1、銅的火法精煉,目錄 一、粗銅火法精煉的目的 二、銅火法精煉爐的結(jié)構(gòu) 三、固定式反射爐 四、反射爐生產(chǎn)的基本原理 五、雜質(zhì)在精煉過程中的行為 六、生產(chǎn)工藝流程圖 七、反射爐精煉作業(yè)實(shí)踐,一、粗銅火法精煉的目的,目前使用的精煉方法有兩類： 1）粗銅火法精煉，直接生產(chǎn)含銅99.5%以上的精銅。該法僅適用于金、銀和雜質(zhì)含量較低的粗銅，所產(chǎn)精銅僅用于對(duì)純度要求不高的場合。 2）粗銅先經(jīng)過火法精煉除去部分雜質(zhì)，澆鑄成陽極，再進(jìn)行電解精煉。產(chǎn)出含銅99.95%以上雜質(zhì)含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的精銅。這是銅生產(chǎn)的主要流程。,粗銅火法精煉是要達(dá)到下面兩個(gè)目的：一是盡可能地除去部份雜質(zhì)（包括SO2、O2、Pb、As、Sb、N

2、i、Bi等），將陽極板含銅提高到99.099.8%；二是澆鑄出板面光滑、厚薄均勻、無飛邊毛刺、懸吊垂直好的陽極板，達(dá)到電解工藝的要求。陽極板屬于中間產(chǎn)品，由于原料與工藝的差異，它的化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)是由工廠各自制定，Cu主品位一般為99.0%99.8%， 電解對(duì)陽極銅的物理外形規(guī)格要求，各工廠的控制標(biāo)準(zhǔn)不同，但要求陽極銅厚度均勻；陽極銅耳部飽滿、堅(jiān)固、不許有明顯裂紋，耳子底部無飛邊，耳部頂端對(duì)板面的彎曲度不大于10mm；板面平整、細(xì)花紋、不夾渣；飛邊、毛刺不超過6mm，板面起泡不超過6mm；不允許有冷隔層，不允許上薄下厚。,二、銅火法精煉爐的結(jié)構(gòu),用于銅火法精煉的爐型有固定式反射爐、回轉(zhuǎn)式精煉爐、傾

3、動(dòng)式精煉爐三種。 回轉(zhuǎn)式精煉爐是20世紀(jì)50年代后期開發(fā)的火法精煉設(shè)備。它是一個(gè)圓筒形的爐體，在爐體上配置有24個(gè)風(fēng)口、一個(gè)爐口和一個(gè)出銅口，可作360度回轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)爐體進(jìn)行氧化、還原作業(yè)?；剞D(zhuǎn)爐體可進(jìn)行加料、放渣、出銅，操作簡便、靈活。,傾動(dòng)式精煉爐是20世紀(jì)60年代中期，由瑞士人研究發(fā)明的。它是在反射爐和回轉(zhuǎn)爐基礎(chǔ)上，吸取了兩種爐型的長處而設(shè)計(jì)的。爐膛形狀像反射爐，保持較大的換熱面積，采取了回轉(zhuǎn)爐可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式，增設(shè)了固定風(fēng)口，取消了插風(fēng)管和扒渣作業(yè)，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，既能處理熱料又能處理冷料。傾動(dòng)爐由爐基、搖座、爐體、驅(qū)動(dòng)裝置、燃燒器及燃燒室組成。爐基由耐熱鋼筋混凝土筑成，在爐基上裝設(shè)鋼結(jié)構(gòu)搖

4、座，搖座上沿為圓弧形，裝有若干個(gè)滾輪。爐體底部也是圓弧形，座在搖座上。液壓缸底部裝在基礎(chǔ)上，上部與爐底底部連接。伸縮液壓缸帶動(dòng)爐體傾動(dòng)，傾動(dòng)角度為300，有快慢兩種傾轉(zhuǎn)速度，氧化、還原、倒渣用快速傾轉(zhuǎn)，澆鑄用慢速傾轉(zhuǎn)。,三、固定式反射爐,固定式反射爐是傳統(tǒng)的火法精煉設(shè)備，是一種表面加熱的膛式爐，結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，可以處理冷料，也可以熱料，可以燒固體燃料、液體燃料或氣體燃料。爐子容積可大、可小，波動(dòng)范圍較大。為了在精煉時(shí)使各部分熔體的溫度保持均勻，從而使熔體各部分的雜質(zhì)（特別是氣體）含量及澆鑄溫度均勻，爐子作業(yè)空間不能太長以免發(fā)生溫度降，為使熔池溫度趨于一致，精煉爐有1.52m的燃燒前室，而且

5、把爐頂做成下垂式，保證爐尾溫度與爐子中央的溫度相近。,由于精煉產(chǎn)出的渣量不多，且銅與渣的比重差別大，故精煉爐不需要澄清分離區(qū)?，F(xiàn)代精煉反射爐的作業(yè)空間長度一般為1015m，寬度45m，爐長與爐寬之比為1.73.5m其容量為5至400t，精煉爐的熔池深為為0.61.2m，以便在爐內(nèi)維持一定的熱量儲(chǔ)備，可在一定程度內(nèi)補(bǔ)償爐內(nèi)作業(yè)空間溫度的波動(dòng)。,1、固定式射爐的缺點(diǎn),氧化、還原、扒渣和出銅等作業(yè)全部是手工操作。勞動(dòng)量和勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)條件差，難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 爐子密封性差，散熱損失大，煙氣泄漏多，車間環(huán)境差。 氧化、還原作業(yè)，對(duì)于氧化劑和還原劑的利用率低。 風(fēng)管及輔助材料消耗大，操作效率低

6、。 爐子操作安全性不如回轉(zhuǎn)精煉爐和傾動(dòng)精煉爐。,2、固定式反射爐結(jié)構(gòu),固定反射爐主要由爐體部分、骨架部分、余熱利用及煙道部分、爐子供熱系統(tǒng)等設(shè)備組成。,2.1 爐體部分,包括爐基、爐底、爐墻和爐頂組成 爐基由鋼筋/耐熱混凝土與爐底支墩整體澆灌而成 爐底分為三/四層，總厚為910mm。 爐墻厚度為680mm，主要材質(zhì)為鎂質(zhì)和鎂鉻質(zhì)兩種。 爐頂厚度為380mm，村質(zhì)為鎂質(zhì)/鎂鉻質(zhì)。,2.2 骨架部分,圍板 立柱 拉桿 彈簧 水套構(gòu)件,2.3 余熱回收及煙道部分,反射爐的排煙方式有自然排煙和強(qiáng)制排煙兩種。一般都采用自然排煙方式，煙氣經(jīng)豎直煙道、斜煙道和余熱回收及煙塵收集系統(tǒng)，由煙囪排出。煙塵的收集采

7、用重力沉降收塵，無任何的收塵設(shè)備。余熱回收采用低壓板箱式汽化水套，中間加對(duì)流管束。,2.4 爐子供熱系統(tǒng),反射爐是一種對(duì)燃料適應(yīng)性較強(qiáng)的爐子，固體、液體和氣體燃料都可以使用，對(duì)燃料的要求是：含硫小于2%，而以小于1%較為理想，因?yàn)楹虻娜剂先紵龝r(shí)，在爐生成大量的SO2易被銅液吸收，致使銅液內(nèi)殘硫過高，影響銅的質(zhì)量，灰份小于15%，發(fā)熱值高。在精煉反射爐利用低質(zhì)煤方面，云南銅業(yè)積累了長期的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，具有較高的技術(shù)水平，他們以粉煤為燃料，其發(fā)熱值較低（21840kj/kg），灰分較高（20%35），粒度較粗（0.180.1mm），在長時(shí)間的實(shí)踐中成功地形成了一套燃燒劣質(zhì)煤粉的工藝與管理規(guī)程，不僅滿

8、足了生產(chǎn)的要求，而且將燃料消耗率降至38kg標(biāo)煤/噸.銅，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。,無論采用固體、液體或氣體燃料，燃燒過程的好壞是決定反射爐供熱狀況的首要條件。燃燒過程與燒嘴構(gòu)造、燒嘴性能、燃燒條件以及操作等因素有關(guān)。諸如燃料與空氣混合均勻、燃料入爐的擴(kuò)散角適當(dāng)、入爐后能盡快著火、及合理的火焰長度和溫度等，都是保證燃料有效燃燒的重要條件。此外，由結(jié)構(gòu)型式和尺寸決定的爐子本身的熱工特性，也影響著爐內(nèi)的傳熱。 采用預(yù)熱空氣燃燒，可以使燃料預(yù)熱，提前著火，促進(jìn)充分燃燒，特別是對(duì)著火點(diǎn)較高的粉煤尤有好處。預(yù)熱空氣帶進(jìn)的物理熱，可提高燃料燃燒溫度，降低燃料消耗。空氣在煙道中預(yù)熱至300500，燃

9、燒溫度可提高100200，燃料消耗可降低10%20%。由于精煉爐的冶煉溫度不是很高，一般燃料燃燒溫度都能滿足冶煉工藝的要求。在空氣換熱器之前還需設(shè)置廢熱鍋爐以降低煙氣溫度，況且換熱器的維護(hù)保養(yǎng)麻煩，還增加設(shè)備投資。因此，多數(shù)工廠都不愿采用預(yù)熱空氣，只是安裝廢熱鍋爐或汽化冷卻水套來回收余熱。,四、反射爐生產(chǎn)的基本原理,粗銅火法精煉在反射爐內(nèi)進(jìn)行，可以分為進(jìn)料、熔化、氧化、扒渣、還原、澆鑄五個(gè)階段。 氧化基本原理：氧化過程實(shí)質(zhì)上是依據(jù)不同元素對(duì)氧的親和力大小不同的性質(zhì)將壓縮空氣通入銅熔體中，利用空氣中的氧將硫及部份雜質(zhì)氧化造渣或以氣態(tài)形式揮發(fā)除去的過程。銅熔體中元素對(duì)氧的親和力從大到小排列順序?yàn)椋?/p>

10、鋁、硅、錳、鋅、鐵、鎳、砷、銻、鉛、硫、鉍、銅、銀、金、硒、碲。但銅熔體中銅占絕大多數(shù)，故銅與氧的接觸機(jī)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氧與雜質(zhì)的接觸，銅首先發(fā)生氧化作用生成Cu2O隨著熔體中Cu2O濃度的升高，Cu2O與金屬雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，雜質(zhì)氧化造渣/揮發(fā)除去，Cu2S與Cu2發(fā)生交互反應(yīng)生成SO2揮發(fā)除去其，基本反應(yīng)式如下： 4CuO2=2Cu2O Cu2OMe=2CuMeO Cu2S2Cu2O=6CuSO2 式中：Me金屬雜質(zhì)。 MeO金屬氧化物。,反射爐生產(chǎn)的基本原理,還原基本原理：還原過程是在銅熔體中的雜質(zhì)氧化除去符合要求后，對(duì)銅熔體中存在的8%的Cu2O進(jìn)行還原，選用含有大量碳的木炭粉作為還原劑，其基本

11、反應(yīng)式如下： CuO2C=2CuCO Cu O2CO=2CuCO2 還原結(jié)束，使銅熔體中硫和氧降低到最低限度，使銅品位進(jìn)一步提高，并澆鑄成適合電解需要、平整細(xì)密，有一定外形尺寸的陽極銅。,五、雜質(zhì)在精煉過程中的行為,1.硫 在粗銅中硫主要以硫化亞銅形態(tài)存在，少量呈其他硫化物形態(tài)存在。由于銅對(duì)硫的親和力很大，Cu2S在精煉過程中最初氧化緩慢，但在氧化階段將結(jié)束，鐵和鈷等雜質(zhì)氧化之后，便開始按下列反應(yīng)劇烈地放出SO2。 Cu2S + 2Cu2O = 6Cu + SO2 - 27720卡 在T和Pso2一定的條件下，銅水中溶解的氧濃度增加，可以促進(jìn)硫濃度的減少甚至完全消失，故在氧化脫硫過程中，應(yīng)該將

12、Cu2O濃度提高到必需的程度，特別是在硫濃度已降到相當(dāng)?shù)偷臅r(shí)候。同時(shí)Cu2S和Cu2O的交互反應(yīng)是吸熱的，而且有SO2氣體發(fā)生，因此提高銅水溫度和降低SO2分壓，都有利于脫硫。,a)為了把溶解的S濃度降低到0.008%以下，在1200時(shí)銅水中的氧濃度保持在0.1也就足夠了，但在實(shí)際生產(chǎn)中氧的濃度往往提高到0.91.0之間。這是因?yàn)殡S著硫反應(yīng)接近平衡狀態(tài)，反應(yīng)速度勢必減慢，反應(yīng)時(shí)間必然延長，為了加快反應(yīng)速度，熔體中Cu2O的飽和是必要的。b）爐氣SO2的分壓愈大,則銅中含硫愈高，如果在銅熔體上的爐氣中含有較高SO2時(shí)，要將銅中的SO2除凈是不可能的，因此應(yīng)采用低硫燃料供熱。在1200時(shí)，與銅水中

13、的S和O保持平衡的SO2分壓為101Pa時(shí)，氧化期的爐氣中含有0.1SO2是無害的 c）溫度和SO2分壓對(duì)銅水中S和O的平衡濃度有不同的影響。當(dāng)提高溫度時(shí)，爐氣中SO2的分壓應(yīng)控制低一些，相反，降低溫度時(shí)則允許SO2分壓稍高一些。SO2分壓與溫度相比，有更大的作用，因此它是主要的影響因素。在實(shí)踐中采用含硫較少的燃料是必要的。,2.鐵 鐵與銅在一定范圍內(nèi)互溶，但不生成化合物。在熔化階段鐵能部分地氧化并生成爐渣；大部分在銅水的氧化階段初期呈氧化亞鐵和亞鐵酸鹽進(jìn)入爐渣內(nèi)。在熔融銅內(nèi)靠Cu2O使鐵氧化成Fe2O3是不可能的，因?yàn)镕e2O3的離解壓比Cu2O的離解壓大得多。鐵對(duì)氧的親和力很大，再加上它的

14、造渣性能好，可生成硅酸鹽和鐵酸鹽爐渣，故鐵在銅火法精煉過程中很易除去，可除低到10ppm以下,3.鈷 銅與鈷在一定含量范圍內(nèi)互溶，鈷的行為與鐵相似，在鐵之后和鎳之前形成硅酸鹽和鐵酸鹽進(jìn)入爐渣。 4.鋅 在處理雜銅時(shí)會(huì)帶入較多的鋅。鋅與銅在液態(tài)時(shí)完全互溶，并生成化合物。鋅沸點(diǎn)為906，精煉時(shí)大部分鋅在熔化階段即以金屬形態(tài)揮發(fā)，然后被爐氣中的氧氧化成ZnO而隨爐氣排出，其余的鋅在氧化初期被氧化成ZnO，并形成硅酸鋅（2ZnO. SiO2）和鐵酸鋅（ZnO. Fe2O3）進(jìn)入爐渣。當(dāng)精煉含鋅高的銅料時(shí)（例如精煉黃雜銅、黑銅），為了加速鋅的蒸發(fā)，在熔化期和氧化期限均提高爐溫，并在熔體表面蓋一層木炭或不

15、含硫焦炭顆粒，使氧化鋅還原成金屬鋅蒸發(fā)，以免生成氧化鋅結(jié)殼妨礙蒸發(fā)鋅的過程正常進(jìn)行。,5.鉛 固態(tài)時(shí)鉛不溶于銅中，而在液態(tài)時(shí)溶解極為有限。在火法精煉過程中，鉛易氧化成PbO，PbO的密度為9.2 ,因PbO比重比銅大，沉于爐底下部，與SiO2成小比重的硅酸鉛（PbO.SiO2）很容易上浮至熔體表面，而被除去。當(dāng)粗銅含鉛高時(shí)，須在精煉爐加入一定量的SiO2，同時(shí)，由于PbO比重大，須增大風(fēng)量，增強(qiáng)攪動(dòng)能量，使氧化鉛結(jié)合成硅酸鹽而浮到熔體表面,通過扒渣除去。,6. 鎳 鎳與銅能生成一系列固熔體，鎳在熔化期和氧化期均受到氧化，但既緩慢又不完全。并且在氧化期所生成的NiO分布于銅水和爐渣之間，溶入爐渣

16、中的NiO部分與其中的Fe2O3結(jié)合成NiO. Fe2O3。NiO. Fe2O3不溶于銅水而溶于爐渣，這部分鎳是可以氧化除去的，一般情況下銅中的鎳可降低到0.20.4%。由于銅水中經(jīng)常含有少量的砷和銻，溶于銅水中的NiO便以6Cu2O.8NiO.2As2O5和6Cu2O.8NiO.2Sb2O5(鎳云母)的形態(tài)存在，這種三元氧化物的形成是很難避免的，這是鎳之所以難除去的主要原因。,7.錫 銅與錫在液態(tài)時(shí)互溶,在精煉過程中錫被氧化成氧化亞錫(SnO)和二氧化錫(SnO2)，前者呈堿性易與SiO2造渣除去。而二氧化錫呈酸性且稍溶于熔融銅中，需向爐內(nèi)加入堿性熔劑（蘇打或石灰等）方能造渣，生成不溶于銅的

17、錫酸鈉（Na2O.SnO2）或錫酸鈣（CaO.SnO2）。一種按70%碳酸鈉和30%氧化鈣組成的熔劑，可使銅中的含錫量從0.02%以上降至0.002%。,8.砷和銻 砷、銻和銅在液態(tài)時(shí)完全互溶。砷、銻和銅分別生成Cu3As、Cu5As2、Cu2O.As2O3、Cu2O.As2O5，Cu2Sb、Cu2O.Sb2O3、Cu2O.Sb2O5，以及鎳云母，它們都溶于銅中，這是砷、銻較難除的主要原因。精煉時(shí)，化學(xué)反應(yīng)為： 3Cu2O + 2Cu3As = As2O3 + 12Cu Cu2O +As2O3 = Cu2O.As2O3 2Cu2O + As2O3 = As2O5 + 4 Cu Cu2O +As

18、2O5 = Cu2O.As2O5 銻的化合物具有類似的反應(yīng)。生成的As2O3和Sb2O3具有揮發(fā)性，一部分隨爐氣排出，一部分繼續(xù)被氧化成As2O5和Sb2O5，不能揮發(fā)而與Cu2O作用生成砷酸銅和銻酸銅溶于銅液中，它們中的一部分也可以進(jìn)入渣中，但在渣中很不穩(wěn)定，易于重新進(jìn)入銅液中。,9.鉍 鉍與銅在液態(tài)時(shí)完全互溶，不生成化合物和固溶體。因?yàn)榇帚~中一般含鉍量很少，而且鉍對(duì)氧的親合力與銅對(duì)氧的親合力差別不大，再加上鉍的沸點(diǎn)高（1559），所以氧化精煉時(shí)鉍除去得很少，要在銅電解精煉過程中才能除去。 10.硒和碲 硒和碲能與銅形成化合物如Cu2Se、Cu2Te、Cu4Te3。它們在氧化精煉過程中的行為

19、尚未詳細(xì)研究過。硒和碲在粗銅中的含量較低，在氧化精煉時(shí)，可少量地氧化成SeO2和TeO2隨同爐氣排出，但大部分硒和碲仍留在銅內(nèi)，而在電解精煉后從陽極泥中回收。 11.金、銀 金和銀對(duì)氧的親和力比銅對(duì)氧的親和力小，在粗銅氧化精煉時(shí)，金、銀等貴金屬不會(huì)被氧化而留在金屬中；但少部分的銀會(huì)被鉛、砷、銻、硒等揮發(fā)性化合物帶走；故銀的損失可達(dá)2.5%。金銀等貴金屬在電解精煉后從陽極泥中回收。,六、生產(chǎn)工藝流程圖,七、反射爐精煉作業(yè)實(shí)踐,精煉作業(yè)包括加料、熔化、氧化，還原和澆鑄等操作所組成，各操作過程的總時(shí)間，依爐料成分、處理方法及爐子大小的不同而變化，且與操作技術(shù)的好壞有關(guān)。 加料（冷料和熱料） 進(jìn)入精煉

20、爐的冷料有電解返回的殘極、廢陰極、紫雜銅冷粗銅及其他廢銅返回品等。,液態(tài)銅粗用橋式起重機(jī)通過包子從特設(shè)的溜槽倒入爐內(nèi)。有些大型反射爐為縮短作業(yè)時(shí)間，可將液態(tài)銅料分兩次加入，兩次銅料加入之間相隔12小時(shí)，在間隔時(shí)間提前進(jìn)行氧化作業(yè)和熔化過程。 冷料一般用加料機(jī)加入，某些小冶煉廠仍采用人工加料方式。先裝細(xì)料，后裝粗料，爐頭多加、爐尾少加。加冷料時(shí)要使銅料距爐頂及煙道口有一定距離，以保證燃料燃燒和爐氣流動(dòng)的順暢。加冷料的批次各廠根據(jù)自己的作業(yè)特點(diǎn)及原料構(gòu)成而變化。加料時(shí)要保證爐膛有足夠高的溫度，一般應(yīng)達(dá)到1300以上，爐內(nèi)應(yīng)保證零壓或微負(fù)壓。,保溫，熔化,熔化作業(yè)系在氧化氣氛下進(jìn)行，一般爐膛溫度保持

21、在13001400以加速冷銅料的熔化，在熔化過程中定期向爐內(nèi)已熔化的銅液中插入一根風(fēng)管，鼓入壓縮空氣劇烈地?cái)噭?dòng)熔體以加速熔化過程，這時(shí)也會(huì)有部分雜質(zhì)氧化，形成爐渣于熔體表面，待熔體大部分熔化完，即可進(jìn)行氧化操作。 處理液態(tài)料時(shí)，經(jīng)常需要保溫等料。利用保溫等料時(shí)間加入少量冷料時(shí)，保溫時(shí)間即為熔化時(shí)間。,氧化操作,氧化是銅火法精煉的主要操作,其要點(diǎn)是增大煙道抽力（-80-100Pa），提高爐內(nèi)空氣過剩系數(shù)（=1.21.4），使?fàn)t內(nèi)成氧化性氣氛。用直徑為1850mm的鋼管23根向熔體內(nèi)鼓入0.30.5MPa的壓縮空氣，進(jìn)行氧化作業(yè)，為減少鋼管熔入銅中的消耗，鋼管外用耐火材料包裹。為增加氧的利用率，鋼

22、管應(yīng)盡可能深插，插入角度為450600，插入深度為銅熔體深度的2/3。氧化期的爐膛溫度在1250左右，以保證銅液溫度為11501180，有利于雜質(zhì)的氧化。,氧化階段的主要目的是：一、控制爐況，提高爐溫，熔化冷料；二、氧化、扒渣、除雜質(zhì)。 粗銅雜質(zhì)含量低時(shí)，火法精煉的主要任務(wù)是脫硫。扒渣后取樣觀察銅水含氧及含硫量，含氧0.4%左右時(shí)可以結(jié)束氧化。斷面有硫孔、硫絲，應(yīng)排除SO2。采用?；鹱鳂I(yè)，能有效地脫除SO2，通入0.3-0.5MP的壓縮風(fēng)，在激烈的攪拌下能達(dá)到迅速脫硫的目的。排硫結(jié)束，銅水溫度為11501180，爐內(nèi)壓力為零壓或微負(fù)壓。 粗銅雜質(zhì)含量高時(shí)，需加熔劑除雜質(zhì)。砷、銻、鎳高時(shí)，加堿性

23、熔劑（蘇打和石灰）；鉛、錫高時(shí)，加酸性熔劑；兩者都高時(shí)，先加堿性熔劑，后加酸性熔劑。熔劑加入時(shí)間的早晚，各工廠不一。有的認(rèn)為，銅液含氧0.5%0.6%時(shí)，雜質(zhì)已充分氧化，開始加入熔劑有利于雜質(zhì)脫除，不利方面是易造成銅液過度氧化，增加Cu2O進(jìn)渣數(shù)量。,氧化初期爐渣主要是雜質(zhì)氧化物，呈黑色，隨著過程不斷進(jìn)行，氧化亞銅進(jìn)入爐渣，逐漸變?yōu)樽睾稚c紅色，氧化一直進(jìn)行到爐渣停止生成，并在熔體表面生成Cu2O油光薄層為止。 在氧化階段，應(yīng)多取樣以判斷氧化終點(diǎn)，銅氧化后的試樣斷面為柱結(jié)晶，待略呈磚紅色時(shí)，表示氧化程度已夠。處理含雜質(zhì)高的銅料時(shí)應(yīng)加深氧化程度，應(yīng)氧化至試樣斷面呈方塊狀結(jié)晶，深磚紅色，這種判斷方

24、法需有一定的經(jīng)驗(yàn)。國內(nèi)各工廠大多是憑借操作者的經(jīng)驗(yàn)、用肉眼來觀察樣品表面和斷面的狀況，以確定氧化終點(diǎn)。,火山銅,硫孔,火山平,氧化終點(diǎn)、斷面 無硫絲、硫孔,扒渣,扒渣是將造渣后的雜質(zhì)通過扒渣過程將其除去，銅面控制是扒渣操作的關(guān)鍵。銅液面過低，給以后扒渣作業(yè)造成困難，床能率低；銅液面過高，易出現(xiàn)側(cè)門、渣口跑銅事故。為控制好渣含銅，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行扒渣作業(yè)，避免干渣轉(zhuǎn)變?yōu)橄≡?，生產(chǎn)過多的氧化亞銅。扒渣不干凈，在還原過程，部分雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入銅液，造成銅液的二次污染，影響陽極銅的品質(zhì)。,還原,氧化結(jié)束后，銅熔體中已飽和溶解有多量的Cu2O，為了將它還原成金屬銅，過去用“插樹”來進(jìn)行還原的，因Cu2O還原后銅的韌

25、性增加，故又稱為“韌性插樹”。日前國內(nèi)外普遍采用重油、液化石油氣、氨或其它還原性物質(zhì)（如天然氣、丙烷等）。采用重油還原，用鐵管向熔池內(nèi)導(dǎo)入1.52大氣壓的重油（含硫量應(yīng)小于0.5%），并用2大氣壓的壓縮空氣（或35大氣壓的過熱蒸汽）霧化，銅液溫度應(yīng)控制在11501180，以減少氧、氫及SO2等氣體在銅中的溶解度。爐內(nèi)必需維持還原氣氛，可將煙道閘門減小，使?fàn)t內(nèi)液面為零壓，煙道抽力為10Pa30Pa，并加一層木炭或不含硫的碎焦覆蓋銅液。為了充分利用還原劑和加快還原速度，鐵管應(yīng)深插入熔池，并不斷地移動(dòng)位置，還原時(shí)間約0.53小時(shí)。,用木炭粉及復(fù)合低硫煤還原劑，粒度應(yīng)控制在35mm，水份控制應(yīng)小于10

26、%，同時(shí)控制好還原劑與吹送壓縮風(fēng)的比例，保證CO的大量生成，維持還原氣氛，提高還原劑的利用率。 比較各種還原劑的還原效果，氣體優(yōu)于液體，液體優(yōu)于固體。氣體還原劑以氨氣最好，液化石油氣次之，氨氣來源有限，價(jià)格昂貴，較少使用。還原劑的還原效率，除與使用方式、操作技術(shù)、還原劑種類有關(guān)外，還與銅液含氧量有關(guān)。還原終點(diǎn)的含氧量，對(duì)還原劑的消耗影響較大。還原終點(diǎn)一般控制含氧0.05%0.2%。,還原后期應(yīng)經(jīng)常取樣判斷其進(jìn)行程度。隨著Cu2O的不斷還原，試樣斷面開始是絲狀粗粒結(jié)晶結(jié)構(gòu)，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)粒放射狀，最后變?yōu)榧?xì)粒致密結(jié)晶。還原初期試樣斷面呈磚紅色，后來轉(zhuǎn)為玫瑰色；從無光澤變?yōu)樽詈蟮慕z綢光澤，金屬亮最初

27、集中最后散開。試樣表面開始時(shí)中心帶有凹槽，到還原結(jié)束時(shí)成為微帶皺紋的平整表面；此時(shí)，銅液中的殘氧約為0.030.05%(有高達(dá)0.10.3%的)。,表面細(xì)花紋、無拉槽、顏色好看,斷面出現(xiàn)1/3結(jié)晶,表面花紋粗，拉槽深,斷面還未出現(xiàn)結(jié)晶，斷面為細(xì)絲,幾種主要雜質(zhì)在還原時(shí)的行為如下： 1）鐵氧化后，殘留的鐵以氧化鐵（Fe2O3）形式存在于銅液中 Fe2O3十分微量，還原時(shí)基本不被還原，仍以Fe2O3存在于銅相中； 2）鎳氧化后以NiO形式溶解在銅液中，在還原時(shí)被還原成金屬鎳，沒有生成獨(dú)立的化合物，溶解在金屬銅中； 3）氧化精煉后的砷、銻氧化物與鉛、鉍氧化物，生成砷鉛氧化物，其分子式可能為（Pb.B

28、i）2(As.Sb)4O12，該化合物不被還原，仍以砷鉛氧化物存在于銅相，若砷以單一氧化物存在，砷能被還原為金屬。 4）鉍在精煉時(shí)氧化生成BiO，并與鉛、砷、銻生成穩(wěn)定的化合物，不被還原；若以BiO存在時(shí)，可以被還原成金屬鉍。 5）PbO與砷、銻、鉍氧化物，組成化合物后不被還原；若PbO未組成化合物時(shí)，將被還原成金屬鉛。 6）在還原期，SO2未被還原，而是繼續(xù)被排除。隨還原反應(yīng)的進(jìn)行，氧含量逐漸降低，硫含量也逐步降低，直至還原結(jié)束；氧含量降到0.1%以下，硫含量可降到 0.005%以下，還原期硫的脫除率為43.53%50.65%。,澆鑄,傳統(tǒng)的陽極澆鑄，是人工控制，銅液從精煉爐放出，經(jīng)溜槽進(jìn)入

29、澆鑄包，注入鑄模。重量由澆鑄工根據(jù)模子的充滿程度或在鑄模上劃一些刻度線進(jìn)行控制。人工控制的隨機(jī)性很大，重量波動(dòng)大，20世紀(jì)50年代開始，逐步實(shí)行半自動(dòng)或自動(dòng)定量澆鑄，由微機(jī)控制稱量包，經(jīng)液壓系統(tǒng)自動(dòng)澆鑄。采用2836塊鑄模的圓盤澆鑄機(jī)，其生產(chǎn)能力可達(dá)到100t/h。定量澆鑄的陽極板重量差可控制在2%以內(nèi)，但仍然存在一些問題難以解決：澆鑄時(shí)銅水噴濺及圓盤晃動(dòng)產(chǎn)生飛邊、毛刺；在冷卻和脫模時(shí)，產(chǎn)生彎曲變形；鑄模夾耳，耳部產(chǎn)生扭曲變形；鑄模不平，板面厚薄不均。這些缺陷以及其他一些問題，幾乎都是澆鑄過程難以避免和不可能完全克服的，因此采取了陽極外形的修整工作，以彌補(bǔ)澆鑄的缺陷。在電解車間增設(shè)陽級(jí)平板、校耳、銑耳整形生產(chǎn)線。,澆鑄,為保證澆鑄陽極的外形質(zhì)量，控制好氧化、還原終點(diǎn)和銅液溫度是前提條件。 往銅模內(nèi)澆銅水，本著開始慢、中間快、末尾慢的原則操作，同時(shí)啟動(dòng)圓盤要求平衡準(zhǔn)確。從而減少飛邊毛刺，保證單塊重量均勻。 澆鑄過程觀察銅模水平度，及時(shí)校平，使陽極銅厚薄均勻。 修整包子嘴結(jié)銅，保持嘴圓，兩束銅流量相等；及時(shí)清除包子里的灰渣使其不流入模內(nèi)。 模溫適中 ，一般模溫控制為（120-180，最好為140。陽極板