第五章 粗銅精煉

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1、第五章粗銅的精煉一、粗銅基本知識(shí)①主成分為銅加銀不小于96%，可達(dá)99.3%；②主要雜質(zhì)元素為砷、銻、鉍、鉛；③主要用于精煉生產(chǎn)；④外形為錠狀，每錠30～50ｋｇ。⑤粗銅按化學(xué)成分分為3個(gè)牌號(hào)：Cu99.30C、Cu99.00C、Cu97.50C粗銅化學(xué)成分（%）a粗銅中金、銀含量不作規(guī)定，但需按批進(jìn)行分析，報(bào)出分析結(jié)果。b粗銅錠的邊緣及表面不得有易脫落的飛邊、毛刺等；表面和斷面不得有爐渣和夾雜物；澆鑄面銅峰高度不大于100mm（表面質(zhì)量用目視檢查）。c每個(gè)粗銅錠重量為30～50kg。錠的長(zhǎng)度不大于800mm，寬度不大于500mm。⑥每批粗銅隨機(jī)抽取粗銅錠，小于30

2、t時(shí)，取樣錠數(shù)不少于3錠；大于30t時(shí)，取樣錠數(shù)不小于5錠；取樣用直徑14～18mm鉆頭鉆取樣錠。鉆樣時(shí)，清除全部外來物，沿樣錠兩條長(zhǎng)對(duì)角線的四等分點(diǎn)處鉆穿5孔。當(dāng)銅錠厚度大不能一次鉆穿時(shí)，可在錠的正反面相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)上各鉆樣錠厚度的二分之一，兩孔可以不是同心圓。⑦粗銅錠上應(yīng)有生產(chǎn)廠的產(chǎn)品標(biāo)志，每塊粗銅錠上應(yīng)用鮮明顏色標(biāo)明批號(hào)（爐號(hào)）。粗銅錠出廠時(shí)，應(yīng)附有小樣。⑧質(zhì)量證明書：每批粗銅應(yīng)附有質(zhì)量證明書，需注明：a.供方名稱；b.產(chǎn)品名稱和牌號(hào)；c.批號(hào)；d.凈重和件數(shù)；e.分析檢驗(yàn)結(jié)果和技術(shù)監(jiān)督部門印記；f.本標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)；g.出廠日期；h.需方名稱。二、粗銅精煉的方法粗銅精

3、煉分火法精煉和電解精煉?；鸱ň珶捠抢媚承╇s質(zhì)對(duì)氧的親和力大于銅，而其氧化物又不熔于銅液等性質(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。粗銅火法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)一般在反射爐或回轉(zhuǎn)精煉爐內(nèi)進(jìn)行。火法精煉的產(chǎn)品叫火精銅，一般含銅99.5％以上?；鹁~中常含有金、銀等貴金屬和少量雜質(zhì)，通常要進(jìn)行電解精煉。若金、

4、銀和有害雜質(zhì)含量很少，可直接鑄成商品銅錠。電解精煉是以火法精煉的銅為陽極，以電解銅片為陰極，在含硫酸銅的酸性溶液中進(jìn)行。電解可產(chǎn)出含銅99.95％以上的電銅，而金、銀、硒、碲等富集在陽極泥中。　　電解過程中，大部分鐵、鎳、鋅和一部分砷、銻等進(jìn)入溶液，使電解液中的雜質(zhì)逐漸積累，銅含量也不斷增高，硫酸濃度則逐漸降低。因此，必須定期引出部分溶液進(jìn)行凈化，并補(bǔ)充一定量的硫酸。三、粗銅的火法精煉1、火法精煉的基本原理再生粗銅火法精煉過程與原生粗銅火法精煉一樣，即向銅熔體中鼓入壓縮空氣使雜質(zhì)氧化并造渣而除去，在扒渣后進(jìn)行氧化銅的還原及銅的鑄造。粗銅火法精煉的基本原理是基于不同

5、金屬對(duì)氧的親和力不同，使質(zhì)質(zhì)金屬優(yōu)先氧化后造渣并與主體金屬銅分離。2、火法精煉時(shí)雜質(zhì)金屬的行為：①鋅鋅與銅在液態(tài)時(shí)互溶，在固態(tài)時(shí)則形成一系列固溶體，還可與鐵、鈷、鎳、砷、銻等形成化合物。粗銅中的鋅在精煉過程中能以金屬鋅形態(tài)蒸發(fā)，隨后又被爐氣中的氧氧化成ZnO進(jìn)入爐氣；同時(shí)鋅也可以ZnO·Fe2O3和2ZnO·SiO2的形式進(jìn)入爐渣。②鐵鐵與銅不形成化合物，但鐵與砷、銻、錫等能生成化合物。在粗銅熔化階段，鐵能部分氧化并造渣，其余的鐵在氧化階段呈FeO和亞鐵酸鹽進(jìn)入爐渣：Cu2O+Fe=2Cu+FeO③鎳鎳在銅火法精煉時(shí)是難于除去的雜質(zhì)，但鎳在氧化精煉煉時(shí)按下式氧化：C

6、u2O+Ni=2Cu+NiO粗銅經(jīng)火法精后所產(chǎn)陽極銅中鎳約殘留0.25%，含NiO0.2-0.4%。④鉛和錫鉛和錫是銅廢料中常含有的金屬，鉛和錫氧化較困難，但氧化后可加入石英熔劑造渣。當(dāng)全部雜質(zhì)從銅中轉(zhuǎn)入到渣后，氧化期結(jié)束。為避免雜質(zhì)金屬返熔進(jìn)入銅中，渣必須完全從液態(tài)熔體中除去。此后就進(jìn)入氧化亞銅的還原期，還原兼有金屬脫氣的作用。3、氧化亞銅還原的方法插木還原法：用新鮮樹桿，插入粗銅熔體中。插木還原除去銅中氣體使銅變得致密且具有韌性。還原作業(yè)采用重油、天然氣、丙烷作還原劑時(shí)效果較好。用天然氣還原時(shí)，須將天然氣進(jìn)行預(yù)處理（與空氣、甲烷混合），以減少過程中H2的危害（H

7、2能加強(qiáng)還原，但也增加了銅中的吸咐，使產(chǎn)品質(zhì)量變差）。4、粗銅火法精煉實(shí)踐再生銅的火法精煉一般采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的鼓式爐或固定式反射爐。銅的還原可采用粗煤氣或經(jīng)轉(zhuǎn)化了的天然氣。反射爐精煉作業(yè)分加料、熔化、氧化、還原、澆鑄五個(gè)階段，液態(tài)粗銅精煉時(shí)間為18-20小時(shí)，作業(yè)溫度約為1200℃。根據(jù)爐料中所含雜質(zhì)的性質(zhì)，氧化又可分為幾個(gè)階段進(jìn)行：第一階段：加焦炭鼓風(fēng)蒸鋅期，此階段主要是脫除鋅，但同時(shí)也有40-50%鉛以及70-80%錫被除去，鋅則有90%被除去；第二階段：鼓風(fēng)加石英除鉛錫過程；第三階段：脫除砷、銻、鎳等較難除去的雜質(zhì)精煉期，此時(shí)加入碳酸鈉、石灰、螢石等堿性熔劑造