水口山炼铜法有关问题的探讨

从理论方面对水口山炼铜法的底吹熔炼、氧枪、渣含铜、渣含四氧化三铁、全自热熔炼及杂质脱除率等有关问题进行了讨论。     

四氧化三铁在造锍熔炼铁橄榄石炉渣中的行为

造锍熔炼是火法炼铜的关键工序,通常采用铁橄榄石炉渣体系(SiO2-FeOx-MO,M代表金属)。系统讨论了四氧化三铁的性质、生成、溶解、析出、作用,以及危害与其消除方法等,并指出以往“在造锍熔炼中,四氧化三铁熔点高,黏度大,其生成将对造锍熔炼过程产生严重不利影响”这一观点是不全面的。在造锍熔炼中,四氧化三铁的生成及过饱和析出与温度、炉渣Fe/SiO2质量比、体系中FeS和Cu2S活度、SO2分压等因素相关;Fe(Ⅲ)在炉渣中的溶解度决定于渣温。四氧化三铁过饱和析出于炉渣中后,炉渣黏度应按Einstein-Roscoe公式计算。此外,还对不同熔炼方法中炉渣温度和Fe/SiO2质量比不同的原因进行了分析。     

水口山炼铜法有关问题的探讨

从理论方面对水口山炼铜法的底吹熔炼、氧枪、渣含铜、渣含四氧化三铁、全自热熔炼及杂质脱除率等有关问题进行了讨论。     

闪速连续炼铜炉型数值模拟研究

通过分析带渣吹炼单烟道(A型)、甩渣吹炼单烟道(B型)、带渣吹炼双烟道(C型)、甩渣吹炼双烟道(D型)等4种炉型的特点,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,分别建立了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2模型有机结合,从而构建了完整的闪速连续炼铜过程热力学模型.运用此模型,考察了炉型结构对闪速连续炼铜过程的粗铜生成热力学条件、Fe3O4行为、渣含铜及熔炼直收率的影响.结果表明,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,各自烟气也应分开排出炉体.     

控制侧吹炉四氧化三铁含量的生产实践

侧吹炉采用富氧空气氧化熔炼铜精矿的过程中会生成一定量的四氧化三铁.当渣中四氧化三铁含量较高时,会导致熔体粘度增加,使熔池内形成炉结,进而导致炉底上升,熔池的容积降低,严重时可产生泡沫渣,造成喷炉事故.本文结合侧吹炉的生产实践,对侧吹炉熔炼过程中四氧化三铁的产生及控制措施进行了探讨,并介绍了各部位四氧化三铁的消除措施.结...     

80年代的铜冶炼工业 2：铜精矿熔炼技术的发展

８０年代在铜熔炼技术中没有出现突破性进展。以闪速熔炼为代表的火法炼铜新法继续保持增长势头，而以反对炉为主体的传统炼铜方法则不断萎缩。湿法炼铜增长较决，在处理低品位矿、保持低成本方面具有明显优势     

金隆闪速炉炉体结构设计特点与运行实践

闪速炉是闪速熔炼的主体设备 ,炉体结构设计的优劣不仅直接关系到闪速炉的寿命 ,也决定着闪速熔炼能否正常进行和技术经济指标的高低 ,本文简要介绍我国自行设计的第一座大型现代化炼铜闪速炉炉体结构设计特点与近两年的运行实践。     

建设中的贵溪冶炼厂

一、工厂建设概况贵溪冶炼厂是以闪速熔炼为主体工艺的现代化炼铜工厂。1978年11月30日中国技术进出口总公司与日本住友金属矿山株式会社、住友重机械株式会社和住友商事株式会社签订了《住友“东予式”闪速炼铜成套设备合同》;与芬兰AOR公司签订了《闪速炼铜工厂的精     

火法炼铜技术综述

目前火法熔炼技术发展迅速并得到广泛的应用,在铜工业生产中已明确提出"清洁生产"的目标。环境意识要求清洁的生产工艺,即工艺过程中极少排放废物,对火法炼铜技术的进一步完善提出了更高的要求。本文叙述了目前世界火法炼铜的主要工艺、工业生产实例及进展情况,对现代铜冶金新方法-闪速熔炼、熔池熔炼以及其它熔炼技术作了较为详细的介绍,并指出了铜火法冶炼存在的问题及今后的主要技术发展方向。     

铜闪速熔炼过程中渣含铜的研究──计算机模拟

利用已开发的伴生元素在铜熔炼过程中分配行为的计算机模型，对贵溪冶炼厂铜闪速熔炼过程进行了计算机模拟，其预测结果与实际生产数据一致性很好，并利用Ｍ．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．探讨了铜机械损失的形态，认为铜在渣中机械夹杂部分主要是以硫化物形态存在。同时对氧分压、冰铜品位、渣中四氧化三铁及铜溶解损失和机械损失进行了计算机模拟，分析了氧分压、冰铜品位、渣中四氧化三铁对铜溶解损失和机械损失的影响。     

铜冶炼炉渣的X射线衍射Rietveld全谱图拟合物相定量分析

为了回收铜冶炼闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣中铜,首先利用X射线荧光光谱仪(XRF)对样品中的元素进行了分析,再利用X射线衍射仪(XRD)测定了闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣的物相组成,最后采用Rietveld全谱图拟合法分析出各个物相的含量。闪速熔炼炉渣的主要物相为Fe₂SiO₄和Fe₃O₄,其质量分数分别为75.04%和24.96%。闪速吹炼炉渣的主要物相为ZnFe₂O₄、Ca₄Fe₉O₁₇、Ca₂Fe₂O₅、CuFeO₂、Cu₂O、Cu和PbO,其质量分数分别为45.06%、10.01%、10.29%、6.29%、17.74%、9.12%和1.47%,闪速吹炼炉渣的主要物相与常规转炉吹炼炉渣的主要物相不同。在闪速熔炼炉渣样品和闪速吹炼炉渣样品中加入一定量的Al₂O₃,Rietveld全谱图拟合法分析出样品中Al₂O₃的质量分数与实际值一致,可见上述物相定量分析结果是准确的。研究结果能为闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣的回收利用提供基础数据。     

焙烧铜渣中磁铁矿的物性转变研究

为探究熔融状态下,焙烧铜渣中磁铁矿的物性转变,对铜渣进行了CO/CO₂气氛下熔融氧化焙烧实验。考察了CaO添加量与焙烧温度对于渣中Fe₂SiO₄向Fe₃O₄转变过程和Fe₃O₄迁移并富集的影响。CaO的添加促进了渣中Fe₂SiO₄向Fe₃O₄转变和Fe₃O₄迁移富集,而选择适宜的焙烧温度才能最大程度让Fe₃O₄迁移富集。最后发现在CaO添加量为铜渣质量的25 %,焙烧温度1 300 ℃,保温时间2 h,CO₂和CO体积比为190:10的条件下焙烧铜渣,铜渣中的Fe₂SiO₄基本完成了向Fe₃O₄转化,且Fe₃O₄迁移与富集程度较好。      

覆铜板废边角料熔炼渣熔化温度研究

覆铜板废边角料是一种具有明显“高硼低铁”特征的电子废料,为使覆铜板废边角料冶炼过程中具有合适的熔化温度,采用化学试剂配置合成了17组“高硼低铁”渣,利用RDS-2010型智能测试仪通过半球熔点法测定其熔点。对所测得数据进行了多元非线性回归分析,得到了熔化温度与熔炼渣化学组成之间的数学表达式,基于回归方程考察了FeO含量（w（Feo））、Fe₃O₄含量（w（Fe₃O₄））、Al₂O₃含量（w（Al₂O₃））、B₂O₃含量（w（B₂O₃））及钙硅比（m（Cao）/m（SiO₂））单一组分变化对熔炼渣熔点的影响规律。结果表明,回归方程预测值与实际值吻合度较高;熔化温度在熔渣组成成分范围内低于1 100 ℃,具有良好的冶炼性能;熔渣的熔化温度随着w（Fe₃O₄）、w（Al₂O₃）的增加而升高,随着w（Feo）、w（B₂O₃）、m（Cao）/m（SiO₂）的增加而下降。研究结果为电子废料的绿色回收提供数据支持。      

含固相铜冶炼渣的黏度计算及其应用

利用Roscoe方程,结合FactSage的多元多相平衡计算和纯液相渣黏度计算功能可对含固相熔渣的黏度进行计算.本研究针对基于铜冶炼渣的FeO-SiO₂-Fe₃O₄-CaO-Al₂O₃-MgO系,首先根据相似炉渣的黏度测定值对Roscoe方程中的参数进行拟合,同时验证了该方法在计算所研究体系时的准确性.基于所得的计算模型考察不同组分含量对平衡相组成及黏度的影响规律,并总结获得合理的渣型配比.当炉渣中各组分的质量分数分别控制在FeO 40%~60%、SiO₂ 25%~40%、Fe₃O₄ 0%~15%、CaO 0%~10%、Al₂O₃ 0%~8%和MgO 0%~4%时,可在冶炼过程中得到流动性较好、固体量较少的熔渣.      

铜渣在CO2-CO混合气体中焙烧实验研究

铜渣是极有价值的冶金二次资源,铜渣的主要矿物成分是铁橄榄石、磁铁矿、铜锍及一些脉石组成的无定形玻璃体.本实验基于热力学分析,用CO₂和CO混合气体来控制体系内的氧势来焙烧铜渣样品.在600℃~9000℃时,焙烧产物为单质铁,此时是混合气体起还原作用.在1000℃,焙烧渣中重新出现了FeO,说明CO₂-CO混合气体体系中产生的氧起了作用.在1100℃时,焙烧4h,焙烧渣中产生了Fe₃O₄,此时焙烧铜渣磁选后全铁含量94.35%,铁的回收率达到了90.8%.在600℃~1100℃,适当条件下焙烧时,铁橄榄石的物相变化为:2FeO·SiO₂→FeO+SiO₂→Fe→FeO→Fe₃O₄, 铁的回收率是随着温度的升高而升高的.在适当范围内, 延长焙烧时间、增大分压比都有利于Fe₃O₄的生成.      

Al2O3和Cr2O3对自蔓延冶金法制备 CuCr合金冶炼渣性能的影响

自蔓延冶金法制备CuCr合金时,合金中的Al₂O₃和Cr₂O₃夹杂物会在熔渣精炼过程中被冶炼渣溶解,改变熔渣成分,从而影响冶炼渣的熔点、黏度、密度和表面张力等性能,给精炼过程带来不利影响.使用熔体物性测定仪针对Al₂O₃和Cr₂O₃含量变化对冶炼渣的性能影响规律进行了研究,结果表明:Al₂O₃和Cr₂O₃含量的增加均可以提高熔渣的黏度、凝固温度和表面张力,Cr₂O₃对黏度和表面张力的影响较大,Al₂O₃对凝固温度的影响较大;Al₂O₃使熔体密度上升,Cr₂O₃使熔体密度先上升后下降.      

烧结机除尘灰制备纳米氧化铁及其气体传感特性

烧结机机头除尘灰是炼铁过程中产生的高铁含量小颗粒粉末固体废弃物,如何处理机头除尘灰一直是冶金领域的难点问题.鉴于其较高的铁含量,开发了一种以烧结机除尘灰为原料,通过控制还原剂与铁元素的比例,制备高附加值的类球状α-Fe2O3、Fe3O4纳米颗粒以及Fe3O4/Fe2O3纳米复合物的方法.利用多晶X射线衍射仪(XRD)、...     

熔融改质含磷钢渣碳热还原回收有价元素试验

 针对含磷转炉渣中磷、铁及锰等有价资源回收及有价元素回收后钢渣资源化利用的问题,通过理论计算、电阻炉试验、感应炉试验等研究手段,系统分析了熔融改质后的含磷钢渣碳热还原回收有价元素的热力学条件和影响规律。研究结果表明,还原温度为1 723 K、碱度为1.0~2.0时,低碱度有利于渣中铁、磷资源的回收;当炉渣碱度为1.0时,Fe₂O₃、P₂O₅、MnO还原率分别可达到99.50%、84.47%和3.26%,渣中铁元素和磷元素收得率分别为99.50%和68.69%;当碱度为1.5时,渣中Fe₂O₃、P₂O₅还原率分别为90.45%和63.73%,与碱度为1.0时相比还原率降低;当碱度为2.0时,渣铁未实现完全分离,渣中Fe₂O₃还原率为71.43%。在感应炉内对熔融改质工业渣碳热还原试验中,在碱度为1.0时,温度为1 723 K条件下,渣中铁元素收得率可以达到99%以上,磷收得率为47.18%;通过热力学分析可以发现,FeO、P₂O₅与MnO相比更容易被碳还原,在试验过程发现,FeO及P₂O₅先还原,反应20 min后渣中MnO开始被还原,整个还原过程中渣中MnO含量略有降低;碳热还原后渣中FeO质量分数仅为0.07%,渣中P₂O₅质量分数为0.93%,MnO质量分数为2.83%;利用FactSage对比改质渣还原前后物相组成可知,还原后渣中含铁物相(Ca₃Fe₂Si₃O₁₂)物相能得到有效控制,磷酸钙质量分数明显减少,渣中橄榄石相大幅度增加,提高了钢渣的应用范围,这为含磷钢渣有价元素回收及资源化利用提供了研究基础。     

铜渣在中低温下氧化改性的实验研究

根据铜渣的物相分析和铁橄榄石的氧化原理,提出了铜渣在中低温下氧化改性的实验方法,考察了氧气流量、氧化温度、氧化时间等因素对铜渣物相变化的影响。实验结果表明:随着氧化温度的升高和氧化时间的延长,铁橄榄石逐渐消失,转化为Fe₃O₄和少量Fe₂O₃,且物相粒度趋向均匀;粒度35～50μm级铜渣在氧化温度800℃、氧气流量0.1 L/min、氧化时间60 min条件下,Fe₃O₄的面积分数可达43.39%,氧化效果最佳。该实验为后续改进磁选效果、提高铜渣中铁资源的回收利用率奠定了基础。     

GCr15轴承钢精炼渣冷却过程矿相析出热力学分析和应用

采用FactSage热力学计算及实验室研究相结合的方法,研究了碱度（R）2.5~5.4、Al₂O₃（14%~30%）和MgO（3%~15%）对GCr15轴承钢CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO四元精炼渣矿相析出的影响,结果表明,1 600℃时,随着碱度由2.4增加至5.4,硅酸盐类矿物的析出量由56%降低至30%,Ca₃Al₂O₆、Ca₃MgAl₄O₁₀和CaAl₂O₃三种矿物的总析出量从28.0%增加至58.2%;当渣中Al₂O₃含量由14%增加至30%时（R4.4,7%MgO）,析出的金属氧化物固溶体由26%降低到3.5%,硅酸盐类矿物析出量由42%降低到33%,Ca₃Al₂O₆、Ca₃MgAl₄O₁₀和CaAl₂O₃三种矿物的析出量则由32.2%增大到63.2%;当渣中MgO含量由5%增加至15%时（R4.4,26%Al2O3）,硅酸盐类矿物,Ca₃Al₂O₆、Ca₃MgAl₄O₁₀和CaAl₂O₄析出量变化并不显著。当碱度4~5,4.5%~5.5%MgO,24%~27%Al₂O₃时,四元渣具有适宜的黏度和熔化温度,有较好的流动性和吸附夹杂物能力。热态重熔实验确定的渣系矿相组成与热力学模拟结果一致。