火法冶炼基本工艺知识1.pptVIP

一、炼铜原料与炼铜工艺 （二）炼铜工艺 火法工艺（选矿-熔炼-精炼工艺）：传统炼铜工艺，适合处理硫化矿，占矿铜产量的75%~80% 湿法工艺（浸出-萃取-电积） ：上世纪70年代中期后兴起，适合处理氧化矿和次生硫化矿，还用于处理浮选尾矿、废矿、旧矿和断裂的矿体；硫化矿采用细菌浸出。占矿铜产量的25% 再生铜：1/3熔炼-精炼，2/3直接生产铜产品。不同的原料采用不同的熔炼工艺 （三）炼铜工艺比较 火法工艺：受到环境和成本的压力，传统工艺逐步为现代强化熔炼工艺所取代，生产规模不断扩大，成本优势明显，硫的捕集率超过99%，改变了高能耗、高污染的形象 湿法工艺：火法难以利用的铜原料，包括低品位废石的利用；尾矿处理；难选硫化矿；难熔矿；废弃的矿山；开采成本很高的深矿井；高杂质（As、Sb、Bi）原料，多金属（Ni、Co、Zn)原料。小规模生产的投资低，生产成本低成本低，不生产硫酸，无SO2污染。操作简单，在矿山附近就近生产。贵金属回收困难，回收率不确定。处理黄铜矿精矿的湿法工艺还没有工业应用，存在技术障碍。 再生铜：单位能耗为矿产铜的20%，每利用1吨废杂铜，可少开采矿石130吨，少产生2吨SO2 和100多吨工业废渣，节约用水535立方米 二、火法炼铜基本工艺 包括焙烧、熔炼、吹炼、精炼等工序，以 硫化铜精矿为 主要原料。 焙烧分半氧化焙烧和全氧化焙烧（“死焙烧”），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。 熔炼主要是造锍熔炼，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。 吹炼能够 消除烟害，回收精矿中的硫。 精炼分火法精炼和电解精炼。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。 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：，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。 二、火法炼铜基本工艺 （一）硫化铜精矿火法冶炼的特点 精矿中的S和Fe与氧反应，大量放热，过程可以自热进行，无需燃料。 精矿的S氧化产生的SO2生产硫酸副产品；SO2必须有效捕集，否则将造成环境污染 铜精矿80%小于200目（-74μ），通过工业氧可以实现强化熔炼，产能大。 铜精矿中的金、银、铂、钯等稀贵金属在铜冶炼中随铜富集，回收率可以达到98% 二、火法炼铜基本工艺(二)传统炼铜工艺 二、火法炼铜基本工艺 传统熔炼工艺的问题 传统熔炼工艺：反射炉、电炉、鼓风炉，以反射炉为主； 熔炼强度低：送风氧浓低，冰铜品位低，生产效率低，能耗高，成本高 生产能力低：单炉年产铜几千吨到几万吨 环境污染严重：SO2回收率低 自动化程度低，劳动强度大 60年代后期世界各地纷纷研究强化熔炼工艺 二、火法炼铜基本工艺 现代强化熔炼工艺的特点 产能大：单套系统最大铜产能超过40万吨/年 送风氧浓高：闪速熔炼氧浓达90%，ISA、三菱、诺兰达熔炼氧浓达到65%，55%和45% 自热或半自热熔炼：有效利用硫化矿物燃烧所产生的热量； 冰铜品位高：均超过60%，可以高达75% 二、火法炼铜基本工艺 高熔炼强度：闪速熔炼单炉铜精矿处理量首先突破100万吨/年以上；Isa炉单炉铜精矿处理量达到130万吨/年；三菱炉精矿处理量将超过100万吨/年（温山）。 硫捕集率高，环保好：一般均超过95%。闪速熔炼和三菱熔炼超过了99%，吨铜S的排放量不到2kg，是最清洁的铜冶炼工艺 工艺控制自动化程度高：闪速炉实现了计算机在线控制。 二、火法炼铜基本工艺 主要强化熔炼工艺的应用情况 三、先进熔炼工艺 三、先进熔炼工艺 闪速熔炼和熔池熔炼： ※Outokumpu闪速