锌密闭鼓风炉熔炼四氧化三铁影响的生产实践

密闭鼓风炉在熔炼铅锌烧结块过程中,Fe_3O_4往往会随着熔炼的过程进行而析出,炉底、侧壁及前床各部出现沉积,当其大量产生时会对正常生产造成严重影响。通过适当的调整SiO_2的配比(21%～25%),以减缓鼓风炉中Fe_3O_4的含量,选择并合理控制熔炼渣型(Fe31%～35%、SiO_233%～36%、CaO11%～13%;SiO/Fe≈1.13)以及结合精细操作,可有效的降低Fe_3O_4对铅锌密闭鼓风炉的危害。     

降低顶吹吹炼过程渣含铜的生产试验

对冰铜顶吹吹炼渣物相组成进行分析,理论分析表明,在吹炼熔池温度条件下,通过对渣中的Fe_3O_4、CuFe_2O_4、Cu_2O还原,降低渣的磁性,改善渣的粘度,实现降低吹炼过程渣含铜是可行的。试验结果,渣含铜可由20%降低至11.70%左右。     

NaCl-KCl-NaF-Fe_3O_4熔盐体系初晶温度的研究

采用差热分析法研究NaCl-KCl-NaF-Fe_3O_4熔盐体系的初晶温度,分析了Fe_3O_4及NaF含量对NaCl-KCl-NaF-Fe_3O_4熔盐体系初晶温度的影响,并对熔盐进行X射线衍射分析及热力学分析。结果表明,Fe_3O_4在体系中为物理溶解,在XNaCl∶XKCl∶XNaF=3∶3∶4时,当XFe_3O_430%,体系初晶温度随Fe_3O_4含量增加而降低;组元NaF的摩尔含量增高,NaCl-KCl-NaF-Fe_3O_4体系的初晶温度随之增高。     

轉炉渣的浮选

转炉渣是炼铜系统中的返回料,合铁约40～50％,其中有70％以上的铁呈Fe_3O_4存在。因此大量转炉渣的返回会使最终废弃的炉渣的粘度和比重增大,影响冰铜与炉渣的有效分离,增加铜的损失。某厂由于转炉渣的返回,使鼓风炉的床能率降低14％,鼓风炉渣含铁升高8％,这对利用废渣制造渣砖也是不利的。为了减少铜在鼓风炉渣中的损失,提高鼓风炉的     

添加剂CaO、Al_2O_3和Cu_2O对铜渣黏度的影响

调控铜渣黏度是提高铜渣贫化效果、促进渣-铜分离的关键因素,本文通过采用高温黏度计测定铜熔渣的黏度,研究了添加剂CaO、Al_2O_3和Cu_2O在不同温度下对铜渣黏度的影响规律。研究结果表明:在相同温度条件下,铜渣的黏度随CaO含量的增加先降低后升高,当CaO含量增加到6%时,铜渣的黏度降至最低,当CaO含量达到7%时,CaO与渣中物质生成难熔化合物,导致渣黏度升高;在渣贫化过程中,Al_2O_3被认为是一种酸性物质,加入Al_2O_3可形成高熔点化合物并提高铜渣的液相温度,从而导致铜渣黏度的增加;在渣贫化过程中,Cu_2O与渣中的Fe~(2+)离子反应生成Fe_3O_4,使铜渣黏度增加;随着添加剂Al_2O_3和Cu_2O含量的增加,改变了铜渣物相组成,提高铜渣的黏度流变表观活化能。     

铜熔炼过程最佳冰铜品位选择研究

基于已开发的铜熔炼过程计算机模型,对铜熔炼过程进行了模拟,分析了冰铜品位与铜熔炼过程气相组成、体系中铁氧化物含量、渣含铜及伴生元素行为之间的关系,结果表明:系统O_2、SO_3分压随冰铜品位提高而变大,S_2分压随冰铜品位提高而变小;冰铜品位在50%~70%之间时,熔体中Fe_3O_4含量较少;冰铜品位在50%~60%之间时,伴生元素在冰铜中分配较少;冰铜品位在60%~70%之间时,渣含铜较低;处理低品位精矿时,生产高品位冰铜对铜直收率不利。     

大型富氧底吹炉熔炼渣含铜的研究及控制

结合中原冶炼厂大型富氧底吹炉生产运行数据,研究分析渣含铜的主要影响因素,并制定相应调控措施。通过工艺参数优化,底吹炉熔炼渣含铜从6%以上降至3.32%,解决了底吹炉在高处理能力情况下的渣含铜偏高问题,为类似企业提供技术借鉴。     

沉降电炉渣含铜控制方法的研究

基于铜在电炉渣中的损失形态,通过分析影响渣含铜的主要因素,提出了降低横膈膜厚度、控制渣层厚度、优化放渣方式及洗炉方式等控制沉降电炉渣含铜的措施。措施实施后,有效地解决了电炉渣含铜偏高的问题,渣含铜量从2016年的平均1.120%降至目前的0.929%。     

旋浮强化炼铜过程中Fe_3O_4的行为

分析了旋浮炼铜过程中Fe_3O_4的生成机理及其对熔炼过程的影响,研究了冰铜品位、Fe/SiO_2及CaO、Al_2O_3等氧化物含量与Fe_3O_4含量的关系,并探讨了下"生料"及其后续保温阶段Fe_3O_4的溶解行为。     

铜转炉渣的电炉贫化

为了进行铜转炉渣电炉贫化工艺的探讨,我们会同北京有色冶金设计院和白银矿冶研究所做了两次工业规模的试验。试验结果表明,转炉渣经过贫化后,渣含铜能够降低到0.3～0.4％,可作废渣弃去,电炉炉寿命可达3个月以上。     

铜转炉渣火法还原贫化与生产实践

冰铜吹炼转炉渣中磁性铁（Fe3O4）的含量对电炉贫化弃渣含铜影响显著。为了降低返贫化电炉转炉渣中磁性铁的含量,本研究采用高温还原贫化法开展了实验室规模的转炉渣还原贫化试验研究,结果表明经还原预处理后Fe3O4的还原率达88%以上,还原后物料中Fe3O4含量低于5%。为创造弱还原气氛用于转炉渣的预处理,对60吨P-S转炉的烟气管路、固体还原剂及喷吹系统、燃烧保温系统等进行了改造,并进行工业生产实践。生产实践结果表明,渣含铜平均值由6.76%降至3.95%,实现了降低生产成本,减少金属损失的目的。     

直岛冶炼厂三菱炼铜法中磁性氧化铁行为的控制

研究了三菱连续铜熔炼和吹炼工艺中所产生炉渣的微观组织与相图,以防止磁性氧化铁引发的一系列问题,诸如炉膛与流槽上的炉结积聚,熔体出口堵塞,渣粘度上升等等。根据这些研究结果,通过调整熔炼炉的硅酸盐渣中的二氧化硅和氧化钙含量以及吹炼炉的铁钙渣中的氧化钙含量,以达到降低、稳定弃渣含铜量,减少熔体出口及流槽的清理之目的。然而,这些改动有可能降低希望的炉结保护层厚度,从而缩短炉寿命。因此,开发了一种估测熔体内磁性氧化铁含量的方法,并将炉渣成分与温度控制在适当范围内,从而延长炉寿命,避免磁性氧化铁引发的问题。     

一步炼铜的进展

传统的炼铜法是焙烧、熔炼和吹炼过程分别在不同设备内进行,缺点多,有些先行者将这些不同过程放在一个设备内连续进行,用硫化铜精矿直接冶炼成铜。这种在单一设备中进行的连续炼铜法称一步炼铜,此法优点颇多,但是困难大,因此有人主张进行功能连续的多炉连续产铜。目前实现工业生产的连续炼铜方法仅有三菱法——多炉系统和奥托昆普闪速炉熔炼法——单炉系统,后者所产炉渣含铜高达１０％～２０％,粗铜质量欠佳。诺兰达法初期也在一个炉内直接生产粗铜,因渣含铜高,粗铜杂质多,渣的处理复杂,最后放弃一步产粗铜的生产,至今仍然生产…     

直岛冶炼厂三菱炼铜法中磁性氧化铁行为的控制

研究了三菱连续铜熔炼和吹炼工艺中所产生炉渣的微观组织与相图，以防止磁性氧化铁引发的一系列问题，诸如炉膛与流槽上的炉结积聚，熔体出口堵塞，渣粘度上升等等。根据这些研究结果．通过调整熔炼炉的硅酸盐渣中的二氧化硅和氧化钙含量以及吹炼炉的铁钙渣中的氧化钙含量。以达到降低、稳定弃渣含铜量。减少熔体出口及流槽的清理之目的。然而，这些改动有可能降低希望的炉结保护层厚度，从而缩短炉寿命。因此，开发了一种估测熔体内磁性氧化铁含量的方法，井将炉渣成分与温度控制在适当范围内，从而延长炉寿命，避免磁性氧化铁引发的问题。     

侧吹熔炼铜渣的直流电贫化研究

使用小型交直流矿热电炉对富氧侧吹熔炼工艺产出的水淬铜渣进行贫化研究。结果表明,采用下负直流电贫化60min后渣含铜从0.73%降至0.28%,铜回收率约65%,比交流电提高约10个百分点。在1 160～1 350℃时熔渣温度对铜回收率影响不明显。黄铁矿精矿添加量为渣重10%时,渣含铜可降至0.24%,铜回收率约70%。渣含铜随冰铜品位的增高稍有增大的趋势。