銅在電爐里加熱分解時增添什么化學(xué)物質(zhì)進去可以使銅水不粘在電爐壁上

【專家解說】：火法煉銅 主要原料是硫化銅精礦，一般包括焙燒、熔煉、吹煉、精煉等工序. 焙燒 分半氧化焙燒和全氧化焙燒（“死焙燒”），分別脫除精礦中部分或全部的硫，同時除去部分砷、銻等易揮發(fā)的雜質(zhì)。此過程為放熱反應(yīng)，通常不需另加燃料。造锍熔煉一般采用半氧化焙燒，以保持形成冰銅時所需硫量；還原熔煉采用全氧化焙燒；此外，硫化銅精礦濕法冶金中的焙燒，是把銅轉(zhuǎn)化為可溶性硫酸鹽，稱硫酸化焙燒。 熔煉 主要是造锍熔煉，其目的是使銅精礦或焙燒礦中的部分鐵氧化，并與脈石、熔劑等造渣除去，產(chǎn)出含銅較高的冰銅（xCu2S·yFeS）。冰銅中銅、鐵、硫的總量常占80%～90%，爐料中的貴金屬，幾乎全部進入冰銅。 冰銅含銅量取決于精礦品位和焙燒熔煉過程的脫硫率，世界冰銅品位一般含銅40%～55%。生產(chǎn)高品位冰銅，可更多地利用硫化物反應(yīng)熱，還可縮短下一工序的吹煉時間。熔煉爐渣含銅與冰銅品位有關(guān)，棄渣含銅一般在0.4%～0.5%。熔煉過程主要反應(yīng)為： 2CuFeS2→Cu2S+2FeS+S Cu2O+FeS→Cu2S+FeO 2FeS+3O2+SiO2→2FeO·SiO2+2SO2 2FeO+SiO2→2FeO·SiO2 造锍熔煉的傳統(tǒng)設(shè)備為鼓風(fēng)爐、反射爐、電爐等，新建的現(xiàn)代化大型煉銅廠多采用閃速爐。 鼓風(fēng)爐熔煉 鼓風(fēng)爐是豎式爐，小國很早就用它直接煉銅。傳統(tǒng)的方法為燒結(jié)塊鼓風(fēng)爐熔煉。硫化銅精礦先經(jīng)燒結(jié)焙燒脫去部分硫，制成燒結(jié)塊，與熔劑、焦炭等按批料呈層狀加入爐內(nèi)，熔煉產(chǎn)出冰銅和棄渣，此法煙氣含SO2低，不易經(jīng)濟地回收硫。為消除煙害，回收精礦中的硫，20世紀50年代，發(fā)展了精礦鼓風(fēng)爐熔煉法，即將硫化銅精礦混捏成膏狀，再配以部分塊料、熔劑、焦炭等分批從爐頂中心加料口加入爐內(nèi)，形成料封，減少漏氣，提高SO2濃度?；炷罅显跔t內(nèi)經(jīng)熱煙氣干燥、焙燒形成燒結(jié)料柱，塊狀物料也呈柱狀環(huán)繞在燒結(jié)料柱的周圍，以保持透氣性，使熔煉作業(yè)正常進行。中國沈陽冶煉廠、富春江冶煉廠等采用此法。 反射爐熔煉 適于處理浮選的粉狀精礦。反射爐熔煉過程脫硫率低，僅20％～30％，適于處理含銅品位較高的精礦。如原料含銅低、含硫高，熔煉前要先進行焙燒。反射爐生產(chǎn)規(guī)?？纱笮突?，對原料，燃料的適應(yīng)性強，長期來一直是煉銅的主要設(shè)備，至80年代初，全世界保有的反射爐能力仍居煉銅設(shè)備的首位。但反射爐煙氣量大，且含SO2僅1%左右，回收困難。反射爐的熱效率僅25%～30%，熔煉過程的反應(yīng)熱利用較少，所需熱量主要靠外加燃料供給。70年代以來，世界各國都在研究改進反射爐熔煉，有的采用氧氣噴撒裝置將精礦噴入爐內(nèi)，加強密封，以提高SO2濃度。中國白銀公司第一冶煉廠將銅精礦加到反射爐中的熔體內(nèi)，鼓風(fēng)熔煉，提高了熔煉強度，煙氣可用于制取硫酸。 反射爐為長方形，用優(yōu)質(zhì)耐火材料砌筑。燃燒器設(shè)在爐頭部，煙氣從爐尾排出，爐料由爐頂或側(cè)墻上部加入，冰銅從側(cè)墻底部的冰銅口放出，爐渣從側(cè)墻或端墻下的放渣口排出。爐頭溫度1500℃～1550℃，爐尾溫度1250℃～1300℃，出爐煙氣1200℃左右。熔煉焙燒礦時，燃料率10%～15%，床能率3～6t／(m2·日)。銅精礦直接入爐，燃料率16%～25%，床能率為2～4t/(m2·日)，稱生精礦熔煉。中國大冶冶煉廠采用270m2反射爐熔煉生精礦。 電爐熔煉 煉銅采用電阻電弧爐即礦熱電爐，對物料的適應(yīng)性非常廣泛，一般多用于電價低廉的地區(qū)和處理含難熔脈石較多的精礦。電爐熔煉的煙氣量較少，若控制適當(dāng)，煙氣中SO2濃度可達5%左右，有利于硫的回收。 銅熔煉電爐多為長方形，少數(shù)為圓形。大型電爐一般長30 m～35m，寬8 m～10m，高4 m～5m，采用六根直徑為1.2 m～1.8m的自焙電極，由三臺單相變壓器供電。電爐視在功率3000～50000千伏安，單位爐床面積功率100kw/m2左右，床能率3～6t/(m2·日)，爐料電耗400～500kw·h/t，電極糊消耗約2～3kg/t。中國云南冶煉廠采用30000kVA電爐熔煉含鎂高的銅精礦。 閃速熔煉 是將硫化銅精礦和熔劑的混合料干燥至含水0.3%以下，與熱風(fēng)（或氧氣、或富氧空氣）混合，噴入爐內(nèi)迅速氧化和熔化，生成冰銅和爐渣。其優(yōu)點是熔煉強度高，可較充分地利用硫化物氧化反應(yīng)熱。降低熔煉過程的能耗。煙氣中SO2濃度可超過8%。閃速熔煉可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)冰銅品位，一般控制在50%左右，這樣對下一步吹煉有利。但爐渣含銅較高，須進一步處理。 閃速爐有奧托昆普型和國際鎳公司型兩種。70年代末世界上已有幾十個工廠采用奧托昆普型閃速爐，中國貴溪冶煉廠也采用此種爐型。 冰銅吹煉 利用硫化亞鐵比硫化亞銅易于氧化的特點，在臥式轉(zhuǎn)爐中，往熔融的冰銅中鼓入空氣，使硫化亞鐵氧化成氧化亞鐵，并與加入的石英熔劑造渣除去，同時部分脫除其他雜質(zhì)，而后繼續(xù)鼓風(fēng)，使硫化亞銅中的硫氧化進入煙氣，得到含銅98%～99%的粗銅，貴金屬也進入粗銅中。 一個吹煉周期分為兩個階段：第一階段，將FeS氧化成FeO，造渣除去，得到白冰銅（Cu2S）。冶煉溫度1150℃～1250℃。主要反應(yīng)是： 2FeS＋3O2→2FeO+2SO2 2FeO+SiO2→2FeO·SiO2 第二階段，冶煉溫度1200℃～1280℃將白冰銅按以下反應(yīng)吹煉成粗銅： 2Cu2S＋3O2→2Cu2O+2SO2 Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2 冰銅吹煉是放熱反應(yīng)，可自熱進行，通常還須加入部分冷料吸收其過剩熱量。吹煉后的爐渣含銅較高，一般為2%～5%，返回熔煉爐或以選礦、電爐貧化等方法處理。吹煉煙氣含SO2濃度較高，一般為8%～12%，可以制酸。吹煉一般用臥式轉(zhuǎn)爐，間斷操作。表壓約1kgf/cm2的空氣通過沿轉(zhuǎn)爐長度方向安設(shè)的一排風(fēng)眼鼓入熔體，加料、排渣、出銅和排煙都經(jīng)過爐體上的爐口。 粗銅精煉 分火法精煉和電解精煉?；鸱ň珶捠抢媚承╇s質(zhì)對氧的親和力大于銅，而其氧化物又不溶于銅液等性質(zhì)，通過氧化造渣或揮發(fā)除去。其過程是將液態(tài)銅加入精煉爐升溫或固態(tài)銅料加入爐內(nèi)熔化，然后向銅液中鼓風(fēng)氧化，使雜質(zhì)揮發(fā)、造渣；扒出爐渣后，用插入青木或向銅液注入重油、石油氣或氨等方法還原其中的氧化銅。還原過程中用木炭或焦炭覆蓋銅液表面，以防再氧化。精煉后可鑄成電解精煉所用的銅陽極或銅錠。精煉爐渣含銅較高，可返回轉(zhuǎn)爐處理。精煉作業(yè)在反射爐或回轉(zhuǎn)精煉爐內(nèi)進行。