铜冶金学(昆明理工课件)_51-100.doc

通过控制(2-23)式中的各种因素，可以获

得最快的沉降速度。

对冰铜颗粒半径的影响因素是多方面的。如冰铜

与渣间的界面张力；微小锍粒相互碰撞的几率等。

前者值越大，表明锍微粒与渣在它们相界面上的相互吸引能力就越小。从而，微粒在可能碰撞时聚集

成大尺寸颗粒的趋向就越大。

合理的炉渣成份是保证良好分离效果的重要因素。

2.4熔炼产物

2.4.1铜锍的组成

锍主要是由Cu?S和FeS组成，还溶解有其它硫化物，如Ni?S?、Co?S?、PbS、ZnS等。锍也是贵金属(Au、Ag和Pt族金属)的极好溶剂，95～99%的这些金属于As、Sb、Se

及Te一道进入锍。锍还含有2～4%的溶解

氧。一般Cu+Fe+S占了总量的90～95%。

2.4.2Cu-Fe-S体系

由于铜、铁和硫三者占了总和的90%以上，因此可以用Cu-Fe-S三元系(图2.3)来说明锍的主要组

成及其性质变化规律。

图2.3Cu-Fe-S三元系及其二元系相图

E,1067℃;E,985℃;E。920℃;E915℃;P11094℃;d,f1105℃;D,F1090℃;

Cu1084℃;Fe1539℃;FeS1190℃36.4%S(重量);CuS1130℃;79.8%(重量)

在图2.3中，对熔炼过程有意义的部分是Cu—Fe

—S-Cu2S所组成的四边形。

此四边形(图2.4)中有一广阔的液体分层区。

上层以Cu2S-FeS为主，含有少量的Cu—Fe;

下层为Cu—Fe合金溶解少量的Cu2S-FeS。

熔炼硫化铜矿时，一般炉料中都有过量的硫，只会产出上层熔体，而不会有下层合金相出现。

图2.4Cu-Fe-S三元系相图

1)锍中的硫和氧

锍的含硫量不会超过Cu,S-FeS连接线。

在三角形Cu,S-FeS—S体系内，高价硫化物

(CuS、FeS等)在熔炼温度下不稳定，分解成Cu,S

—FeS。

理论上，锍的成分可以从纯Cu,S变到FeS,即相

当于含铜从79.8%变到零，含硫从20%变到36.4%。

工厂锍的含硫量少于理论值，在22-25%间变

动。

2)铜锍中溶解的铁

当炉料含硫不足，而又配入一定还原剂

时，熔炼产出的锍通常含有金属铁。在镍铜矿电炉熔炼时，锍中的金属铁达8～12%,被

称为金属化锍。

2.4.3铜锍的断面组织、焙点、比重、及热

焓等性质

随着锍品位的变化，锍的断面组织、颜色、光

泽、和硬度等也有所改变。如表2.3所示。

液体铜锍的比重比上述数值要小。工厂实践中，液态铜锍的比重为4.13～4.8。

表2.3铜锍的断面组织、焙点、比重、及热焓等性质

铜硫晶位(Cu%)

颜色

组织

光泽

硬度

25

暗灰色

坚实

无光泽

硬

30～40

淡红色

粒状

无光泽

稍硬

40～50

青黄色

粒柱状

无光泽

——

50～70

淡青色

柱状

无光泽

—

70以上

青自色

贝壳状

金属光泽

——

如果忽略不计其它杂质的影响，铜锍的熔点可以概略地从Cu-Fe-S三元相图的等

温线上确定。

工厂铜锍的熔点一般在950～1050℃范围内波动，在热平衡计算时，取1000℃是适当

的。铜锍中的Fe?O?和ZnS会使熔点升高，

PbS则会降低熔点。

铜锍的比热为0.586～0.628千焦/克·度。铜锍的熔化热为125.58千焦/克。铜锍热焓一般

都取为1046.50千焦/公斤

铜锍是金、银和铂族金属的良好捕集剂。

在铜锍熔炼时，精矿中含量极少(十万分

之几到百万分之几)的贵金属几乎完全地

(回收率可达99%)被捕集于铜锍中。

铜锍中金的含量为30～50克/吨，银为

0.1～0.2%。

2.5炉渣

在火法冶金中，炉渣是一个起着重要作用

的冶炼产物。

能使精矿和熔剂中的脉石、燃料中的灰份

集中到一起，

是化学反应、传热、传质，甚至是产生热

(矿热电炉冶炼)的介质。

炉渣产出率一般为45～90。

炉渣成分和性质对冶炼过程影响很大。

炉渣应该具有满足下列过程的物理化学性质：

1)能促进铜锍颗粒从渣中较快的沉降(如公式(2-

17)中各种因素);

2)能减少炉渣中铜锍的的溶解；

3)能顺利地进行放渣和放锍作业；

4)减少过程的燃料消耗和电能耗；

5)在满足以上要求的同时，所加入的溶剂最少。

炉渣的物理化学性质是由炉渣的成分所决定

的。铜精矿中含有大量的铁和SiO,。

熔炼炉渣的绝大部分组成是FeO和SiO?,其余

少量成分是CaO、Al?O?和MgO等。

2.5.1炉渣的熔点

1)FeO-SiO2体系

FeO-SiO,是了解铜熔炼炉渣的最基本体系。

图2.5为FeO-SiO,二元系状态图。