DOC《冰铜闪速吹炼工艺控制的理论与实践》

4、Cu2O等,部分粒子欠氧化,以Cu2-xS形态进入沉淀池,仅有少量粒子按反应(2)和(4)生成金属铜.由此可以认为,反应塔中仅完成了冰铜的氧化反应,使气态的氧为冰铜粒子所吸收,但并没有完成金属铜的生成过程. 烟尘中的铜主要以CuSO4存在,SO42-达到40%以上,在反应塔高温中发生分解反应(5);

高浓度富氧使冰铜氧化产生高SO2的烟气,粒度很小的石灰粉大部分与SO

2、O2发生反应(6)生成CaSO4,少量的石灰粉与过氧化的冰铜粒子碰撞结合,按反应(7)生成少量的炉渣. 1.2 沉淀池中的反应 根据奥托昆普的研究[3],闪速吹炼中大部分硫是在反应塔中氧化的,约为总硫的2/3;

氧化反应产物有铜的氧化物(主要是Cu2O)及铜、铁的过氧化物(CuO、Fe2O

3、Fe3O4等),与未氧化的硫化物(主要以Cu2-xS形态存在,含有≤0.5%的铁)一起落入沉淀池内渣面上的反应层中,发生如下反应生成金属铜和炉渣: Cu2S+2Cu2O=6Cu+SO2 ⑷ Cu2S+2CuO=4Cu+SO2 ⑻ Cu2S+2Fe2O3=2Cu+4FeO+SO2 ⑼ Cu2S+2Fe3O4=2Cu+6FeO+SO2 ⑽ SiO2+2CaO=Ca2SiO4 ⑾ 2Fe3O4+1/2O2+3CaO=3CaFe2O4 ⑺ CaSO4=CaO+SO2+1/2O2 ⑿ 2Fe3O4+2CaO+CaSO4=3CaFe2O4+SO2 ⒀ 2Fe3O4+3CaSO4=3CaFe2O4+3SO2+O2 ⒁ 这些熔池反应非常剧烈,大部分都会产生SO2气体,因此在实际操作中可以观察到,在反应塔下部的熔池表面有熔体翻滚的现象,并有大量气体从熔体中析出.反应塔下部熔池中剧烈的熔池反应加速了该区域渣线区耐火砖的腐蚀,因而肯尼科特和金冠该区域侧壁的耐火砖不到3个月即被完全消耗.当反应塔反应状况恶化时,可能会产生较多的过氧化物与欠氧化物,汇入沉淀池后将发生剧烈的熔池反应,短时间内产生大量的SO2气体,极端情况下可能产生泡沫渣.闪速吹炼炉运行中,炉内压波动比熔炼炉大得多,也应该与这些剧烈的熔池反应有关. 由反应⑷、⑻~⑽可以看出,炉渣的氧化程度提高,渣含铜(Cu2O、CuO)将升高,而粗铜含硫(Cu2S)将降低.但是,烟气SO2浓度提高,即SO2分压提高,将使粗铜含硫升高,渣含铜也升高;

大量SO2的生成,在炉渣黏度大时(渣含SiO

2、Fe3O

4、生料高,温度低,CaO/Fe低),易造成渣含铜和粗铜含硫高,因此操作中发现,在炉况不正常时,即使渣含铜较高,粗铜含S也会很高. 1.3 Fe3O4与石膏的生成与控制 1.3.1 Fe3O4生成与控制 冰铜粒子经喷嘴喷入反应塔后,在高温、高氧浓条件下,由于FeS比Cu2S易氧化,因而冰铜中的Fe大部分被氧化成Fe3O4.反应塔中生成的Fe3O4落入沉淀池后将与未氧化的Cu2S按反应⑽生成金属铜,从这个意义上说,反应塔中生成的Fe3O4起到了固氧的作用,........