【摘 要】
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辉铜矿含铜高,含硫、铁低,如果采用传统的火法熔炼,则存在以下两个主要问题:精矿含硫低,无法实现自热熔炼,需外加热量;渣型难以稳定控制,达不到常规熔炼渣渣含铜的水平。因此,有必要对该类矿石进行一步炼铜研究。一步炼铜技术具有强化冶炼过程、提高生产率、降低燃料消耗及生产成本、简化冶炼工序等特点,该工艺将成为今后火法炼铜行业的研究重点。本文采用辉铜矿为原料,运用FactSage热力学软件对一步炼铜过程进行
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辉铜矿含铜高,含硫、铁低,如果采用传统的火法熔炼,则存在以下两个主要问题:精矿含硫低,无法实现自热熔炼,需外加热量;渣型难以稳定控制,达不到常规熔炼渣渣含铜的水平。因此,有必要对该类矿石进行一步炼铜研究。一步炼铜技术具有强化冶炼过程、提高生产率、降低燃料消耗及生产成本、简化冶炼工序等特点,该工艺将成为今后火法炼铜行业的研究重点。本文采用辉铜矿为原料,运用FactSage热力学软件对一步炼铜过程进行热力学分析。由于辉铜矿在直接冶炼过程中析出SiO2,使得熔渣粘度大,流动性差,无法进行正常冶炼。根据相图分析,得出三种辉铜矿一步炼铜渣型调整方案:维持原渣系铁硅比不变,通过直接添加CaO使渣成分点位于渣液相区;通过添加黄铁矿的方式调整渣系铁硅比,使渣成分点位于渣液相区;同时调整渣系铁硅比及CaO量,使渣成分点位于渣液相区。对三种方案进行具体分析,并优化调整,得出辉铜矿一步炼铜热力学最优调控方案,具体冶炼参数为:熔渣粘度为0.49～0.69Pa·s,粗铜品位为99.12～99.36%,铜直收率在88.06%～95.37%之间,粗铜S含量稳定在0.5%左右,理论条件下生产1t粗铜,约产生0.79～0.94t铜熔渣,理论上可实现辉铜矿一步炼铜。对所得到的渣型可行性调控方案进行实验验证,利用化学成分分析、XRD、EPMA等手段对实验数据进行分析。由于理论计算无法算出铜在渣中的机械夹带损失,实验所得渣含铜含量比理论值较高,进而导致铜直收率较理论值偏小。粗铜品位与理论值接近,而粗铜硫含量与理论计算值较拟合。所得实验结果中铜直收率在80%～91%之间,而渣中铜含量在8%～15%范围内,实验结果与理论计算较为符合,表明辉铜矿一步炼铜在实验室条件下可以实现。
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