氧气底吹铜熔炼工艺分析及过程优化

通过分析氧气底吹铜熔炼渣及铜锍,结合冶金过程原理,研究渣-铜锍间多组元含量的映射关系及熔炼过程优化。结果表明:铜锍中Cu、S、Fe含量之间呈现出较强的相关性;渣中Cu、SiO_2、Fe含量及渣型铁硅比m_(Fe)/m_(SiO_2)相互之间也呈现出一定的相关性;铜锍中Cu、Fe、S含量对渣中S含量的映射关系较为明显;基于铜锍中S、Cu含量和渣中S含量,或基于渣型铁硅比m_(Fe)/m_(SiO_2)和铜锍品位都可对渣中Cu含量进行预测,后者的准确度较高,说明铜锍品位和渣型对渣中Cu含量有较大影响。     

复杂金精矿铁锍酸溶渣控电位氯化浸出富集贵金属金

以复杂难处理金精矿火法造锍捕金所得铁锍合金的硫酸浸出渣为原料,采用控电位氯化浸出工艺分离酸溶渣中的Cu、As、Sb等主要杂质元素,贵金属Au单向富集得到高品位金泥,Au泥经过硫酸化焙烧脱硫进一步富集贵金属金。结果表明:双电极体系控电位氯化浸出优化条件为[H~+]5mol/L、浸出电位380m V、液固质量比5:1、温度85℃和搅拌浸出2 h,所得渣率为28.2%,浸出渣中Cu、As、Sb含量分别降到0.18%、0.095%、0.084%,浸出率分别达到99.6%、99.8%、99.8%,浸出渣主要成分Si和S的含量分别为29.39%和22.72%,Au品位富集到2.609%;浸出渣硫酸化焙烧脱硫的烧成率为66.5%,S含量降至0.87%,脱硫率为96.2%,焙砂的主要物相为SiO_2和单质金,Au品位富集到3.937%。复杂金精矿铁锍合金酸溶渣通过控电位氯化浸出除杂—焙烧脱硫可将贵金属金有效富集。     

氧气底吹炼铜多组元造锍行为及组元含量的映射关系

通过分析氧气底吹炼铜过程产生的高品位铜锍中Cu、Fe、S、Si O2等组元含量变化趋势,结合冶金过程原理,研究上述各组元造锍行为及组元含量间的映射关系。结果表明:Cu、Fe、S、Si O2等组元在铜锍中的造锍行为具有相互关联性,其中Cu、Fe、S相互之间的关联性较强,Cu-Fe、Cu-S、Fe-S含量之间线性相关系数R2分别为0.96、0.89、0.79,但Si O2与Cu、Fe、S之间的关联性较弱。构造了Cu、Fe、S组元含量复合映射模型,该复合模型预测精确度高于单因素模型的预测精确度,可为生产过程中高品位铜锍多组元含量的精细调控,及熔炼-吹炼过程热量精确分配提供指导。     

复杂铅铋精矿氧化熔池熔炼过程的热力学模拟

采用热力学平衡模拟方法研究复杂铅铋精矿富氧熔池熔炼过程中的元素分配行为,分析氧料比(OFR)和硫分压(pSO2)对Bi、Pb、As、Sb、Cu和Ag分配行为的影响,并对比模拟计算结果与工业数据.结果表明,该过程中OFR在6.3～6.8 kmol/t之间有利于最大化Bi、Pb、Cu和Ag在金属相中的分配,进一步增加OFR...     

铜闪速吹炼过程多相平衡热力学分析

基于最小自由能原理,建立铜闪速吹炼过程多相平衡数学模型,考察粗铜含硫(CSCu)、渣中钙铁比(RCaFe)、富氧浓度(COxy)和温度(T)对平衡产物各相主元素与组分含量的影响。结果表明:对一定投入量和一定成分的铜锍,提高CSCu可增加粗铜产能,但Cu品位降低,可减少渣量,渣含Fe_3O_4降低,渣流动性变好;随着RCaFe增加,粗铜量减小,渣量和熔剂量增加,渣含FeO和Fe_3O_4降低,渣含Cu升高;COxy增加,除对粗铜含氧、富氧和烟气量产生一定影响外,对其他组分含量影响不大;T增加,会影响粗铜含氧、粗铜和炉渣量,还可降低渣含铜。     

造锍熔炼富集含砷难处理金矿中金的研究

在含砷难处理金矿中添加氧化铜造锍熔炼,将金和银富集在铜锍中。通过单因素实验法研究了造锍熔炼过程中主要元素的行为,得到造锍熔炼的最佳条件为:质量比m(CaO)/m(SiO2)=0.5、m(FeO)/m(SiO2)=2.0,物料中铜的总含量为5%,熔炼温度为1300℃,保温时间为60 min,此时金银在铜锍中得到有效富集。金在锍相中的品位为78.3 g/t,回收率可达到99.98%;锍相中铜的回收率为98.64%;渣相中砷和硫含量都很低。物相分析表明铜锍相中的铜和铁主要是以CuFeS2、FeS、Cu2S和Cu存在,对金具有富集作用。     

砷铅高杂铜锍富氧强化吹炼机理研究及工艺优化

砷铜锍(Cu₃As)、铅铜锍(Cu₂S、PbS)是粗铅精炼除铜渣熔炼副产物,属于毒性危险废物。本文提出富氧底吹强化吹炼法处理砷铜锍、铅铜锍,富集回收Cu和分离脱除Pb、As。通过热力学计算,阐明了Cu、Pb、As吹炼反应机理及元素物相演变规律,确定吹炼优化条件,并开展工业生产。结果表明：1250℃下,砷铜锍、铅铜锍富氧底吹强化吹炼经氧化、还原两阶段产出粗铜、吹炼渣及烟气。粗铜中Cu、As含量(质量分数)分别为93.94%、3.85%;原料中60.42%Cu富集至粗铜,27.43%Cu损失于吹炼渣;Pb在吹炼渣、烟气的分配率分别达到82.77%、17.22%;As在烟气和吹炼渣的分配率达89.46%。砷铜锍、铅铜锍富氧底吹强化吹炼实现了Cu向粗铜中定向富集,并将Pb、As脱除至吹炼渣和烟气,可用于含砷复杂资源高效处理。     

复杂金精矿火法冶炼高锑烟尘处理工艺

针对某复杂难处理金精矿火法熔炼造锍产生的高锑烟尘,进行了湿法综合处理工艺研究。采用XRD、SEM对高锑烟尘进行了物相组成分析和微观形貌表征。以盐酸为浸出剂分离烟尘中的砷、锑、铅、锌等元素,得到含杂较低的高品位金精矿,并对所得金精矿通过静态富氧焙烧-酸浸除杂-氰化浸出工艺回收金银等贵金属。结果表明:高锑烟尘主要由Sb_2O_3和As_2O_3物相组成,锑、砷含量分别为31.18%和9.95%;该烟尘由粒度较细、大小较均匀颗粒物所组成;在盐酸浓度为4 mol/L、浸出液固质量比为5.0、温度为85℃条件下搅拌浸出2 h,浸出渣率为13.65%,浸出渣中砷、锑、铅和锌的品位分别为0.52%、0.60%、0.06%和0.49%;所得金精矿静态富氧焙烧脱硫率为98.81%,焙砂酸浸渣中金品位达到116.9 g/t,金的氰化浸出率达到98%。通过该工艺处理复杂难处理金精矿火法冶炼所得高锑烟尘,实现了烟尘中杂质元素的高效分离,有价元素得到有效回收。     

脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼渣型理论研究

对脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼渣型理论进行研究。根据富氧直接熔炼过程炉渣组成特性,选取FeO-SiO_2-CaO-ZnO渣系为研究对象。采用热力学软件Factsage计算并绘制FeO-SiO_2-CaO-ZnO渣系相图,考察CaO与SiO_2质量比、Fe与SiO_2质量比、ZnO含量及温度对该渣系熔化温度及黏度的作用规律,并在此理论基础上进行实验研究。理论研究表明,熔炼过程炉渣中Fe与SiO_2质量比和CaO与SiO_2质量比的增大均会提高炉渣的熔化温度。随着体系温度的升高,炉渣的黏度逐渐减小,1250℃时,炉渣的黏度均小于0.5 Pa·s。实验结果表明:熔炼过程产出合金品位为95.56%,合金直收率达到58.47%,渣中金属含量(Pb与Sb)小于1%(质量分数)。熔炼产物工艺矿物学研究发现,合金中主要物相为金属Pb、金属Sb以及少量Cu_2Sb、FeSb_2金属间化合物,炉渣主要由钙铁橄榄石、铁橄榄石组成,原料中锌主要以氧化锌形式进入渣相。     

云南金宝山铂钯矿资源综合利用工艺研究

云南省金宝山低品位铂钯矿,是中国发现的唯一具有开采价值的原生铂矿资源。针对其浮选精矿研究了熔炼低锍-湿法选择性浸出分离镍铁铜,富集提取出贵金属精矿的火-湿法联合工艺流程,介绍了各工序主要技术条件和指标。该工艺实现了镍、铜、钴及8个贵金属元素的全面富集回收,还可综合利用副产铁红、硫酸锰等副产品,大部分废酸再生复用。为低品位铂矿综合利用提供了一种有实用价值的冶金新工艺。     

铜闪速熔炼中微量元素行为的计算机模拟

在热力学平衡的基础上，利用描述闪速熔炼中微量元素行为的数学模型，结合闪速熔炼整体平衡计算结果，对Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ在铜闪速熔炼中的行为进行计算机模拟。计算结果与文献结果及工业观测数据吻合较好。     

EFFECTS OF TEMPERATURE ON DISTRIBUTION BEHAVIORS OF MINOR ELEMENTS IN COPPER FLASH SMELTING──COMPUTER SIMULATION

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Intelligent prediction model of matte grade in copper flash smelting process

Due to the importance of detecting the matte grade in the copper flash smelting process, the mechanism model was established according to the multi-phase and multi-component mathematic model. Meanwhile this procedure was a complicated production process with characteristics of large time delay, nonlinearity and so on. A fuzzy neural network model was set up through a great deal of production data. Besides a novel constrained gradient descent algorithm used to update the parameters was put forward to improve the parameters learning efficiency. Ultimately the self-adaptive combination technology was adopted to paralleled integrate two models in order to obtain the prediction model of the matte grade. Industrial data validation shows that the intelligently integrated model is more precise than a single model. It can not only predict the matte grade exactly but also provide optimal control of the copper flash smelting process with potent guidance.     

基于遗传算法的铜闪速熔炼过程控制优化

基于已建立的铜闪速熔炼神经网络模型,以能耗费用最低为目标,在工艺指标控制范围内,采用遗传算法对铜闪速熔炼过程的工艺参数进行了仿真优化计算。结果表明,当空气、分配风、工艺氧和中央氧的市场价格折合比值分别为0.05、0.1、0.4和0.45,精矿量为128 t,其成分(质量分数)为Cu 20.61%、S 27.59%、Fe 24.72%、SiO2 11.64%和MgO 1.39%时,铜闪速熔炼工艺参数的遗传优化值为空气15 011 m3、分配风1 302 m3、工艺氧17 359 m3、中央氧1 000 m3、熔剂13.6 t;与实践平均值相比,若采用优化工艺参数控制,熔炼能耗费用可降低4.6%。     

基于数值模拟的闪速连续炼铜炉型结构研究

分析4种闪速连续炼铜炉型的本质特性,提出将闪速连续炼铜过程视为由相对独立的闪速造锍熔炼过程和连续吹炼造铜过程构成,分别建立闪速造锍熔炼多相平衡数学模型和连续吹炼造铜局域平衡数学模型,并通过中间物料的传递将两模型有机结合,从而构建完整的闪速连续炼铜过程热力学模型。运用此模型,考察炉型结构对闪速连续炼铜过程的粗铜生成条件、Fe3O4行为、铜在渣中损失以及铜直收率等因素的影响。结果表明：相对于其他3种炉型,甩渣吹炼双烟道D型炉是比较理想的连续炼铜炉体;对于闪速连续炼铜,造锍熔炼段和铜锍吹炼段宜在相对独立的分区进行,各自炉渣和烟气也应分开排出炉体。     

Flash smelting copper concentrates

Flash smelting is a comparatively new method of smelting copper and nickel sulfide concentrates. It takes place when the concentrate, with or without additional fuel, is suspended in gases containing oxygen whereby the heat of oxidation reactions bring the suspended particles to a smelting temperature. From the suspended state the hot particles are separated and molten slag and matte are deposited on the furnace hearth.     

铅鼓风炉中铜、硫、砷和锑对银分布的影响(英文)

研究铅鼓风炉中杂质对银分布的影响。将含有不同Cu、S、As和Sb含量的铅烧结块在管式炉中于1573K下进行烧结,然后随炉冷却。烧结气氛为还原性的CO+CO2气体(p(CO)/p(CO2)=2.45)。采用SEM-EDS对所得样品进行表征。结果表明:烧结样品中含有5种不互溶的相,即炉渣(CaO,FeO,SiO2)、冰铜(S,Cu,Fe)、硬渣(As,Fe,Cu)、Cu-Sb相和铅块。银在Cu与Sb形成的熔体中的溶解度比在液态铅中的高。S与Cu形成冰铜,As与Cu形成硬渣。S和As能减少Cu-Sb合金的生成量,从而降低铅块中银的损失。     

Mathematical model of pyritic smelting process for copper-nickel mineral in oxygen top-blown furnace

1　INTRODUCTIONTheideaofrefiningcopperandnickelwithpyriticsmeltingprocessinoxygentop blownfurnacehascomeintobeingforitsachievementinoxygen converterofsteelmaking processfrom 196 0s.Thefirstpyriticsmeltingfurnacewithoxygentop blownsmeltingnickelhadbeenputintoproductionatNorthNickelCo .ofRussianin 1986 .Nowadays ,thistech nologyhasbeenimportedandemployedinJinchuanNonferrousMetalCo .ofChina .Inthepastdecades ,theutilizationofflashsmeltingfurnaceinnonferrous makinghasgotextensivedevelopmen…     

氧气底吹铜熔池熔炼过程的机理及产物的微观分析

对氧气底吹熔炼过程气体喷吹行为、造锍熔炼化学反应机理及熔炼炉内热工作状态进行理论分析及水模型实验和取样分析验证。结果表明,氧气底吹气流能使熔体形成均匀的扩散区,实现熔体的搅拌,在气体连续相区和液体连续相区,气液、液液之间的相互作用强烈,为炉内化学反应及传热传质提供了良好的动力学条件;氧气底吹熔炼过程在零配煤的情况下能达到自热熔炼,在节能减排方面,该工艺具有很强的优势;获得了铜渣、冰铜和蘑菇头中各组分的形貌,确定了铜渣、冰铜和蘑菇头的物相组成,渣样主要由冰铜相、磁铁矿相、铁橄榄石相和玻璃体相组成,熔炼内的氧势和硫势分布有利于反应的进行,能有效抑制Fe3O4的形成以及降低渣含铜。     

Kinetics of the reactions in the smelting furnace of the Mitsubishi process

In this paper, the authors present the results of theoretical calculations on the rates at which copper concentrate particles and silica particles dissolve in the matte in the smelting furnace of Mitsubishiprocess. Those calculations indicate that the concentrate particles dissolve rapidly in matte, in less than 1 ms, whereas silica particles dissolve at a much slower rate, and they dissolve mainly in the bulk matte in the smelting furnace. Some advantages of bath smelting over flash smelting are given. For more information, contact Zenjiro Asaki, Mitsubishi Materials Corporation, Central Research Institute, 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya, Saimtama, 330-8508, Japan.