废铜回收反射炉熔炼铜的金属回收率
2020/6/23 9:12:49 点击：
反射炉熔炼的金属回收率主要决定于渣率和渣含铜、随炉气带出的烟尘成分和数量、原料中金属含量及冰铜品位等。一般进入冰铜的铜约97%左右。铜的损失中，渣含铜占1.7%，烟尘占1%，管理损失占0.3%，渣、铜的比例约为1.4.由此可看出，铜主要损失于炉渣中，渣含铜损失约占熔炼损失的60%，而反射炉渣又是废弃产物。因此，有必要采取措施将渣含铜降低到最 低限度，可从以下几方面考虑1.选择合理渣型；
2.炉渣充分过热，使冰铜、炉渣良好分离；
3.严格控制冰铜面，减少随渣损失；
4.稳定冰铜品位；
5.稳定各项技术条件，使炉况处于正规操作；
6.有条件时，将转炉渣单独贫化；
7.加强备料。
杂铜反射炉精炼原理实质上与矿铜的火法精炼原理相同，不过，由于次粗铜杂质含量高（有时高达4%），所以在操作上有其独特特点，杂铜在反射炉中处理时，整个精炼过程包括熔化、氧化、还原、除渣、浇铸等作业。整个作业的核心是氧化和还原。下面主要阐述氧化和还原。
主要杂质在氧化精炼过程中的行为简述如下：
铁。铁对氧的亲合力远远大于铜对氧的亲合力，所以铁很容易氧化，并造渣脱除。铁氧化反应按下式进行：
Cu2O+Fe=2Cu+FeO
按热力学估算，在精炼过程中铁可除到十万分之一。
镍。镍是难于除去的杂质，镍和铜能生成一系列固溶体，尽管镍在熔化期和氧化期均受到氧化，但既缓慢又不完全，并且在氧化期所生成的NiO分布于铜液和炉渣之间。溶于渣中的NiO可生成不溶于铜液而溶于渣相中的NiO·Fe2O3，这部分镍可脱除，热力学计算表明，当铜液中含镍16%时，镍可除到0.25%。
当铜液中既含镍又含砷和锑时，镍的脱除更为难。因为溶于铜液中的NiO能与Cu、As或Sb形成溶于铜液的镍云母（6Cu2O·8NiO·2As2O3或6Cu2O·8NiO·2Sb2O3）。为了脱镍，这时只有加碱性熔剂，使镍云母分解。
锌。锌与铜在液态时完全互溶，锌的沸点为906℃，在精炼时，大部分锌在熔化阶段即以金属形态挥发，而后被炉气中的氧氧化成ZnO随炉气排出，并在收尘系统中收集下来，其余的锌在氧化初期被氧化成ZnO，并形成硅酸锌（2ZnO·SiO2）和铁酸锌（ZnO·Fe2O3）进入炉渣。当精炼含锌高的杂铜料（黄杂铜等）时为加速锌的挥发，在熔化期和氧化期均提高炉温(一般保持在1300～1350℃)，并在熔体表面上覆盖一层木炭或不含硫的焦碳颗粒，使氧化锌还原成金属锌而挥发，以免生成氧化锌结壳妨碍蒸锌过程的进行。
铅。固态铅不溶于铜，在液态时溶解得也很少，但在氧化期，当铅氧化成氧化铅后，因其密度（9.2）比铜的密度（8.9）高，故沉于炉底，所以如果是酸性炉底，则PbO将与筑炉材料中的SiO2作用，生成密度小的硅酸铅（XPbO·YSiO）。从而上浮到熔池表面而被除去。如果炉底为碱性耐火材料，则铅的脱除很困难，这时必须向熔体中吹入石英熔剂，增大风量并保持较高的炉温（约1250℃），使PbO和SiO2作用，产出硅酸铅。用石英造渣除铅方法耗时长，铜入渣损失大，为了改进除铅效果，克服该法缺点，可改加磷铜，使铅以磷酸盐形态除去。也可以氧化硼作熔剂，使铅呈硼酸铅形态脱去。
锡。处理青铜料时，料中含锡高，锡与铜液态时互溶，在反射炉中锡氧化生成氧化亚锡（SnO）和二氧化锡（SnO2），SnO呈弱碱性，能与SiO2造渣，还能部分挥发。SnO2呈弱酸性，且溶于铜液中，这时需加入碱性溶剂（苏打或石灰石）使其造渣，生成不熔于铜液的锡酸钠（Na2O·SnO2）或锡酸钙（CaO·SnO2）。实践证明，加入由30%氧化钙和70%碳酸钠组成的混合熔剂，可使铜中含锡量从0.029%降到0.002%。使用Fe2O3与和SiO2各占50%的混合熔剂亦能使锡的含量很快下降至0.005%，并可除去部分铅。
砷。从As?Cu相图可知，砷与铜在液态时互溶，在氧化时，砷能氧化成易挥发的As2O3，从而随炉气排走，但也有少量砷氧化成As2O5，并生成砷酸铜（Cu2O·XAs2O5），溶于铜液中，当铜液中有镍存在时，砷还能与铜、镍一起生成镍云母，这都给脱砷增加了困难。
锑。锑与铜在液态时无限互溶，而且铜与锑还能生成Cu3Sb和Cu3Sb2。与砷一样，在氧化时锑也生成易挥发的Sb2O3，还可生成溶于铜液的Cu2O·Sb2O3和Cu2O·Sb2O5。所以当处理含As和Sb高的杂铜时，氧化和还原过程需反复进行数次，使不挥发的As2O5和Sb2O5还原为易挥发的As2O3和Sb2O3，未挥发的As和Sb，加碱性熔剂处理。
金和银。金和银完全富集在阳极铜中，在电解精炼时进入阳极泥，进一步处理阳极泥得以回收。
2.炉渣充分过热，使冰铜、炉渣良好分离；
3.严格控制冰铜面，减少随渣损失；
4.稳定冰铜品位；
5.稳定各项技术条件，使炉况处于正规操作；
6.有条件时，将转炉渣单独贫化；
7.加强备料。
杂铜反射炉精炼原理实质上与矿铜的火法精炼原理相同，不过，由于次粗铜杂质含量高（有时高达4%），所以在操作上有其独特特点，杂铜在反射炉中处理时，整个精炼过程包括熔化、氧化、还原、除渣、浇铸等作业。整个作业的核心是氧化和还原。下面主要阐述氧化和还原。
主要杂质在氧化精炼过程中的行为简述如下：
铁。铁对氧的亲合力远远大于铜对氧的亲合力，所以铁很容易氧化，并造渣脱除。铁氧化反应按下式进行：
Cu2O+Fe=2Cu+FeO
按热力学估算，在精炼过程中铁可除到十万分之一。
镍。镍是难于除去的杂质，镍和铜能生成一系列固溶体，尽管镍在熔化期和氧化期均受到氧化，但既缓慢又不完全，并且在氧化期所生成的NiO分布于铜液和炉渣之间。溶于渣中的NiO可生成不溶于铜液而溶于渣相中的NiO·Fe2O3，这部分镍可脱除，热力学计算表明，当铜液中含镍16%时，镍可除到0.25%。
当铜液中既含镍又含砷和锑时，镍的脱除更为难。因为溶于铜液中的NiO能与Cu、As或Sb形成溶于铜液的镍云母（6Cu2O·8NiO·2As2O3或6Cu2O·8NiO·2Sb2O3）。为了脱镍，这时只有加碱性熔剂，使镍云母分解。
锌。锌与铜在液态时完全互溶，锌的沸点为906℃，在精炼时，大部分锌在熔化阶段即以金属形态挥发，而后被炉气中的氧氧化成ZnO随炉气排出，并在收尘系统中收集下来，其余的锌在氧化初期被氧化成ZnO，并形成硅酸锌（2ZnO·SiO2）和铁酸锌（ZnO·Fe2O3）进入炉渣。当精炼含锌高的杂铜料（黄杂铜等）时为加速锌的挥发，在熔化期和氧化期均提高炉温(一般保持在1300～1350℃)，并在熔体表面上覆盖一层木炭或不含硫的焦碳颗粒，使氧化锌还原成金属锌而挥发，以免生成氧化锌结壳妨碍蒸锌过程的进行。
铅。固态铅不溶于铜，在液态时溶解得也很少，但在氧化期，当铅氧化成氧化铅后，因其密度（9.2）比铜的密度（8.9）高，故沉于炉底，所以如果是酸性炉底，则PbO将与筑炉材料中的SiO2作用，生成密度小的硅酸铅（XPbO·YSiO）。从而上浮到熔池表面而被除去。如果炉底为碱性耐火材料，则铅的脱除很困难，这时必须向熔体中吹入石英熔剂，增大风量并保持较高的炉温（约1250℃），使PbO和SiO2作用，产出硅酸铅。用石英造渣除铅方法耗时长，铜入渣损失大，为了改进除铅效果，克服该法缺点，可改加磷铜，使铅以磷酸盐形态除去。也可以氧化硼作熔剂，使铅呈硼酸铅形态脱去。
锡。处理青铜料时，料中含锡高，锡与铜液态时互溶，在反射炉中锡氧化生成氧化亚锡（SnO）和二氧化锡（SnO2），SnO呈弱碱性，能与SiO2造渣，还能部分挥发。SnO2呈弱酸性，且溶于铜液中，这时需加入碱性溶剂（苏打或石灰石）使其造渣，生成不熔于铜液的锡酸钠（Na2O·SnO2）或锡酸钙（CaO·SnO2）。实践证明，加入由30%氧化钙和70%碳酸钠组成的混合熔剂，可使铜中含锡量从0.029%降到0.002%。使用Fe2O3与和SiO2各占50%的混合熔剂亦能使锡的含量很快下降至0.005%，并可除去部分铅。
砷。从As?Cu相图可知，砷与铜在液态时互溶，在氧化时，砷能氧化成易挥发的As2O3，从而随炉气排走，但也有少量砷氧化成As2O5，并生成砷酸铜（Cu2O·XAs2O5），溶于铜液中，当铜液中有镍存在时，砷还能与铜、镍一起生成镍云母，这都给脱砷增加了困难。
锑。锑与铜在液态时无限互溶，而且铜与锑还能生成Cu3Sb和Cu3Sb2。与砷一样，在氧化时锑也生成易挥发的Sb2O3，还可生成溶于铜液的Cu2O·Sb2O3和Cu2O·Sb2O5。所以当处理含As和Sb高的杂铜时，氧化和还原过程需反复进行数次，使不挥发的As2O5和Sb2O5还原为易挥发的As2O3和Sb2O3，未挥发的As和Sb，加碱性熔剂处理。
金和银。金和银完全富集在阳极铜中，在电解精炼时进入阳极泥，进一步处理阳极泥得以回收。
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