熔锍Cu_2S吹炼动力学

本文研究了富氧吹炼、温度及空气流量等因素对熔体 Cu_2S 氧化脱硫速度的影响。试验结果表明,在 Cu—Cu_2S 体系中,反应速度为一常数,即在体系分层区,脱硫量与吹风时间成直线关系。直线斜率即反应速度随氧浓度、温度和空气流量的增高而增大。白冰铜(Cu_2S)在吹炼过程中的反应级数,在分层区:当Po_2<0.60atm 时,与氧分压为一阶反应,与硫浓度为零阶反应;Po_2>0.60atm 时,与 Po_2及硫浓度均为动力学上的零阶反应。在分层后的低硫单相区,用空气吹炼,与硫浓度及 Po_2均为一阶反应。试验还验证了:温度在1200℃时,用空气吹炼,脱硫速度由分层区转入低硫单相区时,有显著的转折点,与此转折点相应的含硫量约1.2%左右,和由热力学计算所得1.28%的含硫量相差不大。转折点以后的脱硫速度的降低,与含硫浓度的减少成直线关系,与硫活度的降低成比例。根据转折点前后的动力学方程式,讨论了铜转炉吹炼第二周期终点的控制问题。由于吹风量大,Cu—Cu_2S 系分层区吹炼过程的限制步骤,为氧分子在界面上的吸附作用,其动力学方程式与 Langmuir 等温吸附相似。