粗铜的火法精炼工艺

采用预热空气燃烧，可以使燃料预热，提前着火，促进充分燃烧，特别是对着火点较高的粉煤尤有好处。预热空气带进的物理热，可提高燃料燃烧温度，降低燃料消耗。空气在烟道中预热至300～500℃，燃烧温度可提高100～200℃，燃料消耗可降低10%～20%。由于精炼炉的冶炼温度不是很高，一般燃料燃烧温度都能满足冶炼工艺的要求。在空气换热器之前还需设置废热锅炉以降低烟气温度，况且换热器的维护保养麻烦，还增加设备投资。因此，多数工厂都不愿采用预热空气，只是安装废热锅炉或汽化冷却水套来回收余热。
炉子密封性差，散热损失大，烟气泄漏多，车间环境差。
氧化、还原作业，对于氧化剂和还原剂的利用率低。
风管及辅助材料消耗大，操作效率低。
炉子操作安全性不如回转精炼炉和倾动精炼炉。
氧化、还原、扒渣和出铜等作业全部是手工操作。劳动量和劳动强度大，劳动条件差，难以实现机械化和自动化。
1、固定式射炉的缺点
固定式反射炉结构
三、固定式反射炉
固定式反射炉是传统的火法精炼设备，是一种表面加热的膛式炉，结构简单，操作容易，可以处理冷料，也可以热料，可以烧固体燃料、液体燃料或气体燃料。炉子容积可大、可小，波动范围较大。为了在精炼时使各部分熔体的温度保持均匀，从而使熔体各部分的杂质（特别是气体）含量及浇铸温度均匀，炉子作业空间不能太长以免发生温度降，为使熔池温度趋于一致，精炼炉有1.5～2m的燃烧前室，而且把炉顶做成下垂式，保证炉尾温度与炉子中央的温度相近。
无论采用固体、液体或气体燃料，燃烧过程的好坏是决定反射炉供热状况的首要条件。燃烧过程与烧嘴构造、烧嘴性能、燃烧条件以及操作等因素有关。诸如燃料与空气混合均匀、燃料入炉的扩散角适当、入炉后能尽快着火、及合理的火焰长度和温度等，都是保证燃料有效燃烧的重要条件。此外，由结构型式和尺寸决定的炉子本身的热工特性，也影响着炉内的传热。

优势，且并不能从根本上解决环境污染问
题，不利于贵金属等有价伴生元素的回收， 因此在工业上未得到广泛应用。
• 我国铜冶炼主要以火法冶炼为主，总产量占全 部铜产量约96%，我国也是采用铜冶炼工艺种 类最多的国家，国际上先进的铜冶炼技术在我 国大多已采用，且生产规模远大于其它国家， 同时仍存在大量采用落后生产工艺、污染严重 的中小型铜冶炼企业，根据《有色金属产业调 整和振兴规划》的要求，铜冶炼行业规划目标 是：按期淘汰落后产能，节能减排取得积极成 效，企业重组取得进展，创新能力明显增强， 资源保障能力进一步提高。
• 火法炼铜的原则流程如下，流程图见图
• 铜精矿(15～30%Cu)——造锍熔炼——冰 铜 （铜锍25～70%Cu）——吹炼——粗铜 （98～99%Cu）——火法精炼——阳极铜 （99%Cu）——电解精炼——电铜(99.9599.98%Cu)。
• 火法炼铜生产过程一般由以下几个工序组 成：备料、熔炼、吹炼、火法精炼、电解 精炼，最终产品为电解铜。配套工序：阳 极泥处理、余热回收、余热发电、烟气收 尘、烟气制酸、循环水系统等。
• 火法冶炼铜主要产物环节如下：
• 除火法工艺外，近20 年来湿法炼铜工艺也取 得了长足的进步，湿法工艺不仅可以处理一些 难选的氧化矿和表外矿、铜矿废石等，而且随 着细菌浸出和加压浸出的发展，亦可以处理硫 化铜矿石，并能获得较好的经济效益，从而大 大拓宽了铜资源综合利用范围。该法是在常温 常压或高压下，用溶剂浸出矿石或焙烧矿中的 铜，经过净液，使铜和杂质分离，而后用萃取 -电积法，将溶液中的铜提取出来。对氧化矿 和自然铜矿，大多数工厂用溶剂直接浸出；对 硫化矿，一般先经焙烧，而后浸出。
火法冶炼及湿法冶炼 铜工艺介绍
• 铜的冶炼工艺有火法冶炼和湿冶炼两种 方法。

铜冶炼水平与工艺水平1)火法冶炼工艺当前，全球矿铜产量的75%-80％是以硫化形态存在的矿物经开采、浮选得到的铜精矿为原料，火法炼铜是生产铜的主要方法，特别是硫化铜精矿，基本全部采用火法冶炼工艺。

火法处理硫化铜精矿的主要优点是适应性强，冶炼速度快，能充分利用硫化矿中的硫，能耗低。

其生产过程一般由以下几个工序组成：备料、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼，最终产品为电解铜。

原料制备工序：将铜精矿、燃料、熔剂等物料进行预处理，使之符合不同冶炼工艺的需要。

熔炼工序：通过不同的熔炼方法，对铜精矿造硫熔炼，炼成含铜、硫、铁及贵金属的冰铜，使之与杂质炉渣分离；补出的含二氧化硫烟气经收尘后用于制造硫酸或其他硫制品，烟尘返回熔炼炉处理。

吹炼工序：除去冰铜中的硫铁，形成含铜及贵金属的粗铜，炉渣和烟尘返回上一工序处理。

火法精炼工序：将粗铜中硫等杂质进一步去除，浇铸出符合电解需要的阳极板。

电解精炼工序：除去杂质，进一步提纯，生产出符合标准的阴极铜成品，并把金银等贵金属富集在阳极泥中。

传统熔炼方法如鼓风炉熔炼、反射炉熔炼和电炉熔炼，由于效率低、能耗高、环境污染严重而逐渐被新的富氧强化熔炼工艺所代替［[3]新的富氧强化熔炼可分为闪速熔炼和熔池熔炼两大类，前者包括奥托昆普型闪速熔炼和加拿大国际镍公司闪速熔炼等，后者包括诺兰达法、三菱法、艾萨法、奥斯麦特法和瓦纽可夫法以及我国自主开发的水口山法、白银炉熔炼、金峰炉熔炼等技术。

铜锍吹炼方法有传统的卧式转炉、连续吹炼炉、虹吸式转炉。

新型吹炼技术包括艾萨吹炼炉、三菱吹炼炉和闪速吹炼炉等。

粗铜的火法精炼在阳极炉内进行，对于转炉产出的液态粗铜采用回转式阳极炉或固定式反射炉精炼，经氧化、还原等作业进一步脱除粗铜中的铁、铅、锌、砷、锑、铋等杂质，并浇铸成含铜99.2%-99.7％的阳极板。

铜电解工艺有传统电解法、永久阴极电解法和周期反向电流电解法3种。

目前大多数电解铜厂都使用传统电解法，永久阴极电解法和周期反向电流电解法是20世纪70年代以来发展的新技术。

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。

第1篇一、引言铜作为一种重要的金属资源，广泛应用于电气、电子、机械、建筑、装饰等领域。

我国是世界上最大的铜消费国，铜产业的发展对国民经济具有重要意义。

本文将详细介绍生产铜的工艺，包括铜的采矿、选矿、冶炼、精炼等环节。

二、采矿1. 铜矿床类型铜矿床主要分为：沉积铜矿床、火山岩铜矿床、矽卡岩铜矿床、斑岩铜矿床等。

2. 铜矿开采方法（1）露天开采：适用于埋藏较浅、规模较大的铜矿床。

主要采用爆破、挖掘、运输等工序。

（2）地下开采：适用于埋藏较深、规模较小的铜矿床。

主要采用凿岩、爆破、装载、运输等工序。

三、选矿1. 选矿目的选矿是将铜矿石中的铜矿物与其他矿物分离，提高铜的品位和回收率。

2. 选矿方法（1）物理选矿：包括重力选矿、磁选、浮选等。

（2）化学选矿：包括浸出、溶剂萃取、电解等。

3. 物理选矿（1）重力选矿：利用矿物密度差异进行分离。

如跳汰选矿、摇床选矿等。

（2）磁选：利用矿物磁性差异进行分离。

如湿式磁选、干式磁选等。

（3）浮选：利用矿物表面性质差异进行分离。

如油酸、水玻璃等浮选剂。

4. 化学选矿（1）浸出：利用溶剂与铜矿物反应，使铜溶解于溶液中。

如硫酸浸出、酸浸等。

（2）溶剂萃取：利用萃取剂与铜离子形成可溶性络合物，实现铜的分离。

如硫酸铜萃取、氯化铜萃取等。

（3）电解：利用电解质溶液中的铜离子在电极上还原成金属铜。

如阳极泥电解、阳极泥火法冶炼等。

四、冶炼1. 冶炼目的冶炼是将选矿后的铜精矿转化为金属铜，提高铜的纯度。

2. 冶炼方法（1）火法冶炼：包括熔炼、吹炼、精炼等工序。

（2）电解精炼：将铜精矿或阳极泥电解成高纯度铜。

3. 火法冶炼（1）熔炼：将铜精矿与焦炭、石灰石等熔剂混合，在高温下熔炼成粗铜。

（2）吹炼：利用吹炼炉将粗铜吹炼成阳极铜。

（3）精炼：将阳极铜电解成高纯度铜。

4. 电解精炼（1）阳极：采用阳极泥或电解精炼后的阳极铜作为阳极。

（2）阴极：采用纯铜板作为阴极。

（3）电解液：采用硫酸铜溶液作为电解液。

铜的加工冶炼工艺流程火法炼铜是当今生产铜的主要方法，占铜产量的80%左右，主要是处理硫化矿。

火法炼铜的优点是原料适应性强，能耗低，效率高，金属回收率高。

火法炼铜可分两类：一是传统工艺：如鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼。

二是现代强化工艺：如闪速炉熔炼、熔池熔炼。

由于20世纪中叶以来全球性的能源和环境问题突出，能源日趋紧张，环境保护法规日益严格，劳动成本逐步上涨，促使铜冶炼技术从20世纪80年代起获得飞速发展，迫使传统的方法不得不被新的强化方法来代替，传统冶炼方法逐渐被淘汰。

随之兴起的是以闪速熔炼和熔池熔炼为代表的强化冶炼先进技术，其中最重要的突破是氧气或富氧的广泛应用。

经过几十年的努力，闪速熔炼与熔池熔炼已基本取代传统火法冶炼工艺。

1、火法冶炼工艺流程火法工艺过程主要包括四个主要步骤：造锍熔炼、铜锍（冰铜）吹炼、粗铜火法精炼和阳极铜电解精炼。

造硫熔炼（铜精矿—冰铜）：主要是使用铜精矿造冰铜熔炼，目的是使铜精矿部分铁氧化，造渣除去，产出含铜较高的冰铜。

冰铜吹炼（冰铜—粗铜）：将冰铜进一步氧化、造渣脱除冰铜中的铁和硫，生产粗铜。

火法精炼（粗铜—阳极铜）：将粗铜通过氧化造渣进一步脱除杂质元素，生产阳极铜。

电解精炼（阳极铜—阴极铜）：通过引入直流电，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，产出阴极铜。

火法炼铜一般流程图2、火法冶炼工艺分类（1）闪速熔炼闪速熔炼（flash smelting）包括国际镍公司因科（Inco）闪速炉、奥托昆普（Outokumpu）闪速炉和旋涡顶吹熔炼（ConTop）3种。

闪速熔炼是充分利用细磨物料巨大的活性表面，强化冶炼反应过程的熔炼方法。

将精矿经过深度干燥后，与熔剂经干燥一起用富氧空气喷入反应塔内，精矿粒子在空间悬浮1-3s时间，与高温氧化性气流迅速发生硫化矿物的氧化反应，并放出大量的热，完成熔炼反应即造锍的过程。

反应的产物落入闪速炉的沉淀池中进行沉降，使铜锍和渣得到进一步的分离。

火法炼铜工艺讲解1 概述铜是人类应用的最古老的金属之一，它有很长的、很光辉的历史。

考古学证明，早在一万年前，西亚人已用铜制作装饰品之类的物件。

铜和锡可制成韧性合金青铜，考古发现在公元前约3000年，历史已进入了青铜时代。

而今铜的化学、物理学和美学性质使它成为广泛应用于家庭、工业和高技术的重要材料。

铜具有优良可锻性、耐腐蚀性、韧性，适于加工；铜的导电性仅次于银，而其价格又较便宜，故而被广泛应用于电力；铜的导热性能也颇佳；铜和其他金属如锌、铝、锡、镍形成的合金，具有新的特性，有许多特殊的用途。

铜是所有金属中最易再生的金属之一，再生铜约占世界铜供应总量的40%。

铜以多种形态在自然环境中存在，它存在于硫化物矿床中（黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、蓝铜矿）、碳酸盐矿床中（蓝铜矿、孔雀石）和硅酸盐矿床中（硅孔雀石、透视石），也以纯铜即所谓“天然铜”的形态存在。

铜以硫化矿或氧化矿形式露天开采或地下开采，采出矿石经破碎后，再在球磨机或棒磨机中磨细。

矿石含铜一般低于1%。

1.1 国内外铜冶金的发展现状目前国内外的铜冶炼技术的发展主要还是以火法冶炼为主，湿法为辅。

铜的火法生产量占总产量的80%左右。

目前，全世界约有110座大型火法炼铜厂。

其中，传统工艺（包括反射炉、鼓风炉、电炉）约占1/3；闪速熔炼（以奥托昆普炉为主）约占1/3；熔池熔炼（包括特尼恩特炉、诺兰达炉、三菱炉、艾萨炉、中国的白银炉、水口山炉等）约占1/3。

另外，世界范围内铜冶金工业同样面临铜矿资源短缺的问题，国土资源部信息中心统计资料表明：在世界范围内，铜是仅次于黄金的第2个固体矿产勘查热点，全球固体矿产勘查支出中约20%是找铜的，并且这一比例还有增加的趋势。

相应地，铜也是各大势力集团争夺的焦点之一。

从全球角度看铜的保证年限只有约29年。

铜的主要出口国是拉美发展中国家。

1.2商洛情况全市已发现各类矿产60种，已探明矿产储量46种，其中大型矿床15处，中型矿床24处。

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”。

表9.3 粗铜中杂质Me与Cu2O反应的K值和γMe
根据表9.2中的K值和γMe大小，粗铜中主要杂质的氧 化趋势由小到大排列为：
As→Sb→Bi→Pb→Cd→Sn→Ni→In→Co→Zn→Fe 按氧化除去难易可将杂质分为三类： 第一类：易氧化除去的铁、锌、钴、锡、铅和硫等杂质。
Fe: 铁对氧的亲和力大，FeO造渣好。可降到万分之一。 Co: 与铁相似，形成硅酸盐和铁酸盐被除去。 Zn: 大部分以锌蒸汽挥发，其余氧化成ZnO造渣除去。 Sn: 可氧化成SnO和SnO2，SnO为碱性易与SiO2造渣除 去，SnO2为酸性氧化物，与碱性氧化物如Na2O或CaO等 造渣，所以除锡时加入苏打或石灰石。
第九节 粗铜的火法精炼
一、概 述
转炉产出的粗铜，铜含量一般为98.5-99.5%， 其余数量为杂质。如硫、氧、铁、砷、锑、锌、锡、 铅、铋、镍、钴、硒、碲、银和金等。这些杂质存 在于铜中，对铜的性质产生各种不同的影响。有的 （如砷、锑、锡）降低铜的导电率，有的（如砷、 铋、铅、硫）会导致热加工时型才内部产生裂纹， 有的（铅、锑、铋）则使冷加工性能变坏。总之， 降低了铜的使用价值。有些杂质则是具有使用价值 和经济效益，需要回收和利用。
上的精铜。该法仅适用于金、银和杂质含量 较低的粗铜，所产精铜仅用于对纯度要求不 高的场合。
(2) 粗铜先经过火法精炼除去部分杂质，浇 铸成阳极，再进行电解精炼。产出含铜 99.95%以上，杂质含量达到标准的精铜。这 是铜生产的主要流程。
阳极板属于中间产品，由于原料与工艺的差异， 它的化学成分标准是由工厂各自制定。Cu品位一般 为98.5%～99.8%，其它杂质成分如下表9.1所示：
[Cu2O] + [Me] = 2[Cu] + (MeO)

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。

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。

可产出含铜99.95％以上的电铜，而金、银、硒、
碲等富集在阳极泥中。 电解过程中，大部分铁、镍、锌和一部分砷、 锑等进入溶液，使电解液中的杂质逐渐积累，铜 含量也不断增高，硫酸浓度则逐渐降低。因此，
必须定期引出部分溶液进行净化，并补充一定量
的硫酸。
三、粗铜的火法精炼 1、火法精炼的基本原理
再生粗铜火法精炼过程与原生粗铜火法精炼一 样，即向铜熔体中鼓入压缩空气使杂质氧化并造 渣而除去，在扒渣后进行氧化铜的还原及铜的铸 造。
三粗铜的火法精炼1火法精炼的基本原理再生粗铜火法精炼过程与原生粗铜火法精炼一样即向铜熔体中鼓入压缩空气使杂质氧化并造渣而除去在扒渣后进行氧化铜的还原及铜的铸粗铜火法精炼的基本原理是基于不同金属对氧的亲和力不同使质质金属优先氧化后造渣并与主体金属铜分离
第五章 粗 铜 的 精 炼
一、粗铜基本知识 ①主成分为铜加银不小于96%，可达99.3%； ②主要杂质元素为砷、锑、铋、铅； ③主要用于精炼生产； ④外形为锭状，每锭30～50ｋｇ。 ⑤ 粗 铜 按 化 学 成 分 分 为 3 个 牌 号 ： Cu99.30C 、 Cu99.00C、Cu97.50C
铅：阳极中的铅在电解过程中与硫酸作用生成 白色的硫酸铅。在酸性溶液中又可能氧化成PbO2 复盖于阳极表面，使阳极钝化槽电压升高。因而 阳极含铅最好控制在0.2%以下。 金银和铂族金属：它们在电解精炼过程中不溶 解而进入阳极泥中。
四、再生粗铜阳极电解精炼的实践 1、电解装置和电解液 再生粗铜电解精炼时用的阳极是再生铜经火法 精炼后铸成的长方形铜块，而阴极则由厚为0.40.7mm的铜片做成，其尺寸比阳极稍大。 电解槽是由钢筋混凝土制成并内衬防腐材料的 长方形槽子，其大小由电极数量和尺寸来决定。 电解液的主要成分是Cu2 +和H2SO4以及阳极电溶 解入溶液的杂质，为了改善电解铜的质量，常在 电解液中加入各类添加剂(如动物胶、硫脲、干 酪素等）。

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