粗铜的火法精炼(楚雄)
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2023年安全工程师-安全生产专业实务(金属冶炼安全)考试历年高频考点真题摘选附带答案第1卷一.全考点押密题库(共50题)1.(单项选择题)(每题 1.00 分)对于在储煤仓、煤塔进行清理、检修作业的人员,下列劳动防护用品配备错误的是()。
A. 戴安全帽B. 佩戴安全带C. 戴防尘口罩D. 穿化纤工作服正确答案:D,2.(单项选择题)(每题 1.00 分)下列关于精苯加工工艺中安全的控制措施,说法正确的是()。
A. 精苯生产区域宜设高度不低于1.8m的围墙B. 精苯生产区域,不应布置化验室、维修间C. 禁止穿带钉鞋进入精苯生产区域,应穿化纤服、绝缘鞋正确答案:B,3.(单项选择题)(每题 1.00 分)下列关于焦炉推焦、装煤除尘装置的说法,错误的是()。
A. 各个除尘装置应连通,汇集到除尘总干管道B. 应设置阻断烟尘中高温明火颗粒的设施C. 净化装置内部不得存在死角,不得有积尘D. 应采取防静电措施并设置安全泄爆装置正确答案:A,4.(单项选择题)(每题 1.00 分)机械加工厂房内的噪声很大,很容易对作业者的听力造成损害。
为降低噪声危害,企业应优先选用的措施是()。
A. 高噪声车间与低噪声车间应分开布置B. 降低噪声源C. 设置隔声室D. 高噪声设备相对集中,并采取相应的隔声等控制措施正确答案:B,5.(单项选择题)(每题 1.00 分)某大型钢铁企业炼轧厂有3座120t转炉,采取氧气顶吹工艺。
下列关于转炉炼钢安全要求的说法,正确的是( )。
A. 氧气在枪体内最大设计流速不应超过60m/sB. 吹氧期间,氧枪出水温度低于规定值,应提枪停吹C. 转炉吹炼时发现冷却水泄漏,应立即停吹、停水,并将转炉摇至安全位置D. 停吹8h后的转炉,开始生产前应按新炉开炉的要求进行准备正确答案:D,6.(单项选择题)(每题 1.00 分)我国近几年基础设施建设和居民住宅有了长足发展,建(构)筑物多采用钢筋混凝土结构,其中各种A. 型钢轧制B. 棒线材轧制C. 热轧板卷轧制D. 无缝管轧制正确答案:B,7.(单项选择题)(每题 1.00 分)下列关于堆取料机安全控制措施的说法,正确的是()。
2019年国家安全工程师《金属冶炼安全》职业资格考前练习一、单选题1.下列储煤仓和煤塔的安全措施及要求,说法错误的是( )。
A、煤塔上部的人孔或检修孔应安装围栏等防护设施B、受煤坑的箅格不得大于0.2 m×0.3 mC、粉碎机后各煤槽箅缝不得大于0.2 mD、严禁在受煤坑箅子上站人>>>点击展开答案与解析【答案】:D【解析】:禁止在箅子上行走,以防坠落。
工作时,受煤坑是需要受煤工值守作业的,处理一些不能自主下落的大块煤,受煤工不可避免地要在箅子上短暂站立。
2.粗铜的火法精炼过程可分为两个阶段,即除渣阶段和得到阳极铜,两个阶段的化学反应说法正确的是( )。
A、两次氧化反应B、两次还原反应C、先氧化反应后还原反应D、先还原反应后氧化反应>>>点击展开答案与解析【答案】:C【解析】:多数杂质对氧元素的亲和力大于铜,即杂质更容易被氧化,并且杂质氧化物在铜金属溶液中溶解度非常小,可以将杂质氧化物去除,但随之带来的是一部分铜也被氧化成氧化铜,最后是将氧化除渣后的铜液还原得到粗铜。
3.下列关于防范氧化炉喷炉安全技术措施的说法,错误的是( )。
A、控制合适的物料含硫量,使配焦沫量控制尽可能低B、炉内泡沫渣较为严重的情况下,提高铅泥、烟灰配入量C、严格控制焦沫配料量的稳定性,防止瞬间焦沫量过大D、严格控制下料口操作,避免出现下料口堵塞现象>>>点击展开答案与解析【答案】:B【解析】:控制合适的物料含硫量,使配焦沫量控制尽可能低,可维持炉内热平衡。
在配焦沫量较大,炉内泡沫渣较为严重的情况下,降低铅泥、烟灰配入量,同时降低焦沫配入量。
严格控制焦沫配料量的稳定性,防止瞬间焦沫量过大。
4.下列关于铁水预处理的安全要求,说法错误的是( )。
A、铁水罐内铁水面以上自由空间高度.喷吹法时不应小于500mmB、铁水罐内铁水面以上自由空间高度,机械搅拌法时不应小于700mmC、采用CaC2与镁粉作脱硫剂时,其贮粉仓应采用氮气保护D、CaC2仓附近区域,应设一氧化碳检测和报警装置>>>点击展开答案与解析【答案】:D【解析】:CaC2仓附近区域,应设乙炔检测和报警装置。
粗铜火法精炼技术的发展趋势摘要火法精炼主要是采用一些对氧的亲和力比对铜的亲和力的大的杂质,并且这些杂质的氧化物与铜液之间不具备相容性的特点。
通过进行氧化造渣或者挥发等措施将粗铜中的杂质去除或者消除烟害。
粗铜精炼主要分为火法精炼和电解精炼,目前国内外很多的炼铜厂对于粗铜的精炼都是先采用火法精炼,然后在利用电解精炼去除粗铜中所含的杂质以及烟害。
本文主要进行分析粗铜火法精炼的过程以及粗铜火法精炼技术的发展方向。
关键词粗铜;火法精炼技术;发展趋势中图分类号TF811 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)052-0231-01传统的粗铜火法精炼主要是采用氧化还原精炼技术:首先采用富氧空气将粗铜中杂质通过氧化的作用去除,然后再采用碳氧化物还原剂将前一阶段氧化过程中精炼中富含的多余的氧以及杂质去除。
在粗铜精炼的过程中采用这种技术不仅会造成空气污染,而且也会造成在氧化过程中产生新的杂质,从而为粗铜精炼造成负担,因此研究粗铜火法精炼技术对减少炼铜厂的污染,提高经济效益具有重要的作用。
1 粗铜火法精炼技术简介1.1 粗铜火法精炼的原理粗铜火法精炼的原理主要是由于铜对氧的亲和力小于铜中杂质对氧的亲和力,并且铜中很多杂质的氧化物在铜液中溶解度是非常小的,如果空气进入到铜的熔体中,将会与熔体中铜产生氧化的作用,从而产生Cu2O,然后再与熔体中其他的金属杂质产生作用,使杂质氧化。
其作用机理主要是:4Cu+O2=2Cu2O,Cu2O+Me+MeO+Cu,其中公式中Me主要是指金属杂质,在精炼的过程中将会溶解于熔融铜中,并且Cu2O的溶解度将会随着温度的增加而逐渐增加,其中溶解度和温度之间的关系如下表所示:表1 溶解度和温度之间的关系温度(℃)1100 1150 1200 1250溶解度(%) 5 8.2 12.3 13在粗铜火法精炼的过程中如果铜中Cu2O的含量高于上表中温度下的溶解度的时候,其铜的熔体将会分为饱和铜的Cu2O液相和饱和Cu2O的铜液相两层。
粗铜的火法精炼工艺1概述1.1阳极炉精炼的目的粗铜火法精炼的任务是除去一部分杂质,目的是为电解精炼提供合乎要求的阳极铜,并浇铸成表面平整、厚度均匀、致密的阳极板,以保证电解铜的质量和降低电解精炼的成本。
1.2阳极炉精炼的过程描述转炉产出的粗铜装入粗铜包子,用液体吊车倒入阳极炉内,先通入压缩空气使之产生氧化反应,氧化结束后扒出炉渣,开始通入还原剂使之产生还原反应,还原结束后开始浇铸,精炼过程采用重油做燃料。
阳极板的双圆盘定量浇铸系统是由程序来自动控制的。
产生的烟气经过空气换热器冷却后经排空。
1.3阳极炉精炼的工艺流程2粗铜火法精炼原理粗铜的火法精炼包括氧化与还原两个主要过程。
粗铜的火法精炼通常是在1150~1250℃的温度下,先向铜熔体中鼓入空气,使铜熔体中的杂质与空气中的氧发生氧化反应,以金属氧化物MO形态进入渣中,然后用碳氢还原剂将熔解在铜的氧出去,最后浇铸成合格的阳极送去电解精炼。
2.1阳极炉精炼氧化原理及主要物理化学变化阳极炉氧化精炼是在1150~1200℃的高温下,将空压风鼓入熔铜中,由于铜液中大多数杂质对氧的亲合力都大于铜对氧的亲合力,且多数杂质氧化物在铜水中的溶解度很小,当空气中的氧通入铜熔体中便优先将杂质氧化除去。
脱硫是在氧化过程中进行的。
向铜熔体中鼓入空气时,除了O2直接氧化熔铜中的硫产生SO2之外,氧亦熔于铜中。
但熔体中铜占绝大多数,而杂质占极少数,按质量作用定律,优先反应的是铜的大量氧化:4Cu+O2=2Cu2O所生成的Cu2O 溶解于铜水中,其溶解度随温度升高而增大。
1100℃,溶解的Cu2O=5%,相应的O2=0.56%1150℃,溶解的Cu2O=8.3%,相应的O2=0.92%1200℃,溶解的Cu2O=12.4%,相应的O2=1.38%1250℃,溶解的Cu2O=13.1%,相应的O2=1.53% 500℃1083℃20406080100Cu 重量% CuO700℃900℃1065℃1200℃1230℃3.4712.41300℃当Cu2O 含量超过该温度下的溶解度时,则熔体分为两层,下层是饱和了Cu2O 的铜液相,上层是饱和了铜的Cu2O 液相。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟粗铜的火法精炼铜锍吹炼产出的粗铜含有较高的硫、氧和其他一些杂质,如铁、钴、锌、铅、锡、镍、砷、锑、铅等,此外还有含有硒、碲、锗、金、银等稀有元素和贵金属,其总含量可达0.5%~2%。
为除去粗铜中的杂质和回收贵金属等有价元素,应将粗铜进行火法精炼和电解精练。
火法精炼只能将对氧亲和力较大的杂质除到一定的程度,而贵金属仍留于火法精炼铜中。
粗铜火法精炼的目的是为电解精炼提供合乎要求的阳极铜,并浇铸成表面平整、厚均匀、致密的阳极板,以保证电解铜的质量和降低电解精炼的成本。
在火法精炼时,由于铜是主体,杂质浓度很低,故铜首先被氧化:4[Cu]+O2=2[Cu2O] 生成的氧化亚铜溶于铜熔体中,将铜液中的杂质Me 氧化:[Cu2O]+[Me]=2[Cu]+(MeO)欲使杂质残留于铜液中的极限浓度最低,应控制以下因素:(1)氧化亚铜始终保持饱和状态;(2)降低杂质氧化物的活度;(3)温度不宜太高。
粗铜火法精炼多采用固定式精炼炉、回转式精炼炉,也还有倾动式精炼炉。
表1 和表2 列出了国内外一些火法精炼过程的指标。
表1 国内火法精炼技术经济指标(一)厂别铜精炼回收率/%铜精炼真收率/%床能率/t·(m2·d)-1 燃料还原剂种类单耗/kg·t-1 种类单耗/kg·t-1 鑫冶(上海)99.9199.28.28 重油80~90 重油6 白银99.6958~12 重油70~90 重油8 云冶99.898.74 重油87 木炭粉13 重冶99.698.54.36 天然气167m3/t 柴油11 株冶99.797 重油90~110 重油10~20 广冶99.0296.83.1 重油180 重油6 贵冶99 重油50~60 液化石油气4~6 大冶98 重油42 重油5~6 表1 国内火法精炼技术经济指标(二)厂别烟气废热利用每炉还原时间/h 渣率/%渣含铜/%电耗/kW·h·t-1 水耗/t·t-1 铸模消耗/个·t-1(阳极)利用方式利用率/%鑫冶(上海)锅炉空气预热器生产蒸汽热风621.50.5~0.610~30301.8 铸铁120。
铜火法精炼和湿法精炼铜火法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中注入重油、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。
精炼后可铸成点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炉内进行。
火法精炼的产品叫火精铜,一般含铜99.5%以上。
火精铜中常含有金、银等贵金属和少量杂质,通常要进行电解精炼。
若金、银和有害杂质含量很少,可直接铸成商品铜锭。
粗铜火法精炼主要由鼓风氧化和重油还原两个操作环节构成。
铜中有害杂质除去的程度主要取决于氧化过程,而铜中氧的排除程度则取决于还原程度。
1.氧化过程由于粗铜含铜98%以上,所以在氧化过程中,首先是铜的氧化:4Cu+O2=2Cu2O生成的Cu2O溶解于铜液,在操作温度1373~1523K条件下,Cu2O在铜中的杂质金属(Me)发生反应:Cu2O +Me=2Cu+MeO反映平衡常数:K=[MeO]*[Cu]/[Cu2O][Me]因为MeO在铜里溶解度小,很容易饱和;而铜的浓度更大,杂质氧化时几乎不发生变化,故都可视为常数,因此K*=[Me]/[Cu2O]所以,Cu2O的浓度越大,杂质金属Me的浓度就越小。
因此,为了迅速完成地出去铜中的杂质,必须使铜液中Cu2O的浓度达到饱和。
升高温度可以增加铜液中Cu2O的浓度,但温度太高会使燃料消耗增加,也会使下一步还原时间延长,所以氧化期间温度以1373~1423K为宜。
此时Cu2O的饱和浓度为6%-8%。
氧化除杂质时,为了减少铜的损失和提高过程效率,常加入各种溶剂如石英砂,石灰和苏打等,使各种杂质生成硅酸铅、砷酸钙等造渣除去。
脱硫是在氧化精炼最后进行,这是因为有其他对氧亲和势力的金属时,铜的硫化物不易被氧化,但只要氧化除杂质金属结束,立即就会发生剧烈的相互反应,放出SO2: CuS+2Cu2O=6Cu+SO2这时铜水出现沸腾现象,称为“铜雨”。
铜精矿冶炼(火法)火法炼铜主要工艺主要包括:(1)铜精矿的造锍熔炼;(2)铜锍吹炼成粗铜;(3)粗铜火法精炼;(4)阳极铜电解精炼。
经冶炼产出最终产品-电解铜(阴极铜)。
目前世界铜冶炼厂使用的主要熔炼工艺为闪速熔炼和熔池熔炼。
1.熔池熔炼:精矿被抛到熔体的表面或者被喷入熔体内,通常向熔池中喷入氧气和氮气使熔池发生剧烈搅拌,精矿颗粒被液体包围迅速融化,因此,吹炼反应能够产生维持熔炼作业所需的大部分热量,使含有氧气的气泡和包裹硫化铜/铁的溶液发生质量传递。
而闪速熔炼中的干精矿是散布在氧气和氮气的气流中的,精矿中所含的硫和铁发生燃烧,在熔融颗粒进入反应空间时即产生熔炼和吹炼。
当这些颗粒与熔池融为一体时,有些反应还会继续进行,但大部分是在飞行过程中发生的。
2.闪速炼铜:其基本流程是各种精矿在闪速炉熔炼产出冰铜,然后将冰铜水淬,磨粉并干燥,再在另一规格较小的闪速炉中用富氧空气吹炼成粗铜,产出的粗铜通过溜槽加至阳极炉。
闪速吹炼具有生产能力大、工艺技术先进、成熟可靠、环保好、自动化程度高、运行费用低、烟气量小、二氧化硫浓度高且稳定等优点,具有良好的推广应用价值,尤其适合于新建大型铜冶炼厂和对环保要求非常严格的炼铜厂改造。
3.粗铜火法精炼:以回转炉精炼为主,由于传统固定式精炼炉主要依靠人工操作、劳动强度大、环保效果差、易跑铜、难控制,已逐步被机械化程度高、炉体密闭易操作的回转式阳极炉所替代。
4.电解精炼:电解精炼工艺主要分为传统始极片工艺和不锈钢永久性阴极工艺,永久阴极电解工艺是当前电解工艺的发展趋势。
主要是因不锈钢阴极法采用不锈钢板做成阴极代替铜始极片,阴极铜产品再从不锈钢阴极上剥取,不锈钢阴极再返回电解槽中继续使用。
该方法无始极片生产系统,简化了生产过程。
且由于不锈钢阴极平直,生产过程中短路现象少,不但提高了产品质量,而且可使用较高的电流密度和较小的极距。
国内外火法炼铜进展及发展趋势熔池熔炼:1.诺兰达连续炼铜法:该法很适于使用氧气。
铜火法精炼和湿法精炼铜火法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中注入重油、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。
精炼后可铸成点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炉内进行。
火法精炼的产品叫火精铜,一般含铜99.5%以上。
火精铜中常含有金、银等贵金属和少量杂质,通常要进行电解精炼。
若金、银和有害杂质含量很少,可直接铸成商品铜锭。
粗铜火法精炼主要由鼓风氧化和重油还原两个操作环节构成。
铜中有害杂质除去的程度主要取决于氧化过程,而铜中氧的排除程度则取决于还原程度。
1.氧化过程由于粗铜含铜98%以上,所以在氧化过程中,首先是铜的氧化:4Cu+O2=2Cu2O生成的Cu2O溶解于铜液,在操作温度1373~1523K条件下,Cu2O在铜中的杂质金属(Me)发生反应:Cu2O +Me=2Cu+MeO反映平衡常数:K=[MeO]*[Cu]/[Cu2O][Me]因为MeO在铜里溶解度小,很容易饱和;而铜的浓度更大,杂质氧化时几乎不发生变化,故都可视为常数,因此K*=[Me]/[Cu2O]所以,Cu2O的浓度越大,杂质金属Me的浓度就越小。
因此,为了迅速完成地出去铜中的杂质,必须使铜液中Cu2O的浓度达到饱和。
升高温度可以增加铜液中Cu2O的浓度,但温度太高会使燃料消耗增加,也会使下一步还原时间延长,所以氧化期间温度以1373~1423K为宜。
此时Cu2O的饱和浓度为6%-8%。
氧化除杂质时,为了减少铜的损失和提高过程效率,常加入各种溶剂如石英砂,石灰和苏打等,使各种杂质生成硅酸铅、砷酸钙等造渣除去。
脱硫是在氧化精炼最后进行,这是因为有其他对氧亲和势力的金属时,铜的硫化物不易被氧化,但只要氧化除杂质金属结束,立即就会发生剧烈的相互反应,放出SO2: CuS+2Cu2O=6Cu+SO2这时铜水出现沸腾现象,称为“铜雨”。
2 基本过程铜火法精炼包括氧化脱硫等杂质和还原脱氧两个基本过程。
氧化过程又称氧化精炼期,主要是脱除粗铜中的硫、铁、铅、锌、镍、砷、锑、锡和秘等杂质。
熔池中待精炼熔体质量的98%以上是铜,所以氧化过程一开始,首先是铜被鼓入熔池的空气中的氧所氧化: 4Cu+O2一2Cu2O 生成的Cu2O溶解于铜液中,在操作温度1373一1523K条件下,CuZO在铜中溶解度为6%一13%。
铜中杂质金属(Me)遇溶解在铜液中的Cu2O时便发生反应: Cu2O+Me——MeO十2Cu 由于MeO在铜中溶解度很小,而铜的浓度在杂质氧化时几乎不发生变化,可视为常数,上式的反应平衡常数为:K=〔Cu2O〕〔Me,〕K‘或〔Me‘〕〔Cu2O〕式中表明,Cu2O的浓度越高,杂质金属的浓度就越小,被除去的杂质就越多。
从节约嫉料和不延长下一步还原过程所需时间等综合因素出发,氧化过程温度控制在1373~1423K时,eu2o的饱和浓度约为6%~s%。
氧化精炼期通常还要加入石英砂、石灰和苏打等熔剂,以使铁、铅、砷、锑等杂质氧化后造渣除去。
除硫是在氧化过程的后期完成。
因为在有对氧的亲和势较大的金属杂质存在时,铜的硫化物不易氧化,而一旦金属杂质氧化结束,铜中硫的氧化反应会剧烈进行: 〔S〕e。
+2〔O〕eu一502(g) 反应平衡常数为: p阳。
氧化精炼末期铜液含氧约0.6%,1373K时的反应平衡常数K值为90,气相中户、2在3. ZkPa左右,由此计算铜液中含硫量可以降到0.001%。
铜液中以Cu2O 形态存在的氧在下一步还原过程中除去。
还原过程又称还原精炼期。
用重油、丙烷等还原剂将CuZO还原成金属铜,使铜中氧含量降到0.05% ~0.10%的过程。
重油等还原剂受热裂解为HZ、CO、C等成分,还原反应为: Cu2O十H2—2Cu+H2O Cu:O+CO—2Cu+CO2Cu2O+C一2Cu+CO 还原精炼期的终点控制十分重要,如过还原,氢气在铜液中的溶解量会急剧增加,在浇铸铜阳极板时析出,使阳极板多孔;而还原不足时,就不能产生一定量的水蒸气,以抵消铜冷凝时的体积收缩部分,降低了阳极板的物理规格,同样不利。
铜精炼工艺操作规程1、工艺原理一般粗铜含有 0.5~1.5%的杂质,紫杂铜含有 1~5%的杂质。
这些杂质的存在,使铜的抗腐性弱,机械性能差,导热、导电率低,不适合机械加工及电气工业的应用。
火法精炼主要是将金、银等贵重金属以外的杂质含量降低到相应限度,以满足电解精炼的要求。
火法精炼是将粗铜、紫杂铜装入精炼炉内熔化后,向熔体铜内通入空气,使其中对氧亲和力较大的杂质 Zn 、Fe 、Pb 、Sn 、As 、S 等发生氧化,以氧化物的形态与参加炉内的熔剂发生氧化反响,于铜液外表形成炉渣,或挥发进入炉气而除去。
残留在铜液中的氧,经复原脱去后,即可浇铸成电解精炼用的阳极板。
因此,铜火法精炼可分成以下两个主要反响阶段: 1.1 氧化阶段在 1160℃的温度条件下,使铜液中的杂质发生氧化而除去。
主要反响式: 4Cu+O =2Cu O22Cu O+Me=2 Cu+MeO2MeO+SiO = Me O·SiO222Cu 2O+ Cu 2S=6 Cu+SO ↑21.2 复原阶段经氧化后铜熔体约含有 8%左右的氧,需进展复原以脱除铜熔体中的氧。
其主要反响式〔用煤粉作复原剂〕:Cu O+C=2 Cu+CO24 Cu2O+CH4=8 Cu+CO2+2 H O2Cu O+CO=2 Cu+CO2 2Cu O+H =2 Cu + H O2 2 26Cu O+2C H =12 Cu+2CO+m H + 2CO2 2 m 22 2、工艺流程3、主要工艺设备一览表序号 设备名称规格型号数 量主要技术参数 备注69-12-8D7空气压缩机 3LA-16/3.5风量 6763-7981m 3/h3 风 压 21732-21947Pa打气量 16m 3/min 4出口压力 0.35MPa75Kw电机 75 Kw冷却水泵JS80-65-160配 用 电 机 Y132S -2 282扬 程 28m 流 量 7.5 Kw50m 3/h热水泵 JS100-65-250扬 程 20m 流 量 配 用 电 机 Y132S-4 9250m 3/h7.5 Kw10 贮油罐200m 32 Φ 6500*6800玻璃钢冷塔80,100t桓台宏玉玻璃钢生产11 212 切割机J3G-400 113 电焊机BX1-3002沟通 〔打〕齿轮流量 33.3L/minY100 L 2-42.2 Kw14油泵KCB-33.3 41.45MPa(卸)齿轮流量 300L/minY132 M 2-615 油泵KCB-300 20.36MPa5.5Kw1 铜阳极 精炼炉炉 膛 4900*2600 4 容量:60-75t 熔池面积:13 ㎡ 燃料:煤焦油最大熔池深度:680㎜ 2 圆盘浇铸机Φ 8600-9000 铸模 18-20 块 配用电机㎜ 2 浇铸速度 100 块/时 2.2Kw 3 地轨加料机 自制 2加料力量 1t/次电动单梁桥式起重量 3-5 吨 Zd 41-4 14 起重机6 电机 7.5 Kw起重量 2.5t5 卷扬机 JJK 20 平均绳速 25m/min Y100L1-42.2Kw风机9-12 风量 7133m 3/h 55Kw2 风压 16729Pa4、工艺技术条件4.1铜阳极板技术标准4.1.1铜阳极板的化学成分Cu≥99.0%~99.5% As ≤0.09%Sb ≤0.02%Bi ≤0.02% Zn≤0.02%Fe≤0.05%Pb≤0.15%Ni≤0.25%S≤0.05% 4.1.2.1 每块阳极板的重量为200±20Kg(外购板±5Kg)〔鹏辉〕;每块铜阳极板的重量 265Kg,每块重量允差±5Kg。
粗铜的火法精炼工艺原理火法精炼原理:粗铜中多数杂质对O的亲和力大于Cu对O的亲和力,而且杂质氧化物在Cu中的溶解度非常小,因此杂质以氧化物炉渣的形式出去。
同时氧化过程的进行使铜中产生过量的氧化铜,最终需要还原得到粗铜。
即粗铜的火法精炼分为氧化过程和还原过程。
1.氧化过程(氧化除渣阶段)空气进入铜熔体,首先与铜反应生成Cu2O,再与其它金属杂质作用使杂质氧化,化学反应如下:4Cu+O2→2Cu2OCu2O+Me→MeO+Cu反应式中的Me代表金属杂质。
2.还原过程(还原得到阳极铜)氧化除渣后铜液中的Cu2O,用还原剂进行还原:Cu2O+H2→2Cu+H2OCu2O+CO→2Cu+CO2Cu2O+C→2Cu+CO还原剂有:重油、天然气、液化石油气、木炭等。
得到的阳极铜送电解车间进行电解精炼。
铜的电解精炼铜的电解精炼,是将火法精炼的铜浇铸成阳极板,用纯铜薄片作为阳极片,相间地装入电解槽中,用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液,在直流电的作用下,阳极上的铜和电位较负的金属溶解进入溶液,而贵金属和某些金属(硒、碲)不溶,成为阳极泥沉淀于电解槽底,溶液中的铜在阳极上优先析出,而其他电位较负的金属不能在阳极上析出。
这样,阳极上析出的金属铜纯度很高,成为阴极铜或电解铜。
电解精炼过程 阳极 火法精炼铜 阴极 电解铜 阴极铜。
电解精炼过程阳极:火法精炼铜;阴极:电解铜(阴极铜)电解液:硫酸铜和硫酸的水溶液。
引入直流电,阳极铜溶解,在阴极析出纯铜,杂质进入阳极泥或电解液 从而实现铜和杂质的分离。
1.阳极反应电解液中含有H+、Cu2+、SO42-和水分子,当通入直流电时,在阳极上可能的氧化反应为:Cu-2e→Cu2+Me-2e→Me2+SO42--2e→SO3+1/2O2H2O-2e→2H++1/2O2Me指Fe、Pb、Ni、As、Sb等,电极电位比铜负,与铜一起溶解进入电解液:SO42-和H2O电极电位比铜正得多,在阳极上不可能进行,反应。
粗铜的火法精炼工艺1概述1.1阳极炉精炼的目的粗铜火法精炼的任务是除去一部分杂质,目的是为电解精炼提供合乎要求的阳极铜,并浇铸成表面平整、厚度均匀、致密的阳极板,以保证电解铜的质量和降低电解精炼的成本。
1.2阳极炉精炼的过程描述转炉产出的粗铜装入粗铜包子,用液体吊车倒入阳极炉内,先通入压缩空气使之产生氧化反应,氧化结束后扒出炉渣,开始通入还原剂使之产生还原反应,还原结束后开始浇铸,精炼过程采用重油做燃料。
阳极板的双圆盘定量浇铸系统是由程序来自动控制的。
产生的烟气经过空气换热器冷却后经排空。
1.3阳极炉精炼的工艺流程2粗铜火法精炼原理粗铜的火法精炼包括氧化与还原两个主要过程。
粗铜的火法精炼通常是在1150~1250℃的温度下,先向铜熔体中鼓入空气,使铜熔体中的杂质与空气中的氧发生氧化反应,以金属氧化物MO形态进入渣中,然后用碳氢还原剂将熔解在铜的氧出去,最后浇铸成合格的阳极送去电解精炼。
2.1阳极炉精炼氧化原理及主要物理化学变化阳极炉氧化精炼是在1150~1200℃的高温下,将空压风鼓入熔铜中,由于铜液中大多数杂质对氧的亲合力都大于铜对氧的亲合力,且多数杂质氧化物在铜水中的溶解度很小,当空气中的氧通入铜熔体中便优先将杂质氧化除去。
脱硫是在氧化过程中进行的。
向铜熔体中鼓入空气时,除了O2直接氧化熔铜中的硫产生SO2之外,氧亦熔于铜中。
但熔体中铜占绝大多数,而杂质占极少数,按质量作用定律,优先反应的是铜的大量氧化:4Cu+O2=2Cu2O所生成的Cu2O 溶解于铜水中,其溶解度随温度升高而增大。
1100℃,溶解的Cu2O=5%,相应的O2=0.56%1150℃,溶解的Cu2O=8.3%,相应的O2=0.92%1200℃,溶解的Cu2O=12.4%,相应的O2=1.38%1250℃,溶解的Cu2O=13.1%,相应的O2=1.53% 500℃1083℃20406080100Cu 重量% CuO700℃900℃1065℃1200℃1230℃3.4712.41300℃当Cu2O 含量超过该温度下的溶解度时,则熔体分为两层,下层是饱和了Cu2O 的铜液相,上层是饱和了铜的Cu2O 液相。