纯铜的熔炼

职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铜合金铸件铸造技术课程教案熔炼前的准备制作人：王博陕西工业职业技术学院铜合金熔炼——熔炼前的准备一、前言铜与铜合金在熔炼前必须做好必要的准备工作。

对于不同类型的铜和铜合金要采用不同的熔炼工艺。

以纯铜为例，纯铜和低合金铜的熔炼质量及熔铸过程均比其它铜合金更难控制。

首先，纯铜铸件要求有高的导电性和导热性，因此对杂质的含量限制更加严格。

微量杂质能显著降低铜的导电性和导热性。

所以，在熔炼纯铜时，对炉料、熔化工具。

熔化设备等的要求十分严格。

图1 熔炼场景二、炉料和辅助材料的准备1、新金属炉料和回炉料应清洁，无油污、泥沙、锈蚀、水分和其它夹杂物，必要时应对锈蚀的电解铜块进行吹砂处理，去掉吊耳和清除掉铜豆。

2、根据熔炉的大小，将炉料切成合适的尺寸。

3、熔炼用的各种熔剂应按照工艺规程要求进行预先烘烤或脱水处理。

4、炉料在装炉前应进行预热，一般放在炉旁预热至200-300℃或更高。

图2 合格的回炉料和不合格的回炉料二、熔炉的准备1、反射炉的准备工作（1）开炉前必须清除炉内和出铜口处残留的金属和炉渣。

（2）炉膛损坏的部分用磷酸盐泥浆修补，阴干24~28h后再烘烤至500~600℃。

（3）检查燃烧器（烧嘴）有无故障、燃烧通道有无阻碍。

（4）出铜槽覆砂，并在出炉前烘干。

（5）装料前用泥堵[泥堵配比为：焦炭粉50%，硅砂30%，耐火泥20%，加水适量]将出铜口堵住，外加重物。

（6）准备有足够容量的铜液槽。

图3 坩埚炉2、坩埚炉的准备工作（1）新坩埚炉应进行预热处理，加热至600℃以上。

（2）旧坩埚炉应彻底清除掉残留的金属熔渣，使用前也应预热至暗红色。

（3）不同种类的合金最好采用专用坩埚，但一定范围内可以互相调用，其允许调用范围见下表。

表1 熔炼铜合金坩埚互相调用规定3、感应电炉的准备工作（1）根据熔炉合金的种类，选用酸性、碱性或中性炉衬。

（2）出铜口堵塞材料配比（质量分数）为50~60%型砂+40%~50%焦炭，外加20%~25%白泥，水适量。

第二篇铜合金及其熔炼技术第5章概述5.1 铜的自然属性铜是人类最早发现的古老金属之一，早在三千多年前人类就开始使用铜。

自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。

自然铜及氧化铜的储量少，现在世界上80％以上的铜是从硫化铁矿精炼出来的，这种矿石含铜量极低，一般在2％～3％左右。

纯铜呈浅玫瑰色或淡红色。

铜具有许多可贵的物理化学特性，例如其热导率和电导率都很高，化学稳定性强，强度大，易熔接，具抗腐蚀性、可塑性、延展性。

铜是一种质地坚硬的金属，耐腐蚀，能在各种不同环境中不受损坏。

铜在化学活性排序的序位很低，仅高于银、铂、金，因而性能极稳定。

铜在大气中还会生成氧化铜膜，防止铜进一步氧化腐蚀，所以当许多同时期的铁制器早已锈迹斑斑，甚而变成氧化物化为灰烬时，铜依然性能良好。

铜的这种耐腐性，在建筑方面得到了广泛的应用。

在西方，铜屋顶是高档建筑的首选建筑屋顶，在供水和供暖系统中更是独占鳌头。

铜还是一种最佳的环保材料，其在环境中的浓度一直处于安全界限之内。

铜可以循环使用，不产生垃圾，而再生铜可保持原铜所有的优越性能，其他再生材料则远不能如此另外与其他材料相比，铜对环境更“友善”之处在于，铜在再生过程中不会产生有害物质及废物。

铜是人体中不可缺少的微量元素，铜含量的多少对维护健康更有重要的作用。

一旦铜的含量减少，就会使脑细胞色素氧化酶减少，活力下降，从而使人出现记忆衰退、思维混乱、反应迟钝以及步态不稳、运动失常等病态，同时，人体在造血过程中，血红蛋白中的铁需要由来源于食物中的二价铁转化为三价铁，这样的转化过程必需有铜的参与才能完成。

如果体内缺铜，就会导致铁的转化困难而诱发贫血而在临床中，许多铁性贫血患者，在单纯补铁效果不佳的A况下，适当增加铜的补充，也会使贫血现象得到缓和。

美国科学家提醒人们，在预防心脏病的时候，绝时不可以忽视铜元素的缺乏，因为，铜在参与体内多种酶的合成中，能够促便胶原物质正常产生。

而胶原物质则可以促使心脏和血管壁保持弹性，从而起到了防止动脉硬化的作用。

铜的冶炼方法
铜是我们日常中不可或缺的金属材料，它的使
用非常普遍，为了满足我们的不断变化的需求，
铜冶炼是实现重要的步骤，接下来小编就详细介
绍一下铜的冶炼方法。

铜的冶炼方法有多种，其中最常用的是熔炼冶
炼方法，它包括熔炼、净化、铸态熔化等步骤。

一般来说，熔炼冶炼分为熔炼准备和熔炼步骤，
熔炼准备主要包括以下几点：首先，要选择正熔
炼炉。

此外，需要添加合适的添加剂，以防腐蚀
和改善冶炼产品的性能。

其次，在加装原材料后，必须保证熔炼介质的合理温度，适当添加外加金属，以使铜变成合适的流动性和物理性质。

最后，进行止加介质操作，使熔炼品质控制在风格的范
围内。

在进行熔炼冶炼过程中，可以采用两种方法来控制冶炼过程，一是“按要求”逻辑，二是“基于回归”。

“按要求”的方法是根据熔炼质量参数的要求和控制点，加以调节，进行反复试验，不断调整，以达到要求质量的目的。

而“基于回归”方法则更加灵活，它是基于某种规律，从真实现象中抽象出逻辑关系，从而对相关参数加以调节和控制。

通过熔炼铜的冶炼，可以有效的把矿物的有机物质和杂质完全消除，进而获得多种不同规格的铜粉。

再通过压铸加工，把铜粉压制成具有较高结构紧固性能以及可加以热处理使用的结构件。

以上便是铜冶炼所需的步骤。

基于熔炼冶炼方法，可以获得较高质量的铜，使其各种性能特征更加凸显，更安全可靠，且有利于金属材料的深加工利用。

铜的冶炼工艺流程
铜的冶炼工艺流程如下：
1. 原料准备：将含铜的矿石进行破碎和磨细，以便提高矿石的表面积。

2. 矿石浸出：将破碎后的矿石浸入酸性溶液中，使溶解的铜离子进入溶液中，通常使用硫酸浸出。

3. 溶液净化：对浸出液进行净化处理，去除杂质和有害元素。

常用的净化方法包括中和沉淀、溶解和再结晶等。

4. 电解精炼：通过电解方法将铜离子还原成铜金属。

在电解槽中，将浸出液作为电解质，两个电极（阴极和阳极）之间施加电压。

阴极上析出纯铜金属。

5. 精炼和合金化：对铜金属进行再次熔炼和精炼处理，以去除残余杂质和改变铜的性质。

同时，可以加入其他金属元素来制备铜合金。

6. 铸造和加工：将精炼后的铜或铜合金进行铸造成板、棒、管、线等形状，然后通过切割、锻造、冷轧、拉拔等工艺进行加工，得到所需的铜制品。

总的来说，铜的冶炼工艺包括原料准备、矿石浸出、溶液净化、电解精炼、精炼和合金化、铸造和加工等步骤。

每个步骤都有其独特的工艺和设备。

铜的提炼方法
铜是一种重要的金属，在我们的生活中有着广泛的应用。

那铜是怎么提炼出来的呢？
首先，铜的提炼方法主要有火法炼铜和湿法炼铜两种。

火法炼铜的步骤大致如下：先将含铜矿石进行破碎和研磨，使其粒度变小，以便后续处理；然后进行选矿，将有用的矿物与杂质分离；接下来就是熔炼，将选矿后的矿石与燃料一起放入熔炉中，在高温下进行熔炼，使铜矿石中的铜转化为液态铜；最后进行精炼，去除液态铜中的杂质，得到纯度较高的铜。

在这个过程中，需要注意控制温度、燃料的使用量等，确保熔炼过程的顺利进行。

说到这火法炼铜，它的安全性和稳定性可是相当重要啊！高温熔炼过程中要是稍有不慎，那后果可不堪设想啊！所以操作人员必须要严格遵守操作规程，做好安全防护措施。

同时，设备的稳定性也至关重要，要是设备老是出故障，那不是耽误事儿嘛！
那铜提炼出来有啥用呢？它的应用场景那可多了去了！像电气行业，电线、电缆都离不开铜吧；还有电子行业，各种电子产品里也有铜的身影呢。

它的优势也很明显呀，铜具有良好的导电性、导热性和延展性，这可让它在很多领域都大显身手呢！
就拿我们日常生活中的电线来说吧，要是没有高质量的铜来制作电线，那我们的电怎么能顺畅地传输呢？这就是铜提炼的实际应用效果的一个很好的体现呀！
铜的提炼真的是一项非常重要且神奇的工艺啊！它让我们能够获得这种宝贵的金属，为我们的生活带来诸多便利和进步。

所以呀，我们一定要重视铜的提炼技术，不断改进和创新，让它更好地为我们服务！。

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。

铜棒熔炼工艺技术铜棒熔炼工艺技术是一种将铜精矿或其他含铜材料加热至融化并冷却成块状的过程。

这项技术在世界各地被广泛应用，是铜冶炼的重要步骤之一。

以下将对铜棒熔炼工艺技术进行深入探讨。

首先，铜棒熔炼工艺的第一步是选材。

常见的铜精矿有硫化铜矿、氧化铜矿等，根据矿石中含铜的含量和成分不同，选用不同的冶炼方式。

此外，还需考虑其他杂质元素的含量，以及对产品质量的影响。

其次，经过选材之后，需要对矿石进行破碎和磨矿处理。

这一步骤的目的是将原料破碎成合适的颗粒大小，为后续的冶炼工艺做好准备。

破碎和磨矿可以通过机械破碎设备和磨矿机来完成。

接着，熔炼工艺的核心步骤是将矿石加热到融化点。

一般采用高温炉炉膛进行加热，炉膛内的温度可以根据需要进行调节。

在加热的过程中，铜矿石中的铜被还原成纯铜，并融化成液体。

此时，熔炉底部设有收集器，方便收集产生的铜液。

然后，将铜液注入预先准备好的铸模中，冷却后形成固体的铜棒。

冷却的方式一般有自然冷却和水冷却两种方式。

自然冷却速度较慢，适合某些需要高密度和致密度的铜棒；而水冷却可以加快冷却速度，得到质地较细腻的铜棒，适合某些需要高强度和韧性的应用场合。

最后，对冷却后的铜棒进行后续处理。

这一步骤包括铣削、锻造或退火等工艺，以获取所需的尺寸、形状和性能。

具体的处理方式根据产品的用途和要求来决定。

例如，对于电线电缆行业的铜棒，需要进行铣削和拉拔等工艺，以获得细腻的表面和均匀的直径。

综上所述，铜棒熔炼工艺技术是通过选材、破碎和磨矿、加热熔炼、冷却成型以及后续处理等步骤，将铜精矿转化为固态的铜棒。

这一过程严格遵循工艺规程和操作规范，以确保产品质量和生产效率的提高。

在铜冶炼行业中，铜棒熔炼工艺技术的应用不仅对于铜棒制备具有重要意义，同时也推动了行业的发展和进步。