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闪速熔炼炉工艺培训 祥光铜业 潘如春 1、铜精矿的成分 自然界的铜主要以硫化矿和氧化矿形式存在,特别是硫化矿分布最广。硫化矿采用火法冶炼进行处理，氧化矿用湿法进行处理。我们处理的铜精矿均为硫化矿，各主要物相成分如下： 矿种类 成分 Cu (%) Fe (%) S (%) 辉铜矿 Cu2S 79.8 0 20.2 铜蓝 CuS 66.4 0 33.6 斑铜矿 Cu3FeS3 55.5 16.4 28.1 黄铜矿 CuFeS2 34.5 30.5 35 黄铁矿 FeS2 0 46.6 53.4 铜精矿一般由黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、硫铁矿（FeS2）等其中两种或两种以上混合而成，并含有一定的脉石成分（SiO2、Al2O3、CaO、MgO等）及金属的氧化物如氧化镁，氧化铝等。熔炼炉入炉物料主要为硫化物和较少的氧化物。硫化物组成成分有：CuFeS2、CuS、Cu2S、FeS2、FeS、ZnS、PbS、NiS等。氧化物有：SiO2、Al2O3、CaO和MgO 等以及Fe2O3、Fe3O4、Cu2O、CuO、ZnO、NiO、MeO·Fe2O3。 铜精矿设计成分见下表： 成分 Cu S Fe As Pb Zn SiO2 CaO+MgO % 27 29.5 26 0.25 0.3 0.7 6 1.5 铜精矿含水10%。粒度-200目占80%。 闪速炉对原料要求较高，对物料的粒度、水份都有很高的要求。闪速炉实现的是自热反应，在冶炼过程中不需要外部供热（或需要很少的热量），所有对混合精矿的化学成分也有要求，对铜精矿的含铜和S/Cu有一定要求，过高的S/Cu造成反应热量多，过低的S/Cu造成反应热量低（烟灰和吹炼炉渣等冷料处理不掉）。 2、FSF配料计算 按车间配料单（《配 料 计 划 变 更 指 令 书》）在熔炼计算机数模中，设定铜精矿、FCF渣、渣精矿等配料比例，然后计算出所需要的石英沙配比，从而得到入炉混合精矿的成分。 根据石英沙比例，我们可以保证反应得出的渣型合理。 配料计算得到的混合精矿成分是FSF炉况控制的基础。 配料的准确性非常重要，将直接关系到炉况控制的精确性。 3、熔炼反应过程 1）高价硫化物的热分解 熔炼未经焙烧或烧结处理的生精矿或干精矿时，炉料中含有较多的高价硫化物，在熔炼炉内被加热后，离解成低价化合物，主要反应有： 2FeS2(s)→2FeS(s)+S2(g) (2-1) 300℃开始，560℃激烈进行： 2CuFeS2(s)→Cu2S(s)+2FeS(s)+1/2S2 (2-2) 550 ℃ 2CuS(s)＝Cu2S(s)+1/2S2 (2-3) 400 ℃开始，600 2）硫化物氧化 在现代强化熔炼炉中，炉料往往很快地就进入高温强氧化气氛中，所以高价硫化物除发生离解反应同时，还被直接氧化。主要的氧化反应有：  高价硫化物的直接氧化 2CuFeS2+5/2O2=(Cu2S·FeS)+FeO+2SO2 (2-7 )2FeS2+11/2O2= Fe2O3+4SO2 (2-8 )3FeS2+8O2= Fe3O4+6SO2 (2-9 )2CuS+O2=Cu2S+SO2 (2-10) 低价的化合物的氧化反应2FeS(l)+3O2(g) = 2FeO(g)+2SO2 (g) (2-11)10Fe2O3(s)+FeS(l) = 7Fe3O4 (s)+SO2 (g) (2-12)2Cu2S(l)+3O2 (g) = 2Cu2O(l)+2SO2 (g) (2-13) Cu2O(l)+FeS(l)= Cu2S+FeO 其它有色金属硫化物（NiS、PbS、ZnS等）也会被氧化成相应的氧化物。 在强氧化气氛下，还会发生下列反应时，Fe3O4生成量较多。Fe3O4容易在炉壁形成挂渣，在炉底析出形成炉底粘结，对炉体耐火材料起保护作用。 3FeO(l)+1/2O2 = Fe3O4 (S) (2-14) 3）沉淀池造渣反应 2FeO(l) + SiO2 =2FeO·SiO2 (2-15) 炉渣是以2FeO·SiO2(铁橄榄石）为主的氧化物熔体。 铜锍与炉渣互不相溶，且密度各异从而分离。 在氧化气氛的造锍熔炼中，只能依靠与FeS的作用来还原，即： 3 Fe3O4 (s)+[FeS] = 10