火法炼铜

火法炼铜铜位于元素周期表第四周期IB族，是人类最早使用的金属。铜具有优异的性能，易于加工和广泛的用途，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。在地壳中铜含量约0.01%，自然界中的铜多以化合物存在，铜冶金中所用的是两种不同类型的矿石——氧化矿和硫化矿。硫化矿物：黄铜矿（CuFeS2）、斑铜矿（Cu3FeS2）、辉铜矿（Cu2S）、铜蓝（CuS）等；氧化矿物有：孔雀石（CuCO3·Cu(OH)2）、硅孔雀石（CuSiO3·2H2O）、赤铜矿（Cu2O）、胆矾（CuSO4·5H2O）等。火法炼铜是当今生产铜的主要方法，铜矿石（ω(Cu)=0.5%-2%）经过采矿、选矿得到含铜品位较高的铜精矿（ω(Cu)=20%-30%），然后送冶炼厂炼铜。火法炼铜工艺流程一般有①造锍熔炼得到冰铜（ω(Cu)=30%-50%）；②转炉吹炼得到粗铜（ω(Cu)=98.5%-99.5%）；③火法精炼得到阳极铜（ω(Cu)=99%-99.8%）；④电解精炼得到阴极铜（ω(Cu)=99.95%-99.997%）。一、造锍熔炼造锍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共熔体的方法，即将精矿中的铜富集于冰铜中，而大部分铁的氧化物与加入的溶剂造渣，也称冰铜熔炼。造锍熔炼的目的是：（1）使炉料中的铜尽可能进入冰铜（Cu2S+FeS熔体，也称锍）,部分铁以FeS形式也进入冰铜；（2）使大部分铁氧化成FeO与脉石矿物造渣（SiO2,FeO,CaO,MgO,Al2O3）；（3）使冰铜与炉渣分离。造锍熔炼基本原理：造锍熔炼所用的炉料主要是硫化铜精矿和含铜的返料，除含有Cu、Fe、S等元素外，还有一定量的脉石成分。需要先进行氧化焙烧，脱去部分硫然后熔炼，才能获得要求品位的冰铜。高温下,铜对硫的亲和力大于铁；而铁对氧的亲和力大于铜。能按以下反应使铜硫化：22()()()()FeSlCuOlFeOlCuSl（1）反应自由能：TG6.4350000（2）平衡常数：FeSOCuFeOSCuK22（3）又TGK576.4lg0（4）在熔炼温度1200℃下,可计算得K=104.2，平衡常数非常大。说明Cu2O几乎完全被FeS硫化。实践证明，不论铜的氧化物成什么形态，反应都能进行。铜硫化物原料造锍熔炼时,只要氧化气氛