49.何谓冰铜熔炼？
冰铜熔炼是在高温和氧化气氛条件下将硫化铜精矿熔化生成MeS共熔体的方法，又称造鋶熔炼。冰铜熔炼将精矿中的铜富集到冰铜中，大部分铁的氧化物与加入的溶剂造渣，冰铜和炉渣由于性质差别极大而分离。冰铜熔炼尽管设备不同，但冶炼过程的实质是相同的，都属于氧化熔炼。
50.冰铜熔炼的炉料有哪些？
冰铜熔炼所用炉料主要是硫化铜精矿和含铜的返料，除含有Cu、Fe、S等元素外，还含有一定量的脉石。炉料中的化合物主要有以下几种。
（1）硫化物熔炼生精矿以CuS、FeS2、FeS为主，焙砂以Cu2S、FeS为主，还含有少量ZnS、NiS、PbS等。
（2）氧化物Fe2O3、Fe3O4、Cu2O、CuO、ZnO、MeO。如炉料为焙砂氧化物较多，生精矿中氧化物较少。
（3）脉石CaCO3、MgCO3、SiO2、Al2O3等。
熔炼炉料还包括加入的熔剂如石英、石灰石等，其中硫化物和氧化物数量占80%以上。
51.冰铜熔炼的基础是什么？
液态冰铜可看成是Cu2S和FeS得均匀溶液，而FeS-MeS共熔的特性是形成冰铜的依据。
由于铜对硫的亲和力大于铁，而铁对氧的亲和力大于铜，故能产生如下反应。
Cu2O+FeS=Cu2S+FeO，此反应即冰铜熔炼的基础，1300O C，K p=7300时，反应进行得非常彻底。
52.Fe3O4对熔炼过程有什么影响？
熔炼过程中生成的Fe3O4分配与炉渣和冰铜中，使炉渣熔点升高、密度增大，恶化了冰铜与渣的分离。在较高氧位和较低温度下，固体Fe3O4会从炉渣中析出，生成难熔结垢物，使转炉口和闪速炉上升烟道结疤，炉渣黏度增大，熔点升高，渣含铜升高等。因此，应采取必要措施促使已生成的Fe3O4分解。
53.影响Fe3O4还原的因素有哪些？
（1）炉渣的成分即αFeO
冰铜熔炼的炉渣主要由FeO-SiO2二元系组成，αFeO随SiO2含量的增大而减小，如果保持αFeO有较低值，一般SiO2含量应该控制在35%~40%范围内。
（2）冰铜品位即αFeS
FeS的存在是氧化熔炼中Fe3O4分解的必要条件，冰铜以Cu2S-FeS为主熔体，降低冰铜品位，将提高FeS的含量，也增大αFeS值。
（3）温度
Fe3O4-FeS系反应是吸热反应，升高温度有利于Fe3O4的分解。
（4）气氛即Pso2
Fe3O4-FeS系反应产生SO2，降低炉气中Pso2有利于Fe3O4的分解。
熔炼过程中保持低的αFeO值、高的αFeS值、适当高的温度和低的Pso2可消除或减轻Fe3O4的影响。
54.冰铜熔炼过程中杂质的行为如何？
冰铜熔炼所用炉料中除了铜、铁和硫外，伴生的其他元素有钴、铅、锌、砷、锑、硒、碲、金、银及铂族元素等。冰铜是贵金属的良好捕收剂，熔炼过程中贵金属均富集在其中，最后从电解精炼阳极泥中回收；其他元素在熔炼过程中不同程度地或被氧化进入气相，或以氧化物形态进入炉渣；炉渣汇集了FeS优先氧化得到的FeO、精矿和溶剂中的SiO2、Al2O3、CaO以及少量杂质元素；易挥发的杂质或其氧化物富集到烟尘中，然后从中回收。
55.冰铜的性质如何？
电导率：冰铜是Cu2S-S-FeS共价键结构，电导率大，为炉渣的700~1000倍。冰铜品位降低，电导率增大，通常在熔体温度1200OC下，冰铜的电导率为350~500Ω-1·cm-1。
密度：冰铜的密度直接影响冰铜的沉降速度，密度越大越有利于沉降。冰铜的密度随品位的提高而增大，一般为4.1~4.6g/cm3
黏度：冰铜黏度很小，约为1Pa·s，为炉渣的1/50~1/100，所以，冰铜具有好的流动性。
热含量：从熔炼的热平衡可知，冰铜带走的热量所占比例较大，其随冰铜品位提高而稍有下降。
冰铜是Au、Ag等贵金属的良好捕集剂，Cu2S、FeS、Cu、Fe能很好地溶解Au、Ag，精矿中贵金属含量极少，故冰铜能完全捕集炉料中的贵金属，一般回收率大99%。
液态冰铜遇水爆炸的原因是由于反应产生的H2、H2S气体与空气中的氧反应引起。56.冰铜由那些物质组成？
熔炼产物冰铜是由Cu2S、FeS组成的合金，其中还溶解了一定数量铁的氧化物和其他金属硫化物，如Ni3S2、CoS、PbS、ZnS等，一般Cu+Fe+S占冰铜总量的80%~90%。炉料中的金、银及铂族元素在熔炼过程中几乎全部进入冰铜中，Se、Te、As、Sb、Bi等元素也部分溶解在冰铜中。
57.冰铜品位如何选择？
冰铜品位的选择取决于炉料的性质和成分、熔炼特性及经济条件。熔炼生精矿时，冰铜品位不能在大范围内波动，可通过预先焙烧来调整，焙烧程度愈大，熔炼时冰铜品位愈高；冰铜含铜愈贫，吹炼所需时间愈长，吹炼时电能消耗愈大，炉衬消耗愈快；冰铜品位太高，铜在炉渣中的损失增多；产出高品位冰铜，需延长精矿的焙烧时间，降低了焙烧生产率，并增加烟尘产出率；高品位冰铜的吹炼比较困难。一般选择为冰铜品位为37%~42%，若30%~35%时，转炉寿命一般降低10多次炉次。
58.炉渣性质对熔炼过程有何影响？
炉渣构成熔炼产物的基体，炉渣的性质决定熔炼过程的特性。
（1）炉渣的性质决定熔炼过程的燃料消耗量，如渣的熔点太高，一方面烟气从炉中带走大量的热，；另一方面，如炉渣具有大的热含量，加热炉渣到熔点所消耗的热量也增加。
（2）炉渣的性质很大程度上决定炉温的高低，鼓风炉熔炼时，炉内的温度决定于炉渣的熔点，而炉渣的熔点由其成分所决定，要改变炉温，须改变炉渣成分。
（3）炉渣的性质决定炉子的生产率。熔炼酸性炉渣时，其具有较高的熔点和黏度，炉子的生产率比熔炼碱性炉渣时小。
（4）炉渣的性质和熔炼时形成的炉渣量是决定铜回收率的一个基本因素。因熔炼时伴随于炉渣中的铜损失是熔炼过程的主要损失。
59.如何降低炉渣黏度？
炉渣黏度是炉渣的重要性质之一，其影响炉渣和冰铜的分离及从炉内放出、热量传递等。生产上要求渣黏度低、流动性好，利于操作和渣与冰铜的分离。
影响炉渣黏度的因素主要是SiO2、FeO含量及温度等。为降低炉渣黏度，需采取以下措施。
适当提高SiO2含量，防止Fe3O4饱和析出。
（2）较高的FeO含量。提高FeO含量可促使Si x O y2-复合阴离子解体，降低炉渣熔点，利于炉渣的过热。随FeO含量增大，黏度下降。
（3）少量Cao、Al2O3存在可降低炉渣黏度。
（4）较高炉温，可降低黏度。炉渣过热、复杂硅氧离子解体、不析出Fe3O4都需要炉内高温条件。
一般炉渣黏度小于0.5Pa·s，流动性良好；黏度大于1.0Pa·s时流动性较差。
60.炉渣的渣型如何选择？
生产实践中，为了尽可能降低渣含铜，需选择合理的炉渣渣型，选择要求如下。
（1）炉渣有适当的熔点，一般为1050~1100O C，太低不能保证熔炼温度，太高则增加燃料消耗。
（2）炉渣黏度应小，流动性好，易与冰铜分离。
（3）炉渣相对密度不应太大，以保证冰铜与其相对密度差在1~2之间。
（4）炉渣的表面张力应大，使冰铜颗粒易合并长大，以减少其悬浮。
（5）炉渣对冰铜溶解度应小。
（6）尽量减少造渣配入得溶剂量，溶剂增加使成本和炉渣增加。
61.冰铜与炉渣的分离条件是什么？
冰铜和炉渣的主要组分是FeS和FeO，当没有SiO2存在时，两者是高度混熔的，SiO2会使混熔的FeO和FeS分成两个不相混溶的液相，上层为密度较小的MeO即渣相，下层为MeS即冰铜相。随着SiO2浓度的提高，两液相差异越明显。SiO2饱和时，成分相差最大，可完全分离。此外，CaO、Al2O3的存在，也可改善渣和冰铜的分离条件如下。
（1）炉渣黏度小，表面张力大，较高的炉温以保证炉渣过热100~200O C，有足够的澄清时间并保持分层区的相对平静状态。
（2）合理的炉渣成分，SiO2含量接近饱和即为35%~40%；少量CaO和Al2O3的存在也可降低渣对MeS的溶解度。
62.铜在渣中的损失有哪些？
渣含铜与冰铜冰铜品位有关，冰铜品位越高，渣率越大，铜的损失也增大。根据铜在渣中的存在形态，其损失分为三种。
（1）机械夹带损失
机械夹带损失指冰铜与炉渣分离不完全，冰铜颗粒夹杂在炉渣中引起的铜损失。炉渣黏度大，表面张力小，使冰铜与炉渣分离不完全。以细粒形态进入炉渣的冰铜，由于粒度过小而沉降速度慢，悬浮于渣中，造成机械夹带，这部分损失约占30%~50%。
（2）物理损失
物理损失指铜的硫化物熔于炉渣后于铜的氧化物、溶剂或脉石发生造渣反应引起的铜损失。由于冰铜能溶解于渣中，FeO量愈高，SiO2愈低，硫化物溶解量愈大。所以，高铁炉渣铜以物理溶解损失最大，约占20%~50%。
（3）化学损失
化学损失指铜以Cu2O·SiO2的形态造渣进入渣中的损失。一般情况下，铜以造渣形态的损失很小。
63.如何降低渣含铜？
降低渣含铜的途径如下：
（1）选择成分适当的炉渣；
（2）减少造渣量，使铜在渣中的绝对损失减少；
（3）尽可能过热熔炼产物；
（4）增大澄清分离时间，控制冰铜面在规定范围内；
（5）稳定冰铜品位在合格范围内，不得过高或过低；
（6）稳定技术条件，保持适当炉温，使炉况正常化；
（7）熔炼前很好的准备炉料。
渣中铜的形态主要是Cu2S颗粒，其次为同的氧化物即铜的硅酸盐、亚铁酸盐，还有少量金属铜。
64.如何降低冰铜熔炼过程燃料消耗量？
冰铜熔炼是在高温下进行的过程，须消耗大量的热，如充分利用MnS氧化放出的热可降低燃料消耗；当进行热风和富氧熔炼时，可进行自热熔炼，不用或少用燃料。
影响炉料热效应值的因素如下。
（1）精矿含铁、硫量的多少，品位较高的精矿，热效应值减小。
（2）FeS的氧化程度FeS氧化程度高即冰铜品位高，脱硫率大，热效应值较大。
冶金概论讲义 1 冶金基本知识 1.1 冶金的概念及冶金方法分类 冶金就是从矿石或二次金属资源中提取金属或金属化合物，用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。 冶金的技术主要包括火法冶金、湿法冶金以及电冶金， 根据冶炼金属的不同，冶金工业又了可以分黑色冶金工业和有色冶金工业，黑色冶金主要指包括生铁、钢和铁合金（如铬铁、锰铁等）的生产，有色冶金指后者包括其余所有各种金属的生产。 1.2 火法冶金 火法冶金是在高温条件下进行的冶金过程。矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化，生成另一种形态的化合物或单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，达到所要捉取的金属与脉石及其它杂质分离的目的。实现火法冶金过程所需热能，通常是依靠燃料燃烧来供给，也有依靠过程中的化学反应来供给的，比如，硫化矿的氧化焙烧和熔炼就无需由燃料供热；金属热还原过程也是自热进行的。火法治金过程没有水溶液参加，所以又称为干法冶金。火法冶金是提取金属的主要方法之一，其生产成本一般低于湿法治金。 火法冶金包括：干燥、焙解、焙烧、熔炼，精炼，蒸馏等过程。 1.3 湿法冶金 湿法冶金是在溶液中进行的冶金过程。湿法冶金温度不高，一般低于100℃，现代湿法冶金中的高温高压过程，温度也不过473K左右，极个别情况温度可达573K。 湿法冶金包括：浸出、净化、制备金属等过程。 （1）浸出用适当的溶剂处理矿石或精矿，使要提取的金属成某种离子（阳离子或络阴离子）形态进入溶液，而脉石及其它杂质则不溶解，这样的过程叫浸出。浸出后经沉清和过滤，得到含金属（离子）的浸出液和由脉石矿物绢成的不溶残渣（浸出渣）。对某些难浸出的矿石或精矿，在浸出前常常需要进行预备处理，使被提取的金属转变为易于浸出的某种化合物或盐类。例如，转变为可溶性的硫酸盐而进行的硫酸化焙烧等，都是常用的预备处理方法。 （2）净化在浸出过程中，常常有部分金属或非金属杂质与被提取金属一道进入溶液，从溶液中除去这些杂质的过程叫做净化。
1简述冶金学科（冶金方法）的分类； 冶金学分类: 提取冶金学和物理冶金学 2几种典型提炼冶金方法的一般流程及特点； 火法冶金: 火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤。 湿法冶金: 其生产步骤主要包括：浸取、分离、富集和提取。 水法冶金的优点是环境污染少，并且能提炼低品位的矿石，但成本较高。主要用于生产锌、氧化铝、氧化铀及一些稀有金属。 电冶金：利用电能从矿石或其他原料中提取、回收和精炼金属的冶金过程。 粉末冶金：粉末冶金由以下几个主要工艺步骤组成：配料、压制成型、坯块烧结和后处理。对于大型的制品，为了获得均匀的密度，还需要采取等静压（各方向同时受液压）的方法成型。 粉末冶金在技术上和经济上有以下特点： （1）可生产普通熔炼方法无法生产的特殊性能材料，如多孔材料、复合材料等；可避免成分偏析、保证合金具有均匀的组织和稳定的性能； （2）可生产高熔点金属（如钨和钼）和不互熔的合金（如钨-银合金）； （3）可大量减少产品的后续机加工量，节约金属材料，提高劳动生产率。这一点对贵重金属尤其重要； （4）粉末冶金零件的缺点是塑性和韧性较差。 3. 简述有色金属提取的特点； 有色金属提取工艺的特点：1）有色金属矿物的品位低，成分复杂。2）提取方法多，分火法和湿法。 4. 简述有色金属火法、湿法提取工艺的分类。 火法： （1）焙烧（氧化焙烧、还原焙烧、硫酸化焙烧、氯化焙烧、煅烧、烧结焙烧）； （2）熔炼（造锍熔炼、还原熔炼、氧化熔炼、熔盐电解、反应熔炼，吹炼）； （3）精炼（氧化精炼、氯化精炼、硫化精炼、电解精炼）。 湿法： （1）浸出 按浸出的溶剂分为：碱浸、氨浸、酸浸、硫脲浸出、氰化物浸出，等； 按浸出的方式分为：常压浸出、加压浸出、槽浸、堆浸、就地浸出，等。 （2）净化：水解沉淀净化、置换净化、气体还原（氧化）净化，等。 （3）沉积：置换沉积、电解沉积、气体还原沉积。 5. 判断下列金属那些属于稀有金属、轻金属、重有色金属及贵金属 6. 金属铝、铜、金、银的主要物理化学性质？ 铜的性质： 物理性质铜呈玫瑰红色，特点是展性和延性好；导电、导热性极佳，仅次于银；无磁性；不挥发；液态铜流动性好等。熔点：1083℃。密度：8.96 g/cm3 铜的蒸气压很小，在熔点温度下仅为9×10-5Pa。高温下，液体铜能溶解氢、氧、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等气体。凝固时，溶解的气体又从铜中放出，造成铜铸件内带有气孔，影响铜的机械性能和电工性能。 化学性质铜在干燥空气中不起变化，但在含有二氧化碳的潮湿空气中则能氧化形成碱式碳酸铜（铜绿）的有毒薄膜。加热至185℃，铜在空气中开始氧化，高于350℃氧化生成Cu2O和CuO。因铜为正电性元素，故不能置换酸（盐酸和硫酸）中的氢，而仅能溶于有氧化作用的酸如硝酸和有氧化剂存在时的硫酸中。铜能溶于氨水及与氧、硫、卤素等化合。 铝的性质
冰铜主要性质都有哪些呢？ 冰铜主要性质都有哪些呢？ 熔点：940~1130oC，随冰铜品位变化 比重：4.0～5.2，远高于炉渣比重（3～3.7）； 粘度：η＝2.4×10-3Pa·s，比炉渣粘度低很多（0.5~2Pa·s） 表面张力：与铁橄榄石（2FeO·SiO2）熔体间的界面张力约为20～60N/m，其值很小，由此可判断冰铜容易悬浮在熔渣中。 冰铜的主要成分Cu2S和FeS都是贵金属的强有力的捕捉剂。 冰铜品位是生产中的一个重要问题。太低会使后续吹炼时间拉长、费用增加；太高则使炉渣中的含铜量增加，产生浪费。 铜在渣和冰铜中的平衡浓度遵循分配定律铜价 对铜熔炼，K=0.01。
最常采用的冰铜品位为30~40%。不过，为了减少熔炼能耗，冰铜品位有越来越高的趋势，但一般不宜超过70%。至于炉渣中的铜，可以回收。 生冰铜 含铜率 在20%～50%之间 含硫率 在23%～27%之间. 处理冰铜特点 不需要燃料 冰铜主要由硫化铜和硫化铁互相溶解形成的，它的含铜率在20%～50%之间，含硫率在23%～27%之间. 冰铜较重，沉于下层，可以从高炉的出料口流出来，废矿渣则从上部排出。 冰铜的形成无法避免,不过可以再利用: 处理冰铜，可采用斜吹卧式转炉，特点是不需要燃料，依靠铜水中铁和硫的氧化反应放出热量提供全部热，而水排带动风箱不停的吹入足够的空气。冰铜经过这种吹炼，能够生成含铜品位高于98%的粗铜，熔化的铜汁倒入模具，就成了黄澄澄、金灿灿的铜锭。这种新式斜吹卧式转炉热容量大、作业周期内温度变化小、生产率高；采用的新型炉衬寿命长，节约维护时间；采用独特的新型支承装置，有效降低炉身高度；炉体封头采用球形封头，
1.5.1火法炼铜 火法炼铜时当今生产铜的主要方法，世界上80%以上的铜是用火法从硫化铜精矿中提取的。火法炼铜最突出的特点时适应性强、能耗低、生产效率高。 硫化铜精矿的火法熔炼，一般包括三个过程。第一个过程时将铜矿石熔炼成冰铜，第二个过程是将冰铜吹炼成粗铜，最后把粗铜精炼成纯铜。精炼分为火法精炼和电解精炼。1.5.2湿法炼铜 湿法炼铜是在溶液中进行的一种提铜方法，无论贫矿、富矿、氧化矿或硫化矿，都可用湿法炼铜的方法提取铜。 湿法炼铜时用适当的溶剂浸出铜矿石，使铜以离子状态进入溶液，脉石及其它杂质不溶解。浸出后经澄清和过滤，得到含铜浸出液和由脉石组成的不溶残渣及浸出渣。浸出过程中，由于一些金属和非金属杂质与铜一起进入溶液，浸出液须净化，净化后的浸出液用置换、还原、电积等方法将铜提取出来。湿法炼铜工艺流程图如图1-2所示。 第2章冰铜熔炼 2.1概述 冰铜熔炼时在高温和氧化气氛条件下将硫化铜精矿熔化生产MeS共熔体的方法，又称造锍熔炼。冰铜熔炼将精矿中的铜富集于冰铜中，而大部分铁的氧化物与加入的熔剂造渣。冰铜与炉渣由于性质差别极大而分离。 根据炉料受热方式、热源、炉料所处的状态、气氛氧化程度，冰铜熔炼分为鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼、闪速熔炼及一步炼铜等。尽管设备不同，冶炼过程的实质是相同的，都属于氧化熔炼。 铜精矿首先熔炼获得冰铜，然后将冰铜吹炼成粗铜，再获得纯度较高的粗铜，将粗铜进行精炼，即火法精炼和电解精炼，这些过程都包含了氧化过程。 2.2冰铜熔炼的基本原理 冰铜熔炼所用炉料主要是硫化铜精矿和含铜的返料，除含有Cu、Fe、S等元素外，还含有一定量的脉石。如用一般熔炼方法如反射炉处理S/Cu比值高的精矿，得到的冰铜品位低，此时要先进行氧化焙烧，脱去部分硫后熔炼，才能获得要求较高品位的冰铜。如采用闪速熔炼或一步炼铜法则不受S/Cu的限制。硫含量大，自热能力好。 炉料中的化合物分如下几种： (1) 硫化物 熔炼生精矿以CuS、FeS、FeS2为主；焙砂以Cu2S、FeS为主，还有少量的ZnS、NiS、PbS等。 (2) 氧化物 Fe2O3、Fe3O4、CuO、Cu2O、ZnO、MeO、Al2O3。如炉料为焙烧氧化物较多，生精矿中氧化物较少。 （3）脉石 CaCO3、MgCO3、SiO2、Al2O3等。 其中硫化物和氧化物数量占80%以上。熔炼过程实际上时铁和铜的化合物及脉石在高温和氧化气氛条件下进行的一系列化学反应，并生产MeS相和MeO相，即冰铜和炉渣，二者因性质和密度不同而分离。 熔炼的炉料还包括加入的熔剂如石英石、石灰石等，与精矿中部分铁和脉石形成炉渣。 2.2.1熔炼过程的化学反应
熔炼常识 1.造锍熔炼过程中物料的主要物理化学变化? (1)高价硫化物、氧化物及碳酸盐的分解 (2)硫化物氧化 (3)铁的氧化物及脉石造渣反应 (4)造锍反应 (5)燃料的燃烧反应 2.冰铜的概念? 冰铜(锍)是在熔炼过程中产生的重金属硫化物的共熔体,是以Cu2S-FeS系为主并溶解少量其他金属硫化物(如Ni3S2, PbS, Co3S2, ZnS等), 氧化铁(Fe3O4,FeO),铂族金属及微量脉石成分的多元系混合物. 造锍熔炼炉渣碱度是如何定义的? 3.碱度定义: 碱性渣和酸性渣有什么区别,它们对炉渣粘度的影响是什么? M0=1的渣称为中性渣,M0>1的渣称为碱性渣,M0<1的渣称为酸性渣. 在炉渣组成一定时,炉渣粘度随温度升高而降低.但温度对碱性炉渣和酸性炉渣粘度的影响有显著区别. 4. 造锍熔炼过程对炉渣的基本要求如何? 炉渣与冰铜不互溶,对Cu2S溶解度小；具有良好的流动性；具有相对低的密度；具有相对大的界面张力 5. 渣含氧化硅对锍与炉渣平衡有何影响？
SiO2为42-45%时,铜在渣中的损失最小,且随SiO2的升高,铜的溶解损失降低;SiO2低于42-44%时,机械夹带损失降低;SiO2超过42-45%时,机械夹带损失升高. 6. 冰铜吹炼的目的是什么?锍吹炼的两个阶段是什么? 冰铜的吹炼多在水平转炉中进行，其主要原料为熔炼产出的液态冰铜 吹炼的目的是利用空气中的氧，将冰铜中的铁和硫几乎全部氧化除去，同时除去部分杂质，以得到粗铜 转炉吹炼是一个周期性的作业，可分为两个阶段：第一阶段：造渣期，主要进行FeS的氧化和造渣反应;第二阶段：造铜期，主要进行Cu2S的氧化及Cu2S 和Cu2O的相互反应，最终获得粗铜。造渣期根据情况加入冰铜和石英溶剂，并间断地排放炉渣。造铜期无需加溶剂，不产出炉渣。 7.粗铜火法精炼过程包括哪些?火法精炼的目的如何? 精炼过程: 每一精炼周期包括装料、熔化、氧化、还原和浇铸五个工段，其中氧化和还原工段是最关键工段火法精炼目的: 粗铜含有各种杂质和金银等贵金属，其含量为0.25~2%。这些杂质不仅影响铜的物理化学性质和用途，而且有必要把一些有价金属提取出来。火法精炼的目的是将粗铜中的这些杂质尽量除去，为下一步的电解精炼提供合格的铜阳极板。 8. 粗铜火法精炼的基本原理是什么? 在液体铜中供入空气，使铜里的铁、铅、锌、铋、镍、砷、
49.何谓冰铜熔炼？ 冰铜熔炼是在高温和氧化气氛条件下将硫化铜精矿熔化生成MeS共熔体的方法，又称造鋶熔炼。冰铜熔炼将精矿中的铜富集到冰铜中，大部分铁的氧化物与加入的溶剂造渣，冰铜和炉渣由于性质差别极大而分离。冰铜熔炼尽管设备不同，但冶炼过程的实质是相同的，都属于氧化熔炼。 50.冰铜熔炼的炉料有哪些？ 冰铜熔炼所用炉料主要是硫化铜精矿和含铜的返料，除含有Cu、Fe、S等元素外，还含有一定量的脉石。炉料中的化合物主要有以下几种。 （1）硫化物熔炼生精矿以CuS、FeS2、FeS为主，焙砂以Cu2S、FeS为主，还含有少量ZnS、NiS、PbS等。 （2）氧化物Fe2O3、Fe3O4、Cu2O、CuO、ZnO、MeO。如炉料为焙砂氧化物较多，生精矿中氧化物较少。 （3）脉石CaCO3、MgCO3、SiO2、Al2O3等。 熔炼炉料还包括加入的熔剂如石英、石灰石等，其中硫化物和氧化物数量占80%以上。 51.冰铜熔炼的基础是什么？ 液态冰铜可看成是Cu2S和FeS得均匀溶液，而FeS-MeS共熔的特性是形成冰铜的依据。 由于铜对硫的亲和力大于铁，而铁对氧的亲和力大于铜，故能产生如下反应。 Cu2O+FeS=Cu2S+FeO，此反应即冰铜熔炼的基础，1300O C，K p=7300时，反应进行得非常彻底。 52.Fe3O4对熔炼过程有什么影响？ 熔炼过程中生成的Fe3O4分配与炉渣和冰铜中，使炉渣熔点升高、密度增大，恶化了冰铜与渣的分离。在较高氧位和较低温度下，固体Fe3O4会从炉渣中析出，生成难熔结垢物，使转炉口和闪速炉上升烟道结疤，炉渣黏度增大，熔点升高，渣含铜升高等。因此，应采取必要措施促使已生成的Fe3O4分解。 53.影响Fe3O4还原的因素有哪些？ （1）炉渣的成分即αFeO 冰铜熔炼的炉渣主要由FeO-SiO2二元系组成，αFeO随SiO2含量的增大而减小，如果保持αFeO有较低值，一般SiO2含量应该控制在35%~40%范围内。 （2）冰铜品位即αFeS FeS的存在是氧化熔炼中Fe3O4分解的必要条件，冰铜以Cu2S-FeS为主熔体，降低冰铜品位，将提高FeS的含量，也增大αFeS值。 （3）温度 Fe3O4-FeS系反应是吸热反应，升高温度有利于Fe3O4的分解。 （4）气氛即Pso2 Fe3O4-FeS系反应产生SO2，降低炉气中Pso2有利于Fe3O4的分解。 熔炼过程中保持低的αFeO值、高的αFeS值、适当高的温度和低的Pso2可消除或减轻Fe3O4的影响。 54.冰铜熔炼过程中杂质的行为如何？ 冰铜熔炼所用炉料中除了铜、铁和硫外，伴生的其他元素有钴、铅、锌、砷、锑、硒、碲、金、银及铂族元素等。冰铜是贵金属的良好捕收剂，熔炼过程中贵金属均富集在其中，最后从电解精炼阳极泥中回收；其他元素在熔炼过程中不同程度地或被氧化进入气相，或以氧化物形态进入炉渣；炉渣汇集了FeS优先氧化得到的FeO、精矿和溶剂中的SiO2、Al2O3、CaO以及少量杂质元素；易挥发的杂质或其氧化物富集到烟尘中，然后从中回收。 55.冰铜的性质如何？
一、金属材料的制备 1.简要说明高炉的结构及高炉内主要区域分布。 高炉本体是冶炼生铁的主体设备。由耐火材料砌筑成竖式圆筒形，外有钢板炉壳加固密封，内嵌冷却设备保护；高炉内部工作空间的形状称为高炉内型。高炉内型从下往上分为炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五个部分，该容积总和为它的有效容积，反映高炉所具备的生产能力。根据物料存在形态的不同，可将高炉划分为五个区域：块状带、软熔带、滴落带、风口前回旋区、渣体聚集区。 2高炉炼铁的主要原料和产品分别是什么？ 原料：铁矿石：含铁矿物+脉石=机械混合物 天然铁矿石按其主要矿物分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿等几种 产品：（1）生铁-----不是纯铁！！ 含Fe、C、Si、Mn、P、S等元素组成的合金。 w(C)在2%左右，实际上可达3.5%-4.5% 铸造生铁：即灰口生铁，碳以游离石墨形式存在，断面呈灰色 炼钢生铁：即白口生铁，碳以Fe3C形式存在，断面呈银白色 特种生铁：高锰、高硅生铁 （2）高炉煤气：含CO、CO2、CH4、H2等 （3）炉渣 3高炉炼铁的主要理化过程有哪些？主要的反应有哪些？ 1）燃烧过程:C＋O2——CO2↑
CO2在上升过程中：CO2＋C——CO↑ 2）溶剂分解:CaCO3——CaO＋CO2↑ 3）铁的还原:FeO＋CO——CO2＋Fe(间接还原) FeO＋C——Fe＋CO （直接还原） 4）增碳：铁水在与焦碳的接触中会增碳－扩散 过程，使铁水被C所饱和。 5）其他元素的还原: Mn，Si 部分被还原，被还原后进入铁水中 Al不被还原，只能和熔剂形成渣 6）去S: FeS＋CaO——CaS＋FeO 7）P还原： Ca3(PO4)2＋5C － 3CaO＋2P＋5CO 8）造渣：SiO2、Al2O3、CaO等 铁水中： C饱和，溶有部分Mn，Si，S以及全部的P。 4炼钢有哪些主要方法？炼钢过程的主要反应是什么？ 主要方法：转炉炼钢：氧气转炉炼钢法 电炉炼钢：电弧炉炼钢法 平炉炼钢 炼钢过程的主要反应： 脱C Si、Mn的氧化 脱P 脱S
产品介绍 冰铜主要由硫化铜和硫化铁互相溶解形成的，它的含铜率在20％～50％之间，含硫率在23％～27％之间。冰铜较重，沉于下层，可以从高炉的出料口流出来，废矿渣则从上部排出。 冰铜( COPPER MATTES , 商品归类编码为:7401 0000),是炼铜的原料,其外观呈黑色、棕色小颗粒或块状，规格为30mmX45mm,主要成份：铜：11-15%、铁0.1-4%、锌6-8%、铅2-4%、砷0.002-0.01%、硫1.5-5%。 它的加工方法：是将粉状或颗粒状铜原料（铜矿）与造渣剂、石灰石、石英石混合后，加入鼓风炉进行熔炼，在1000-1100`C的高温下，造渣剂与铜矿中铁、钼、镁、钙、硅等结合，形成炉渣，其余剩下的即为冰铜，以达到铜渣分离、铜含量提高之目的。 冰铜是铜与硫的化合物，有白冰铜(Cu2S含铜80%左右)、高冰铜(含铜60%左右)、低冰铜(含铜40%以下)之分。含铜含硫的炉料在火法冶炼中很容易生成硫化铜，如果炉料中含有铁并且含硫富裕则会同时生成硫化铁，一般得到的冰铜都是硫化铜和硫化铁的混溶物，且基本属于低冰铜。 与硫容易亲和、且它们的硫化物能够与硫化铜互溶的元素(例如镍、金等)容易进入冰铜而得到富集，因此造锍熔炼(熔炼产出冰铜)是富集这些元素的有效手段。 冰铜主要由硫化铜和硫化铁互相溶解形成的，它的含铜率在20％～50％之间，含硫率在23％～27％之间. 处理冰铜，可采用斜吹卧式转炉，特点是不需要燃料，依靠铜水中铁和硫的氧化反应放出热量提供全部热，而水排带动风箱不停的吹入足够的空气。冰铜经过这种吹炼，能够生成含铜品位高于98%的粗铜，熔化的铜汁倒入模具，就成了黄澄澄、金灿灿的铜锭。这种新式斜吹卧式转炉热容量大、作业周期内温度变化小、生产率高；采用的新型炉衬寿命长，节约维护时间；采用独特的新型支承装置，有效降低炉身高度；炉体封头采用球形封头，强度大、变形小；增加平衡装置，运转吹炼平稳。在工艺上，原来竖炉炼铜是间歇式，加一次料，冶炼一次，不仅产量小，而且十分浪费矿石燃料。相比之下，连续选矿、连续熔炼、新式转炉、水力推动这几种新技术给建立新炼铜厂奠定了基础，新铜厂将能够长期不间断的生产大量粗铜锭，这种纯度用来铸造铜钱足够了。