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黄铜矿冶炼铜为什么加石英砂?

发布时间:2020-05-31 15:54
黄铜矿可通过向空气中添加石英砂来焙烧生成Cu2S和CuO,石英砂可通过向空气中添加石英砂来焙烧生成Cu2O和Cu。气体a是二氧化硫,炉渣B是氧化铁。Cu2O和Cu在高温下与铝反应生成粗铜,电解得到精铜,在工业铜冶炼中加入石英砂作为添加剂和助熔剂,可以保证冶炼过程中二氧化硫反应生产亚硫酸钠更加稳定,更容易分离硅酸盐。
 
工业上用黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要工艺如下:
黄铜矿冶炼铜为什么加石英砂?
 
从铜矿石中冶炼铜的过程是复杂的。以黄铜矿为例,先将精矿砂、熔剂(石灰石、砂等)和燃料(焦炭、木炭或无烟煤)混合,放入“密闭”高炉中,在1000℃左右冶炼。因此,矿石中部分硫变成SO2(用于硫酸生产),砷、锑等大部分杂质变成As2O3、Sb2O3等易挥发物质,被脱除:2cufes2+O2=Cu2S+2fes+SO2 `。一些铁硫化物转化为氧化物:2fes+3O2=2FeO+2so2 `。Cu2S与剩余的FES一起熔化形成“哑光”(主要由Cu2S与FES相互溶解形成,铜含量为20%-50%,硫含量为23%-27%)。FeO和SiO2将形成熔渣:FeO+SiO2=fesio3。熔渣漂浮在熔融的冰铜上,容易分离,从而除去一些杂质。然后将冰铜移入转炉,加入助熔剂(石英砂),将空气吹入转炉进行吹炼(1100-1300℃)。由于铁对氧的亲和力大于铜,铜对硫的亲和力大于铁,所以冰铜中的FES首先转化为FeO,再与熔剂结合形成渣,然后Cu2S转化为Cu2O,Cu2O与Cu2S反应生成粗铜(铜含量约98.5%)。2cu2s+3O2=2cu2o+2so2 `,2cu2o+Cu2S=6cu+SO2 `,然后将粗铜移入反射炉,加入助熔剂(石英砂),通入空气,氧化粗铜中的杂质,用助熔剂形成熔渣并除去。杂质去除到一定程度后,注入重油,重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原成铜。精炼铜含量为99.7%。
 
 

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