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1、第第2章章造锍熔炼的理论基础造锍熔炼的理论基础 炉渣是以炉渣是以2FeOSiO2(铁橄榄石）为主的氧化物熔体。铁橄榄石）为主的氧化物熔体。铜锍与炉渣互不相溶，且密度各异从而分离。铜锍与炉渣互不相溶，且密度各异从而分离。2.1概概述述现代造锍熔炼是在现代造锍熔炼是在11501250的高温下，使硫的高温下，使硫化铜精矿和熔剂在熔炼炉内进行熔炼。化铜精矿和熔剂在熔炼炉内进行熔炼。炉料中的铜、硫与未氧化的铁形成液态铜锍。这炉料中的铜、硫与未氧化的铁形成液态铜锍。这种铜锍是以种铜锍是以FeS-Cu2S为主为主,并溶有并溶有Au、Ag等贵金属等贵金属及少量其他金属硫化物的共熔体。炉料中的及少量其他金属硫化
2、物的共熔体。炉料中的SiO2，Al2O3，CaO等成分与等成分与FeO一起形成液态炉渣。一起形成液态炉渣。2.2.1造锍熔炼过程的主要化学反应造锍熔炼过程的主要化学反应类型类型所使用的熔炼炉料中主要的化合物是硫化物、氧所使用的熔炼炉料中主要的化合物是硫化物、氧化物和碳酸盐。化物和碳酸盐。2.2造锍熔炼过程的基本反应造锍熔炼过程的基本反应硫化物组成成分有：硫化物组成成分有：CuFeS2、CuS、Cu2S、FeS2、FeS、ZnS、PbS、NiS等。等。氧化物有：氧化物有：Fe2O3、Fe3O4、Cu2O、CuO、ZnO、NiO、MeOFe2O3、SiO2、Al2O3、CaO和和MgO;CaO和和
3、MgO是由碳酸盐分解而来的。是由碳酸盐分解而来的。1.高价硫化物的热分解高价硫化物的热分解熔炼未经焙烧或烧结处理的生精矿或干精矿时，熔炼未经焙烧或烧结处理的生精矿或干精矿时，炉料中含有较多的高价硫化物，在熔炼炉内被加热炉料中含有较多的高价硫化物，在熔炼炉内被加热后，离解成低价化合物，主要反应有：后，离解成低价化合物，主要反应有：2FeS2(s)2FeS(s)+S2(g)(2-1)300开始，开始，560激烈进行，在激烈进行，在680时，分解时，分解压压Ps2=69.06千帕千帕2CuFeS2(s)Cu2S(s)+2FeS(s)+1/2S2(2-2)550开始。开始。2CuS(s)Cu2S(s)
4、+1/2S2(2-3)400开始，开始，600激烈反应。激烈反应。2CuO=Cu2O+1/2O2(2-4)在在1105时，分解压时，分解压Po2=101.32千帕。千帕。产物产物Cu2O是较为稳定的化合物，在冶炼温度是较为稳定的化合物，在冶炼温度下（下（13001500）是不分解的。）是不分解的。另一类热分解反应是碳酸盐的分解：另一类热分解反应是碳酸盐的分解：CaCO3=CaO+CO2(2-5)在在910，Pco2=101.32千帕千帕MgCO3=MgO+CO2(2-6)在在640，Pco2=101.32千帕千帕2.硫化物氧化硫化物氧化在现代强化熔炼炉中，炉料往往很快地就进入高温强氧化在现代强
5、化熔炼炉中，炉料往往很快地就进入高温强氧化气氛中，所以高价硫化物除发生离解反应外，还会被直接氧化。气氛中，所以高价硫化物除发生离解反应外，还会被直接氧化。主要的氧化反应有：主要的氧化反应有：高价硫化物的直接氧化：高价硫化物的直接氧化：2CuFeS2+5/2O2=(Cu2SFeS)+FeO+2SO2(2-7)2FeS2+11/2O2=Fe2O3+4SO2(2-8)3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2(2-9)2CuS+O2=Cu2S+SO2(2-10)低价的化合物的氧化反应：低价的化合物的氧化反应：2FeS(l)+3O2(g)=2FeO(g)+2SO2(g)(2-11)10Fe2O3(s)+
6、FeS(l)=7Fe3O4(s)+SO2(g)(2-12)2Cu2S(l)+3O2(g)=2Cu2O(l)+2SO2(g)(2-13)其它有色金属硫化物（其它有色金属硫化物（NiS、PbS、ZnS等）也等）也会被氧化成相应的氧化物。会被氧化成相应的氧化物。在强氧化气氛下，还会发生下列反应时，使在强氧化气氛下，还会发生下列反应时，使Fe3O4生成量较多。生成量较多。3FeO(l)+1/2O2=Fe3O4(S)(2-14)铁硫化物生成铁硫化物生成Fe3O4的趋势是不可避免的，只的趋势是不可避免的，只是随炉型，程度不同。是随炉型，程度不同。3.交互反应交互反应冰铜熔炼中另一类反应是硫化物与氧化物的交
7、冰铜熔炼中另一类反应是硫化物与氧化物的交互反应，它是最重要的一类反应。因为这类反应决互反应，它是最重要的一类反应。因为这类反应决定着铜与其它有价金属在冰铜中的回收程度，决定定着铜与其它有价金属在冰铜中的回收程度，决定着着Fe3O4还原造渣的顺利和完全程度。还原造渣的顺利和完全程度。来自于热分解和氧化反应生成的来自于热分解和氧化反应生成的Fe3O4、FeS、FeO、Cu2S、Cu2O以及炉料中的以及炉料中的SiO2在高温相互接在高温相互接触条件下将进行交互反应。触条件下将进行交互反应。这类反应又可以分成两种类型：这类反应又可以分成两种类型：一、是一、是Fe3O4与与FeS的反应；的反应；二、是不
8、同金属硫化物与氧化物之间二、是不同金属硫化物与氧化物之间MeOFeS，以以及相同金属硫化物与氧化物之间及相同金属硫化物与氧化物之间MeSMeO的反应。的反应。2.2.2还原造渣反应还原造渣反应Fe3O4FeS体系体系经过氧化反应，炉料中铁的一部分形成经过氧化反应，炉料中铁的一部分形成Fe3O4，Fe3O4的熔的熔点高（点高（1597），在渣中以），在渣中以FeO复杂离子状态存在：复杂离子状态存在：当其量较多时，会使炉渣熔点升高，比重增大，恶化了渣当其量较多时，会使炉渣熔点升高，比重增大，恶化了渣与锍的沉清分离；与锍的沉清分离；当熔体温度下降时，当熔体温度下降时，Fe3O4会析出沉于炉底及某些部
9、位形成会析出沉于炉底及某些部位形成炉结，还会在冰铜于炉渣界面上形成一层粘渣隔膜层，危害正炉结，还会在冰铜于炉渣界面上形成一层粘渣隔膜层，危害正常操作。常操作。在还原熔炼中，在还原熔炼中，Fe3O4是靠还原气氛是靠还原气氛(Pco2/Pco之比之比)来使之还原造渣的来使之还原造渣的;而在氧化气氛的造锍熔炼而在氧化气氛的造锍熔炼中，只能依靠与中，只能依靠与FeS的作用来还原，即的作用来还原，即3Fe3O4(s)+FeS=10(FeO)+SO2(g)Go=761329455千焦千焦(2-15)式中（式中（）为渣相，）为渣相，为冰铜相。为冰铜相。反应要在反应要在1400以上才能向右进行，而且以上才能向
10、右进行，而且Kp值很小。值很小。加入加入SiO2后，体系变成后，体系变成Fe3O4-FeS-SiO2系，系，反应为：反应为：FeS(l)+3Fe3O4(s)+5SiO2(s)=5(2FeOSiO2)(l)+SO2(g)G0=625.280.44千焦千焦(T1205)（2-16）由于由于SiO2的存在，的存在，Fe3O4的破坏变得容易了，在的破坏变得容易了，在1100下就能进行造渣反应。下就能进行造渣反应。随温度的升高，平衡常数随温度的升高，平衡常数Kp值增大。在值增大。在1300时，时，Kp值比值比1100时提高了时提高了107倍。可见倍。可见SiO2的存的存在是在是Fe3O4破坏的必要条件。
11、对影响破坏的必要条件。对影响Fe3O4破坏的其破坏的其它因素分析如下：它因素分析如下：影响影响Fe3O4破坏的主要原因是渣成份和温度，其破坏的主要原因是渣成份和温度，其次为锍品位与炉气成份。次为锍品位与炉气成份。为减少熔炼过程的为减少熔炼过程的Fe3O4量，采取以下一些措施：量，采取以下一些措施：1.尽量提高熔炼温度；尽量提高熔炼温度；2.适当增加炉渣中适当增加炉渣中SiO2含量，一般为含量，一般为35以上；以上；3.控制适当的冰铜品位（含控制适当的冰铜品位（含Cu4050%）,以保持足以保持足够的够的FeS量；量；4.创造创造Fe3O4与与FeS和和SiO2的良好接触条件。的良好接触条件。（
12、2-19）2.2.3氧化物硫化反应氧化物硫化反应FeSMeO体系体系 有色金属氧化物有色金属氧化物MeO与与FeS之间的反应是造锍过之间的反应是造锍过程中有价元素富集于冰铜的基本反应。程中有价元素富集于冰铜的基本反应。依靠硫化反应，以依靠硫化反应，以Cu2O形式存在于炉料中的铜得形式存在于炉料中的铜得以回收进入冰铜：以回收进入冰铜：FeS(l)+(Cu2O)(l)=(FeO)(l)+Cu2S(l)（2-18）G0=-6966386-42.7413.05千焦千焦 当当t=1300时，时，G0=136.93千焦，千焦，Kp，平衡常数值很大，表明平衡常数值很大，表明Cu2O几乎几乎完全被硫化进入冰铜
13、。从式（完全被硫化进入冰铜。从式（2-18）可以估算）可以估算出渣中铜以出渣中铜以Cu2O形式的损失值。形式的损失值。由（由（2-19）式得：）式得：（2-20）若若0.4，1，则，则4.210-5，相当于，相当于Cu为为0.120.15%。可见，反应平衡时，以。可见，反应平衡时，以Cu2O形式形式进入炉渣的量是很小的。进入炉渣的量是很小的。由（由（2-19）式可以看出：在一）式可以看出：在一定的定的熔炼温度下，熔炼温度下，保持渣中较低的值，也即有足够的保持渣中较低的值，也即有足够的SiO2存在，较低存在，较低的冰铜品位，有利于降低渣中的的冰铜品位，有利于降低渣中的Cu2O。2.2.4相同金属
14、氧化物与硫化物之间的反应相同金属氧化物与硫化物之间的反应 Cu2S与与Cu2O的反应如下：的反应如下：2Cu2O(l)+Cu2S(l)=6Cu(l)+SO2(g)(2-21)G0=3598258.87千焦千焦当当t=1300时，时，G0=-56.62千焦，千焦，Kp76。从从热力学上来看，在冶炼温度下，该反应很容易进行。热力学上来看，在冶炼温度下，该反应很容易进行。传统熔炼体系中，由于传统熔炼体系中，由于FeS的存在，反应（的存在，反应（218）的吉布斯自由能变化（）的吉布斯自由能变化（G0=-120千焦）比反应（千焦）比反应（221）大得多，因而反应（）大得多，因而反应（221）不会发生。只
15、有在）不会发生。只有在连续熔铜和氧气自热熔炼生产高品位冰铜时，上述反连续熔铜和氧气自热熔炼生产高品位冰铜时，上述反应才会产生，致使冰铜中有金属铜存在。应才会产生，致使冰铜中有金属铜存在。有以上各个熔炼化学反应的结果，形成了有以上各个熔炼化学反应的结果，形成了FeS、Cu2S、FeO、Fe3O4以及少量的以及少量的Cu2O。这些氧化物和这些氧化物和炉料中的脉石成份一道形成炉渣。硫化物形成冰铜，炉料中的脉石成份一道形成炉渣。硫化物形成冰铜，Fe3O4则分配于渣与冰铜中。则分配于渣与冰铜中。2.3冰铜和炉渣的形成及二者的分离冰铜和炉渣的形成及二者的分离2.3.1冰铜和炉渣的形成过程冰铜和炉渣的形成过
16、程经过一系列化学反应形成的低价氧化物和硫化物在经过一系列化学反应形成的低价氧化物和硫化物在炉内一定区域被熔化。炉内一定区域被熔化。熔化过程是从形成低熔点共晶物和硅酸盐开始发生熔化过程是从形成低熔点共晶物和硅酸盐开始发生的。因为单独的硫化物和氧化物都具有比冰铜和炉渣高的。因为单独的硫化物和氧化物都具有比冰铜和炉渣高的熔点，如表的熔点，如表2.2所示。所示。表表2.2一些硫化物氧化物及其共晶物和硅酸盐的熔点一些硫化物氧化物及其共晶物和硅酸盐的熔点 熔化的共晶物和硅酸盐便是初锍和初渣，它们在熔化的共晶物和硅酸盐便是初锍和初渣，它们在运动过程中继续被加热升温，同时又溶解了其它的难运动过程中继续被加热升
17、温，同时又溶解了其它的难熔物。熔物。在进入熔池时，完全形成了炉渣和冰铜，由于两在进入熔池时，完全形成了炉渣和冰铜，由于两者结构不同，不相互溶解，且比重又有差异，较重的者结构不同，不相互溶解，且比重又有差异，较重的冰铜颗粒窜过渣层沉于熔池底部形成冰铜层，实现了冰铜颗粒窜过渣层沉于熔池底部形成冰铜层，实现了与渣的分离。与渣的分离。2.3.2炉渣和冰铜分离的条件及其影响因素炉渣和冰铜分离的条件及其影响因素 1）炉渣和冰铜互不相容的机理）炉渣和冰铜互不相容的机理由氧化物形成的炉渣能够与由硫化物组成的冰由氧化物形成的炉渣能够与由硫化物组成的冰铜分离开的根本原因是它们本身的结构不同。结构铜分离开的根本原因
18、是它们本身的结构不同。结构又是为成份决定的。组成的不同的氧化物和硫化物，又是为成份决定的。组成的不同的氧化物和硫化物，相互的溶解能力是不同的。相互的溶解能力是不同的。不含不含SiO2的的FeOFeS体系在液态下是完全互溶体系在液态下是完全互溶地，呈均匀的单相，不会分层。当加入地，呈均匀的单相，不会分层。当加入SiO2后，形后，形成成FeOFeSSiO2体系，单一的情形就会改变。从体系，单一的情形就会改变。从图图2.1看出当看出当SiO21时，就会出现分层（时，就会出现分层（ABC曲线）曲线）。图图21 FeO-FeS-SiO2体系局部液相线平衡图体系局部液相线平衡图(1200)Cu2SFeSF
19、eO体系在体系在无无SiO2等脉石氧化物存在等脉石氧化物存在的情况下，也是一个单一的情况下，也是一个单一相。相。如状态图如状态图2.2所示，是一所示，是一个三元共晶。高温液相下个三元共晶。高温液相下氧化亚铁与硫化物互相溶氧化亚铁与硫化物互相溶解，无分层。解，无分层。图图22 Cu2SFeSFeO体体 系状态图系状态图 炉渣与冰铜的互不相溶性可以从结构上得到解释：炉渣与冰铜的互不相溶性可以从结构上得到解释：在无在无SiO2时，氧化物和硫化物结合形成一种共价键的、时，氧化物和硫化物结合形成一种共价键的、半导体的半导体的CuFeOS相。当相。当SiO2存在时，它便与存在时，它便与氧化物化合而生成强力
20、结合的硅酸盐阴离子聚合体团，氧化物化合而生成强力结合的硅酸盐阴离子聚合体团，如：如：2FeO+3SiO2=2Fe+Si3O8（222）这种阴离子团形成渣相。而硫化物却不具有形成这种阴离子团形成渣相。而硫化物却不具有形成阴离子团的倾向，仍然保留为明显得共价键的冰铜相，阴离子团的倾向，仍然保留为明显得共价键的冰铜相，迥然不同于硅酸盐炉渣，这样就形成互不相溶地两层迥然不同于硅酸盐炉渣，这样就形成互不相溶地两层熔体。氧化铝的行为类似于氧化硅。熔体。氧化铝的行为类似于氧化硅。CaO则是与则是与FeO生成铁酸钙离子团。生成铁酸钙离子团。2）渣与锍分离的条件及影响因素）渣与锍分离的条件及影响因素渣与冰铜互不
21、相溶性是能够分层的基础，实现分离渣与冰铜互不相溶性是能够分层的基础，实现分离过程还应该具有各种必要的物理条件。冰铜是以颗粒过程还应该具有各种必要的物理条件。冰铜是以颗粒的形式从渣中沉落汇集到下面的冰铜层中。颗粒的沉的形式从渣中沉落汇集到下面的冰铜层中。颗粒的沉降速度可由下式决定：降速度可由下式决定：（223）式中：式中：冰铜颗粒在渣中的沉降速度；冰铜颗粒在渣中的沉降速度；冰铜颗粒的半径；冰铜颗粒的半径；重力加速度；重力加速度；、冰铜和熔渣的密度；冰铜和熔渣的密度；、冰铜和熔渣的粘度。冰铜和熔渣的粘度。合理的炉渣成份是保证冰铜与炉渣具有良合理的炉渣成份是保证冰铜与炉渣具有良好分离效果的重要因素。
22、好分离效果的重要因素。2.4熔炼产物熔炼产物2.4.1铜锍的组成铜锍的组成锍主要是由锍主要是由Cu2S和和FeS组成，还溶解有其它组成，还溶解有其它硫化物，如硫化物，如Ni3S2、Co3S2、PbS、ZnS等。锍也等。锍也是贵金属（是贵金属（Au、Ag和和Pt族金属）的极好溶剂，族金属）的极好溶剂，9599的这些金属于的这些金属于As、Sb、Se及及Te一道进一道进入锍。锍还含有入锍。锍还含有24的溶解氧。一般的溶解氧。一般CuFeS占了总量的占了总量的9095%。1)锍中的硫和氧锍中的硫和氧锍的含硫量不会超过锍的含硫量不会超过Cu2SFeS连接线。连接线。在三角形在三角形Cu2SFeSS体系
23、内，高价硫化物（体系内，高价硫化物（CuS、FeS等）在熔炼温度下不稳定，分解成等）在熔炼温度下不稳定，分解成Cu2SFeS。理论上，锍的成分可以从纯理论上，锍的成分可以从纯Cu2S变到变到FeS，即相当即相当于含铜从于含铜从79.8变到零，含硫从变到零，含硫从20变到变到36.4。工厂锍的含硫量少于理论值，在工厂锍的含硫量少于理论值，在2225间变动。间变动。2）铜锍中溶解的铁）铜锍中溶解的铁当炉料含硫不足，而又配入一定还原剂时，当炉料含硫不足，而又配入一定还原剂时，熔炼产出的锍通常含有金属铁。在镍铜矿电炉熔炼产出的锍通常含有金属铁。在镍铜矿电炉熔炼时，锍中的金属铁达熔炼时，锍中的金属铁达8
24、12，被称为金属，被称为金属化锍。化锍。2.4.3铜锍的性质铜锍的性质随着锍品位的变化，锍的断面组织、颜色、光随着锍品位的变化，锍的断面组织、颜色、光泽、和硬度等也有所改变。泽、和硬度等也有所改变。液体铜锍的比重比上述数值要小。工厂实践液体铜锍的比重比上述数值要小。工厂实践液体铜锍的比重比上述数值要小。工厂实践液体铜锍的比重比上述数值要小。工厂实践中，液态铜锍的比重为中，液态铜锍的比重为中，液态铜锍的比重为中，液态铜锍的比重为4.4.134134.8.8。铜铜硫品位硫品位（Cu%）颜颜色色组织组织光光泽泽硬度硬度25暗灰色暗灰色坚实坚实无光无光泽泽硬硬3040淡淡红红色色粒状粒状无光无光泽泽稍
25、硬稍硬4050青黄色青黄色粒柱状粒柱状无光无光泽泽5070淡青色淡青色柱状柱状无光无光泽泽70以上以上青白色青白色贝贝壳状壳状金属光金属光泽泽表表2.3铜锍的断面组织、焙点、比重、及热焓等性质铜锍的断面组织、焙点、比重、及热焓等性质工厂铜锍的熔点一般在工厂铜锍的熔点一般在9501050范围内波动，范围内波动，铜锍中的铜锍中的Fe3O4和和ZnS会使熔点升高，会使熔点升高，PbS则会降低则会降低熔点。熔点。铜锍是金、银和铂族金属的良好捕集剂。铜锍是金、银和铂族金属的良好捕集剂。在铜锍熔炼时，精矿中含量极少（十万分之几到百在铜锍熔炼时，精矿中含量极少（十万分之几到百万分之几）的贵金属几乎完全地（回
26、收率可达万分之几）的贵金属几乎完全地（回收率可达99）被）被捕集于铜锍中。捕集于铜锍中。铜锍中金的含量为铜锍中金的含量为3050克克/吨，银为吨，银为0.10.2%。2.5炉渣炉渣在火法冶金中，炉渣是一个起着重要作用的冶在火法冶金中，炉渣是一个起着重要作用的冶炼产物。炼产物。它能使精矿和熔剂中的脉石、燃料中的灰份集它能使精矿和熔剂中的脉石、燃料中的灰份集中到一起，是化学反应、传热、传质，甚至是产生中到一起，是化学反应、传热、传质，甚至是产生热（矿热电炉冶炼）的介质。热（矿热电炉冶炼）的介质。炉渣产出率炉渣产出率一般为一般为4590%。炉渣成分和性质对冶炼过程影响很大炉渣成分和性质对冶炼过程影响
27、很大。炉渣应该具有满足下列过程的物理化学性质：炉渣应该具有满足下列过程的物理化学性质：1）能促进铜锍颗粒从渣中较快的沉降；）能促进铜锍颗粒从渣中较快的沉降；2）能减少炉渣中铜锍的的溶解；）能减少炉渣中铜锍的的溶解；3）能顺利地进行放渣和放锍作业；）能顺利地进行放渣和放锍作业；4）减少过程的燃料消耗和电能消耗；）减少过程的燃料消耗和电能消耗；5）在满足以上要求的同时，所加入的溶剂为最少。）在满足以上要求的同时，所加入的溶剂为最少。炉渣的物理化学性质是由炉渣的成分所决定的。炉渣的物理化学性质是由炉渣的成分所决定的。铜精矿中含有大量的铁和铜精矿中含有大量的铁和SiO2。熔炼炉渣的绝大部分组成是熔炼炉
28、渣的绝大部分组成是FeO和和SiO2，其余少量其余少量成分是成分是CaO、Al2O3和和MgO等。等。表2.4 FeOSiO2体系中化合物与共晶物的熔点10001710白硅石38611178鲮石英+铁橄榄石29.570.51250铁橄榄石24701177浮士体+铁橄榄石共晶01001360FeOSiO2%FeO%熔点化合物及共晶物10001710白硅石38611178鲮石英+铁橄榄石29.570.51250铁橄榄石24701177浮士体+铁橄榄石共晶01001360FeOSiO2%FeO%熔点化合物及共晶物2.5.1炉渣的熔点炉渣的熔点生产上在生产上在FeOSiO2系基础上加入系基础上加入Ca
29、O以改善炉渣的上以改善炉渣的上述性质。述性质。精矿中也含有一定量的精矿中也含有一定量的CaO，进入炉渣。进入炉渣。2.5.3炉渣的比重炉渣的比重炉渣的比重大小影响到铜锍与渣的沉清分离效果。炉渣的比重大小影响到铜锍与渣的沉清分离效果。组成炉渣各氧化物单独存在时固态的比重如下所组成炉渣各氧化物单独存在时固态的比重如下所示：示：氧化物氧化物SiO2CaOFeO比重比重2.62.335液态炉渣的比重比固态炉渣的比重约低液态炉渣的比重比固态炉渣的比重约低0.40.5（克（克/厘米厘米3)。高硅和高钙渣具有最轻的比重。高硅和高钙渣具有最轻的比重。表表2.51250时，反射炉渣比重与组成成分的关系时，反射炉
30、渣比重与组成成分的关系炉渣成分比重克炉渣成分比重克/厘米厘米32.9081221.547.92.987.915.32543.33.326.211.7127.540.63.34.810.62.838.137373.53.83.1947.333.63.72.94.21048.730.6Al2O3CaOFe3O4FeOSiO2比重gcm3炉渣成分%2.9081221.547.92.987.915.32543.33.326.211.7127.540.63.34.810.62.838.137373.53.83.1947.333.63.72.94.21048.730.6Al2O3CaOFe3O4FeOSi
31、O2比重gcm3炉渣成分%2.6炉渣中的炉渣中的Fe3O4正常的熔炼作业中，要求固体磁性氧化铁正常的熔炼作业中，要求固体磁性氧化铁（Fe3O4）不从炉渣中析出。但在某些情况下，比如，不从炉渣中析出。但在某些情况下，比如，炉衬耐火材料需要保护以及当漏炉事故发生或者存炉衬耐火材料需要保护以及当漏炉事故发生或者存在着漏炉的危险性时，却又希望在着漏炉的危险性时，却又希望Fe3O4以单独的相析以单独的相析出，并沉积于炉底。因此渣中出，并沉积于炉底。因此渣中Fe3O4的溶解与析出在的溶解与析出在生产上是一个相当重要的问题。生产上是一个相当重要的问题。2.6 渣中铜损失渣中铜损失 锍熔炼的产渣量是很大的。视
32、精矿和脉石成分的锍熔炼的产渣量是很大的。视精矿和脉石成分的高低，一吨锍的炉渣量大约是高低，一吨锍的炉渣量大约是2.57吨或更多些。一吨或更多些。一般熔炼炉渣含铜为般熔炼炉渣含铜为0.20.7。现代强化熔炼（闪速炉。现代强化熔炼（闪速炉和熔池熔炼）的炉渣需要经过贫化处理，传统铜锍熔和熔池熔炼）的炉渣需要经过贫化处理，传统铜锍熔的炉渣一般则不再处理而直接废弃。因此，要求尽可的炉渣一般则不再处理而直接废弃。因此，要求尽可能地降低渣中的铜损失。能地降低渣中的铜损失。减少铜在渣中的损失包括两方面的内容：一是减减少铜在渣中的损失包括两方面的内容：一是减少炉渣出量；二是降低渣中铜的含量。少炉渣出量；二是降低
33、渣中铜的含量。渣中的铜损失渣中的铜损失包括机械夹带和溶解两类形式。包括机械夹带和溶解两类形式。1）机械夹带损失：）机械夹带损失：这是细颗粒锍未能沉降到锍层而夹带于炉渣中引这是细颗粒锍未能沉降到锍层而夹带于炉渣中引起的铜损失外，还会有熔炼过程产生的存在于炉渣中起的铜损失外，还会有熔炼过程产生的存在于炉渣中的气泡浮带时用造成锍粒的夹带。而且这些因素又被的气泡浮带时用造成锍粒的夹带。而且这些因素又被炉渣成分和熔炼条件所控制。当具备了较好的沉降条炉渣成分和熔炼条件所控制。当具备了较好的沉降条件时，还需要有足够的颗粒沉降时间才能保证渣中这件时，还需要有足够的颗粒沉降时间才能保证渣中这类损失最少。类损失最
34、少。2）硫化物的溶解损失）硫化物的溶解损失 Cu2S能够溶解于能够溶解于FeO渣中。硫化态铜溶解于饱和渣中。硫化态铜溶解于饱和SiO2铁铁质炉渣中的量可由下式表示：质炉渣中的量可由下式表示：为硫化物形态溶解在炉渣中的量；为硫化物形态溶解在炉渣中的量；A为系数；为系数；为锍中为锍中CuS0.5的活度；（的活度；（S）为渣中溶解的硫量。为渣中溶解的硫量。（2-25）3)Cu2O的溶解损失的溶解损失Cu2O来自于不完全的硫化反应。在低氧势下熔炼，且锍来自于不完全的硫化反应。在低氧势下熔炼，且锍品位不高时，这部分损失所占比例很小；相反在高氧势（如品位不高时，这部分损失所占比例很小；相反在高氧势（如闪烁
35、炉、诺兰大达炉）下熔炼时，且产出高品位锍时，这部闪烁炉、诺兰大达炉）下熔炼时，且产出高品位锍时，这部分损失会成为主要的损失途径。分损失会成为主要的损失途径。随着锍品位的增加，渣含铜增加。随着锍品位的增加，渣含铜增加。4）炉渣中铜的损失）炉渣中铜的损失影响夹带、溶解损失的因素是锍品位、炉渣成影响夹带、溶解损失的因素是锍品位、炉渣成分、熔炼温度及气氛中氧分压（渣中氧势）。分、熔炼温度及气氛中氧分压（渣中氧势）。为降低渣含铜，在这些因素中，主要是控制锍为降低渣含铜，在这些因素中，主要是控制锍品位不要太高，渣中要有足够的品位不要太高，渣中要有足够的SiO2（接近饱和）接近饱和）以及良好的沉清条件和沉清
36、时间。以及良好的沉清条件和沉清时间。造锍熔炼处理的原料中除造锍熔炼处理的原料中除Fe和和S外，还伴有其它外，还伴有其它杂质如杂质如Au、Ag、Ni、Co、Zn、Pb、Sn、As、Sb、Bi、Hg、Se等。这些元素在造锍过程中将以不同的等。这些元素在造锍过程中将以不同的形式分别进入炉渣、锍和烟气中。形式分别进入炉渣、锍和烟气中。除除Au、Ag等贵金属几乎全部进入锍相外，其等贵金属几乎全部进入锍相外，其它杂质主要以造渣或挥发两种机理而脱除。杂质可它杂质主要以造渣或挥发两种机理而脱除。杂质可以金属蒸气挥发，也可以硫化物或氧化物形式挥发，以金属蒸气挥发，也可以硫化物或氧化物形式挥发，进入气相中。进入气相中。单元作业单元作业造锍熔炼过程中造锍熔炼过程中Fe3O4有何危害？生产实践中采有何危害？生产实践中采用哪些有效措施抑制用哪些有效措施抑制Fe3O4的形成？的形成？