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1、冰铜主要性质都有哪些呢？冰铜主要性质都有哪些呢？熔点：9401130oC，随冰铜品位变化比重：4.05.2，远高于炉渣比重（ 33.7 ）；粘度：2.410-3Pas，比炉渣粘度低很多（0.52Pas）表面张力：与铁橄榄石（2FeOSiO2）熔体间的界面张力约为 2060N/m，其值很小，由此可判断冰铜容易悬浮在熔渣中。冰铜的主要成分 Cu2S 和 FeS 都是贵金属的强有力的捕捉剂。冰铜品位是生产中的一个重要问题。太低会使后续吹炼时间拉长、费用增加；太高则使炉渣中的含铜量增加，产生浪费。铜在渣和冰铜中的平衡浓度遵循分配定律 铜价对铜熔炼，K=0.01。最常采用的冰铜品位为 3040%。不过，
2、为了减少熔炼能耗，冰铜品位有越来越高的趋势，但一般不宜超过 70%。至于炉渣中的铜，可以回收。生冰铜含铜率在 20%50%之间含硫率在 23%27%之间.处理冰铜特点不需要燃料冰铜主要由硫化铜和硫化铁互相溶解形成的，它的含铜率在20%50%之间，含硫率在 23%27% 之间.冰铜较重，沉于下层，可以从高炉的出料口流出来，废矿渣则从上部排出。冰铜的形成无法避免, 不过可以再利用:处理冰铜，可采用斜吹卧式转炉，特点是不需要燃料，依靠铜水中铁和硫的氧化反应放出热量提供全部热，而水排带动风箱不停的吹入足够的空气。冰铜经过这种吹炼，能够生成含铜品位高于 98%的粗铜，熔化的铜汁倒入模具，就成了黄澄澄、金
3、灿灿的铜锭。这种新式斜吹卧式转炉热容量大、作业周期内温度变化小、生产率高；采用的新型炉衬寿命长，节约维护时间；采用独特的新型支承装置，有效降低炉身高度；炉体封头采用球形封头，强度大、变形小；增加平衡装置，运转吹炼平稳。在工艺上，原来竖炉炼铜是间歇式，加一次料，冶炼一次，不仅产量小，而且十分浪费矿石燃料。相比之下，连续选矿、连续熔炼、新式转炉、水力推动这几种新技术给建立新炼铜厂奠定了基础，新铜厂将能够长期不间断的生产大量粗铜锭，这种纯度用来铸造铜钱足够了。冰铜熔炼的基本原理冰铜熔炼是在高温和氧化气氛条件下将硫化铜精矿熔化生成MeS 共融体的方法，又称造锍熔炼。冰铜熔炼将精矿中的铜富集于冰铜中，而
4、大部分铁的氧化物与加入的熔剂造渣。冰铜和炉渣由于性质差别极大而分离。根据炉料受热方式、热源、炉料所处状态、气氛氧化程度，冰铜熔炼有鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼、闪速炉熔炼、白银炉熔炼及一步炼铜等。尽管设备不同，冶炼过程的实质是相同的，都属于氧化熔炼。精矿首先熔炼获得冰铜，然后将冰铜吹炼成粗铜，要获得纯度较高的精铜，将粗铜进行精炼，即火法精炼和电解精炼，这些过程都包括了氧化过程。熔炼的基本原理冰铜熔炼所用炉料主要是硫化铜精矿和含铜的返料，出含有Cu、 Fe、S 等元素外，还含有一定量的脉石。如用一般冶炼方法如反射处理，S/Cu 比值较高的精矿，得到的冰铜品位低。此时，要先进行氧化焙烧，脱去部
5、分 S 然后熔炼，才能获得要求品位的冰铜。如采用闪速炉或一步炼铜法测不受 S/Cu 比限制。硫含量大，自热能力好。炉料中的化合物有如下几种：1、硫化物熔炼生成精矿以 CuS、FeS、FeS 为主；焙砂以CuS、FeS 为主，还有少量 ZnS、NiS、PbS 等。2、氧化物FeO、FeO、CuO、CuO、ZnO、MeO。如炉料为焙砂氧化物较多，生生精矿中氧化物较少。3、脉石CaCO、MgCO、SiO、AlO 等。其中硫化物和氧化物数量占 80%以上。熔炼过程实质上是铁和铜的化合物及脉石在高温和氧化气氛条件下进行的一系列化学反应，并生成 MeS 相和 MeO 相，即冰铜和炉渣，二者因性质和密度的不
6、同而分离。熔炼炉料还包括加入的熔剂如石英、石灰石等，与精矿中部分铁盒脉石形成炉渣。熔炼过程的化学反应热分解反应（1） 、高价硫化物的热分解FeS= FeS + 1/2 S反应 573K 开始，833K 激烈进行。2CuFe S= CuS + 2FeS +1/2 S反应 823K 开始分解。2CuS = CuS + 1/2S反应 673K 开始，873K 激烈进行。上述反应分解所得的 CuS、FeS 高温下稳定，不再分解。（2） 、高价氧化物的分解2CuO = CuO + 1/2O在 1378K、 Po=101.3kPa 下，反应向右进行。分解得到的CuO 在熔炼温度下，Po 值小于空气中的分压
7、，即15731773K、Po=21kPa 时是比较稳定的化合物。3FeO= 2FeO+ 1/2 O此反应在 1653K、Po=21kPa 时分解生成稳定的 FeO。（3） 、碳酸盐的分解CaCO= CaO + CO在 1138K、 101.3kPa 时进行。MgCO= MgO + CO在 913K、101.3kPa 时进行。以上分解反应产物是 CuS 、FeS 、CuO、FeO、FeO、CaO、MgO 等。氧化反应精矿或焙砂的熔炼师在氧化气氛中进行。虽然方法不同，氧化气氛有强弱之别，但都能使 Fe、Cu 的硫化物被氧化。（1） 、高价硫化物的氧化2CuFeS+ 5/2O= CuS + FeS
8、+ FeO + 2SO788823K 进行。2CuS + O= CuS + SOFeS+ 5/2O= FeO + 2SO（2） 、低价硫化物的氧化FeS + 3/2O=FeO + SO3 FeS + 5 O= FeO+ 3SOZnS + 3/2O= ZnO + SOPbS + 3/2O= PbO + SOCuS + 3/2O= CuO + SO熔炼过程中，低价硫化物的氧化可使 FeS 氧化成 FeO。当 Po 气氛较强时，可生成 FeO。上述反应中，硫化物反应的顺序是 FeS、ZnS、PbS、CuS。炉料中主要成分是 FeS 和 CuS，故 FeS 优先氧化，CuS 后氧化，这是冰铜熔炼的基础
9、。交互反应热分解和氧化反应生成的 FeS、CuS、FeO、FeO、CuO 、ZnO 等以及炉料中的 SiO 由于相互接触，将进行相互反应。、CuO-FeS 反应高温下，由 Cu 对硫的亲和力大于铁，而铁对氧的亲和力大于铜，故能产生如下反应CuO + FeS = CuS + FeO此反应是冰铜熔炼的基础。1573K、Kp=7300 时，反应进行非常彻底。、CuS-CuO 反应2CuO + CuS = 6Cu + SO熔炼温度下，反应易进行，此反应是冰铜中有金属铜的原因。当 FeS 含量高时，首先将 CuO 硫化为 CuS，故冰铜品位不高时， Cu 不可能存在。铁的氧化物与脉石的造渣反应2FeO
10、+ SiO= 2FeOSiO3FeO+ FeS + 5 SiO= 5(2FeOSiO) + SO燃料的燃烧反应C + O= CO2H+ O= 2HOCH+ 2O= 2HO+ CO硫化物氧化和造渣反应时放热反应，如能和好利用这些热量，可降低熔炼过程燃料的消耗，甚至实现自热熔炼。上述反应生成了 FeS、CuS、FeO、FeO 及少量 Cu、CuO 等。氧化物与熔剂中的 SiO、CaO 、AlO 作用生成炉渣，全部硫化物形成冰铜。液态冰铜遇水爆炸CuS + 2HO= 2Cu + 2H+ SOFeS + HO= FeO + HS3FeS + 4HO= FeO+ 3HS + H上述反应产生的 H、HS
11、气体与空气中的氧气反应引起爆炸，反应如下2 HS + 3 O= 2HO(g)+ 2 SO2 H+ O= 2HO(g)FeO 在熔炼过程中的行为编辑熔炼过程中生成的 FeO 分配于炉渣和冰铜中。在较高氧位和较低温度下，固体 FeO 便会从炉渣中析出，生成难熔结垢物，使转炉口和闪速炉上升烟道结疤，炉渣粘度增大，熔点升高，渣含铜升高等。FeO 于 MeS 间的反应如下：3FeO+ FeS = 10FeO + SO （a）2 FeO+ CuS = 6FeO + 2Cu + SO （b）3FeO+ ZnS = 9FeO + ZnO + SO （c）反应的G和 Kp 与温度关系值见下表：表 FeO-MeS
12、 系反应的G 和 Kp 值反应（a） 反应（b） 反应（c）温度/K G Kp G Kp G Kp147321760 5.910 30072 3.021027031 9.7810157310890 3.171022965 5.910 16273 5.6101673-120 9.810 15828 8.13105431 0.1741773-8850 123 8691 8.3210-5669 5.62可见，FeO 与 MeS 之间的反应在熔炼温度计 15731673K 下基本不能进行，当温度高于 1673K 时才能进行。上述反应表明，只有降低 FeO 活度及 SO 分压，FeO 才可能被还原造渣。
13、而 FeO 的活度一般靠加入 SiO 来调整。当有 SiO 存在时，一方面降低了体系反应的温度并增大 Kp 值，另一方面 SiO 与 FeO 造渣，从而减小 FeO 的活度，促进 FeO 分解。反应如下：3 FeO+ FeS + 5 SiO= 5（2FeO. SiO） + SO当有 SiO 存在时，FeO-FeS 系反应的G和 Kp 值见表：表 SiO 存在时 FeO-FeS 系反应的G和 Kp 值温度/K 1273 1373 1473 1573 1673G 2625 -1350 -6525 -16970 -27545Kp 0.347 2.08 9.12 224 4080可见，SiO 存在使
14、FeO-FeS 系反应变得容易，反应进行的温度由 1673K降至 1373K；随温度升高，反应平衡常数 Kp 增值最大。FeO 熔点为 1800K，当有较多 FeO 存在时，将分配于炉渣和冰铜中，促使炉渣熔点升高，密度增大，恶化了渣和冰铜的分离。熔炼过程中 FeO 的生成不可避免。因此，应采取必要措施促使已生成的 FeO 分解。影响 FeO 还原的因素如下：1、炉渣成分即 FeO冰铜熔炼的炉渣主要由 FeO- SiO 二元系组成，FeO 随 SiO 含量的增大而减小，如要保持 FeO 有较低值，一般 SiO 含量控制在 35%40%范围内。2、冰铜品位即 FeSFeS 的存在时氧化熔炼中 Fe
15、O 分解的必要条件。冰铜以 CuS- FeS 为主熔体，降低冰铜品位，将提高 FeS 含量，也就增大 FeS 值。3、温度FeO- FeS 系反应是吸热反应，升高温度有利于 FeO 的分解。4、气氛即 P SOFeO- FeS 系反应产生 SiO，降低炉气中 P SO 有利于 FeO 的分解。熔炼过程中保持低的 FeO 值、高的 FeS 值、适当的温度和低的 P SO课消除或减轻 FeO 的影响。熔炼过程中杂质的行为编辑冰铜熔炼所用炉料中除了铜、铁和硫以外，伴生的其他元素有钴、铅、锌、砷、锑、硒、碲、金、银及铂族元素等。冰铜是贵金属的良好捕集剂，熔炼过程中贵金属均富集在其中，最后从电解精炼阳极
16、泥中回收。其他元素在熔炼过程中不同程度地或者被氧化进人气相，或者以氧化物形态进人炉渣。炉渣汇集了 FeS 优先氧化得到的 FeO 、精矿和熔剂中的 SiO、AlO 、CaO 以及少量杂质元素。易挥发的杂质或其氧化物富集到烟尘中，然后从中回收。冰铜的形成与性质高温下，炉料受热后形成低价稳定的化合物，随之形成低熔点共晶组分熔化析出，即形成初冰铜和初渣。其最终成分的形成是在熔池中完成炉料经化学反应后形成硫化物和氧化物。通常硫化物的熔点低于氧化物，且接近共晶成分硫化物熔点较低，将优先熔化。硫化物、氧化物及其共晶组分熔点见表 2-1：表 2-1 硫化物、氧化物及其共晶组分的熔点组分 CuS FeS CuS- FeSFeS- FeOFeO熔点/K 1308 1368 1268 1218 1644从表 2-1 可看出，单独硫化物的熔点高于共晶组分。当熔炼温度升至1273K 时，共晶物熔化，继续受热升高温度
