铜熔渣渣型调控理论分析与实验研究

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现代的铜冶炼工艺主要以火法为主,其主要工艺为熔炼-吹炼两个阶段,但是随着我国对铜需求量的逐渐增加,高品位的铜精矿日益减少。我国面临着高品位铜矿匮乏的状态,其可开采的铜矿品位降到了0.2%,冶炼厂面临的原料将是杂质含量越来越高的铜精矿,降低渣含铜是目前大多数铜冶炼厂关注的问题。本文以云南某冶炼公司产生的铜电炉缓冷渣和铜转炉渣作为实验原料,开展了不同组分和添加添加剂条件下降低铜电炉缓冷渣渣粘度和渣上层含铜量、铜转炉渣粘度理论计算及实验验证的研究。具体研究结果如下:(1)在高温自然沉降的实验条件下,改变铜电炉缓冷渣组分,进行了不同Fe/SiO2比和CaO添加剂含量对铜渣粘度及其渣含铜的研究,并且结合FactSage热力学软件计算了CaO添加剂对铜渣液相线温度和液相区域的影响。结果表明:添加Fe O使Fe/SiO2比从1.3升高到1.7时,铜渣粘度逐渐降低,渣上层含铜量从0.38%降低至0.31%。但是当添加SiO2时,Fe/SiO2比从1.3降低到1.1时,粘度从0.25 Pa·s升高至0.32 Pa·s。在最优的Fe/SiO2比为1.4条件下,添加CaO添加量为9%时,渣上层含铜量达到最低的0.30%。然后通过FactSage热力学软件计算出了铜电炉缓冷渣的液相线温度随着CaO的加入从约1305℃降低至1235℃,液相区域也逐渐增大。(2)利用FactSage热力学软件,结合Roscoe方程,对六元渣系Fe O-SiO2-CaO-Mg O-Al2O3-Fe3O4铜转炉渣粘度进行了理论计算。当铜转炉渣组分控制范围Fe O 45%~55%、SiO225%~35%、CaO 0~10%、Mg O 0~5%、Al2O30~6%、Fe3O40~15%时,冶炼过程中熔渣的流动性较好,粘度较低。实验验证值与理论计算值吻合性较好,说明计算值准确性较高。
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