铜在电炉里加热分解时增添什么化学物质进去可以使铜水不粘在电炉壁上

铜在电炉里加热分解时增添什么化学物质进去可以使铜水不粘在电炉壁上
铜在电炉里加热分解时增添什么化学物质进去可以使铜水不粘在电炉壁上

铜在电炉里加热分解时增添什么化学物质进去可以使铜水不粘在电炉壁上
火法炼铜 主要原料是硫化铜精矿,一般包括焙烧、熔炼、吹炼、精炼等工序.
焙烧 分半氧化焙烧和全氧化焙烧（“死焙烧”）,分别脱除精矿中部分或全部的硫,同时除去部分砷、锑等易挥发的杂质.此过程为放热反应,通常不需另加燃料.造锍熔炼一般采用半氧化焙烧,以保持形成冰铜时所需硫量；还原熔炼采用全氧化焙烧；此外,硫化铜精矿湿法冶金中的焙烧,是把铜转化为可溶性硫酸盐,称硫酸化焙烧.
熔炼 主要是造锍熔炼,其目的是使铜精矿或焙烧矿中的部分铁氧化,并与脉石、熔剂等造渣除去,产出含铜较高的冰铜（xCu2S·yFeS）.冰铜中铜、铁、硫的总量常占80%～90%,炉料中的贵金属,几乎全部进入冰铜.
冰铜含铜量取决于精矿品位和焙烧熔炼过程的脱硫率,世界冰铜品位一般含铜40%～55%.生产高品位冰铜,可更多地利用硫化物反应热,还可缩短下一工序的吹炼时间.熔炼炉渣含铜与冰铜品位有关,弃渣含铜一般在0.4%～0.5%.熔炼过程主要反应为：
2CuFeS2→Cu2S+2FeS+S
Cu2O+FeS→Cu2S+FeO
2FeS+3O2+SiO2→2FeO·SiO2+2SO2
2FeO+SiO2→2FeO·SiO2
造锍熔炼的传统设备为鼓风炉、反射炉、电炉等,新建的现代化大型炼铜厂多采用闪速炉.
鼓风炉熔炼 鼓风炉是竖式炉,小国很早就用它直接炼铜.传统的方法为烧结块鼓风炉熔炼.硫化铜精矿先经烧结焙烧脱去部分硫,制成烧结块,与熔剂、焦炭等按批料呈层状加入炉内,熔炼产出冰铜和弃渣,此法烟气含SO2低,不易经济地回收硫.为消除烟害,回收精矿中的硫,20世纪50年代,发展了精矿鼓风炉熔炼法,即将硫化铜精矿混捏成膏状,再配以部分块料、熔剂、焦炭等分批从炉顶中心加料口加入炉内,形成料封,减少漏气,提高SO2浓度.混捏料在炉内经热烟气干燥、焙烧形成烧结料柱,块状物料也呈柱状环绕在烧结料柱的周围,以保持透气性,使熔炼作业正常进行.中国沈阳冶炼厂、富春江冶炼厂等采用此法.
反射炉熔炼 适于处理浮选的粉状精矿.反射炉熔炼过程脱硫率低,仅20％～30％,适于处理含铜品位较高的精矿.如原料含铜低、含硫高,熔炼前要先进行焙烧.反射炉生产规模可大型化,对原料,燃料的适应性强,长期来一直是炼铜的主要设备,至80年代初,全世界保有的反射炉能力仍居炼铜设备的首位.但反射炉烟气量大,且含SO2仅1%左右,回收困难.反射炉的热效率仅25%～30%,熔炼过程的反应热利用较少,所需热量主要靠外加燃料供给.70年代以来,世界各国都在研究改进反射炉熔炼,有的采用氧气喷撒装置将精矿喷入炉内,加强密封,以提高SO2浓度.中国白银公司第一冶炼厂将铜精矿加到反射炉中的熔体内,鼓风熔炼,提高了熔炼强度,烟气可用于制取硫酸.
反射炉为长方形,用优质耐火材料砌筑.燃烧器设在炉头部,烟气从炉尾排出,炉料由炉顶或侧墙上部加入,冰铜从侧墙底部的冰铜口放出,炉渣从侧墙或端墙下的放渣口排出.炉头温度1500℃～1550℃,炉尾温度1250℃～1300℃,出炉烟气1200℃左右.熔炼焙烧矿时,燃料率10%～15%,床能率3～6t／(m2·日).铜精矿直接入炉,燃料率16%～25%,床能率为2～4t/(m2·日),称生精矿熔炼.中国大冶冶炼厂采用270m2反射炉熔炼生精矿.
电炉熔炼 炼铜采用电阻电弧炉即矿热电炉,对物料的适应性非常广泛,一般多用于电价低廉的地区和处理含难熔脉石较多的精矿.电炉熔炼的烟气量较少,若控制适当,烟气中SO2浓度可达5%左右,有利于硫的回收.
铜熔炼电炉多为长方形,少数为圆形.大型电炉一般长30 m～35m,宽8 m～10m,高4 m～5m,采用六根直径为1.2 m～1.8m的自焙电极,由三台单相变压器供电.电炉视在功率3000～50000千伏安,单位炉床面积功率100kw/m2左右,床能率3～6t/(m2·日),炉料电耗400～500kw·h/t,电极糊消耗约2～3kg/t.中国云南冶炼厂采用30000kVA电炉熔炼含镁高的铜精矿.
闪速熔炼 是将硫化铜精矿和熔剂的混合料干燥至含水0.3%以下,与热风（或氧气、或富氧空气）混合,喷入炉内迅速氧化和熔化,生成冰铜和炉渣.其优点是熔炼强度高,可较充分地利用硫化物氧化反应热.降低熔炼过程的能耗.烟气中SO2浓度可超过8%.闪速熔炼可在较大范围内调节冰铜品位,一般控制在50%左右,这样对下一步吹炼有利.但炉渣含铜较高,须进一步处理.
闪速炉有奥托昆普型和国际镍公司型两种.70年代末世界上已有几十个工厂采用奥托昆普型闪速炉,中国贵溪冶炼厂也采用此种炉型.
冰铜吹炼 利用硫化亚铁比硫化亚铜易于氧化的特点,在卧式转炉中,往熔融的冰铜中鼓入空气,使硫化亚铁氧化成氧化亚铁,并与加入的石英熔剂造渣除去,同时部分脱除其他杂质,而后继续鼓风,使硫化亚铜中的硫氧化进入烟气,得到含铜98%～99%的粗铜,贵金属也进入粗铜中.
一个吹炼周期分为两个阶段：第一阶段,将FeS氧化成FeO,造渣除去,得到白冰铜（Cu2S）.冶炼温度1150℃～1250℃.主要反应是：
2FeS＋3O2→2FeO+2SO2
2FeO+SiO2→2FeO·SiO2
第二阶段,冶炼温度1200℃～1280℃将白冰铜按以下反应吹炼成粗铜：
2Cu2S＋3O2→2Cu2O+2SO2
Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2
冰铜吹炼是放热反应,可自热进行,通常还须加入部分冷料吸收其过剩热量.吹炼后的炉渣含铜较高,一般为2%～5%,返回熔炼炉或以选矿、电炉贫化等方法处理.吹炼烟气含SO2浓度较高,一般为8%～12%,可以制酸.吹炼一般用卧式转炉,间断操作.表压约1kgf/cm2的空气通过沿转炉长度方向安设的一排风眼鼓入熔体,加料、排渣、出铜和排烟都经过炉体上的炉口.
粗铜精炼 分火法精炼和电解精炼.火法精炼是利用某些杂质对氧的亲和力大于铜,而其氧化物又不溶于铜液等性质,通过氧化造渣或挥发除去.其过程是将液态铜加入精炼炉升温或固态铜料加入炉内熔化,然后向铜液中鼓风氧化,使杂质挥发、造渣；扒出炉渣后,用插入青木或向铜液注入重油、石油气或氨等方法还原其中的氧化铜.还原过程中用木炭或焦炭覆盖铜液表面,以防再氧化.精炼后可铸成电解精炼所用的铜阳极或铜锭.精炼炉渣含铜较高,可返回转炉处理.精炼作业在反射炉或回转精炼炉内进行.