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    銅火法精煉主要熱工設備及所用耐火材料

    • 來源:鑫富華耐火材料廠
    • 發布日期:2020-12-16

         銅精煉的必要性及工序

        轉爐生產出的粗銅,其含銅量一般為98.5%~99.5%,其余為雜質,如硫、氧、鐵、砷、銻、鋅、錫、鉛、鉍、鎳、鈷、硒、碲、銀和金等。這些雜質存在于銅中,對銅的性質產生各種不同的影響,有的會降低銅的電導率,如砷、銻、錫;有的會導致熱加工時型材內部產生裂紋,如砷、鉍、鉛、硫;有的則使冷加工性能變壞,如鉛、銻、鉍??傊?,降低了銅的使用價值。有些雜質如金和銀則具有較高使用價值和經濟效益,需要回收和利用。因此,為了滿足銅的各種用途要求,需要將粗銅提純精煉。

    銅火法精煉主要熱工設備及所用耐火材料

    精煉的目的有兩個,一是除去銅中的雜質,提高純度,使銅含量在99.5%以上;二是從銅中分離回收有價元素,提高資源綜合利用率。目前使用的精煉方法有兩類:

    (1)粗銅火法精煉,直接生產含銅99.5%以上的精銅。該法僅適用于金、銀和雜質含量較低的粗銅,所產精銅僅用于對純度要求不高的場合。

    (2)粗銅先經過火法精煉除去部分雜質,澆鑄成陽極,再進行電解精煉,產出含銅99.95%以上、雜質含量達到標準的精銅。這是銅生產的主要流程。

    粗銅的火法精煉過程包括氧化、還原和澆鑄三個工序。在1150~1200丈的溫度下,先將空氣壓入培融銅中,進行雜質的氧化脫出,而后再用碳氫物質除去銅液中的氧,后進行澆鑄。

     

    目前,用于銅火法精煉的爐型有反射爐、回轉式精煉爐、傾動式精煉爐三種。

    反射爐

    反射爐是傳統的火法精煉設備,是一種表面加熱的膛式爐,結構簡單,操作容易,既可處理冷料,又可處理熱料。此外,因反射爐容積、爐體尺寸可大、可小,處理量可以從2t變化到400t,具有很強的適應性。處理冷料較多的工廠和規模較小的工廠,多采用反射爐生產陽極銅。其缺點是操作效率低,勞動強度大,操作環境差。

    國內大多采用固定式反射爐進行精煉,爐襯主要采用鎂磚、鎂鋁磚或鎂鉻磚砲筑。國外精煉反射爐爐頂用不燒鎂鉻磚、鉻鎂磚或直接結合鎂鉻磚砌筑,爐墻上部用鎂鉻磚,下部用直接結合鎂鉻磚和普通鎂鉻磚,爐底使用硅磚。

    回轉式精煉爐

    回轉式精煉爐是20世紀50年代后期開發的火法精煉設備。它是一個圓筒形的爐體,在爐體上配置有2~4個風管、1個爐口和1個出銅口,可作360°回轉。轉動爐體將風口埋入液面下,進行氧化、還原作業,精煉完成后進行澆鑄,產品為陽極板,因此回轉式精煉爐又稱回轉式陽極爐,其結構如圖1-11所示。與反射爐相比,回轉式精煉爐具有機械化、自動化程度高,散熱損失小,利于環保等優點,但由于熔池深,受熱面積小,化料慢,故不適宜處理冷料,主要適合于處理熱料。

    回轉式精煉爐爐膛溫度高于1350℃(澆鑄期),時可達1450℃(氧化期),由于爐體是轉動的,爐內沒有固定的渣線,爐渣的侵蝕和熔融金屬的沖刷,幾乎占據了2/3以上的爐膛內表面。因此,一般要求內襯鎂鉻磚Cr203的含量較高,在氧化還原口和出銅口處,要求更高,經常采用直接結合鎂鉻磚或電熔再結合鎂鉻磚。

    傾動式精煉爐

    傾動式精煉爐是20世紀60年代中期,由瑞士Maerz研究發明的。它在反射爐和回轉爐基礎上,吸取了兩種爐型的長處而設計的。爐膛形狀像反射爐,保持其較大的熱交換面積,采取了回轉爐可轉動的方式,增設了固定風口,取消了插風管和扒渣作業,減輕了勞動強度,既能處理熱料,又能處理冷料,是較理想的爐型。但因爐體形狀特殊,結構復雜,投資高等不足,目前的應用有限。

     

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