铜精矿经熔炼,产生冰铜(也叫铜锍),铜锍以硫化铁硫化亚铜聚合物(FeS·Cu2S)为主,并含有金、银,不同熔炼法含量不同。冰铜主要作为吹炼炉生产粗铜的原料使用。
矿石中有用成分的含量称为矿石的品位,常用百分数表示,如品位为3%的锌矿石,就是矿石中金属锌的含量为3%。
冰铜是在铜的冶炼过程中生产出的中间产品,主要是硫化豫铜、硫化亚铁所构成的一种互熔体,共含量约为:铜20-25%,铁20-40%,硫22-25%。
矿石中有用成分(元素或矿物)的重量所占矿石重量的百分比称为矿石品位,金、铂等贵重金属矿石用克/吨表示,其他矿石常用百分数表示,铜矿石用百分数表示。矿石品位常用于衡量矿石的价值。
工厂的冰铜含铜品位介于10%~60%,而经常是20~45%.此种合铜量的冰铜一般含硫为20—26%,所以工厂冰铜的含硫通常定为25%。实际上低晶位冰铜含硫稍高些,高品位冰铜则合饰稍低。由于含硫在冰铜中的变化不大,因此配料计算中递常采用冰铜含硫25%来作计算基础。含硫是随着冰铜晶位的上升而微微下降的。冰铜中的含氧幂则随着冰铜含铜量的上升而下降,当冰铜品位10%时,含氧为6.5么%,而当冰铜品位为60%时,含氧量已下降到0.70%。
在冶炼生产中产出的冰铜含铜晶位是随着加入原料中饱铜硫比而变化的,即原料中合铜量与含硫量的关系;来决定的。在正常鼓风炉的熔炼中,·脱硫率在40~50%的情况下,加入炉内的原料,其铜硫比为1:
1、时,产出的冰铜含铜晶位大致为40%。
冰铜品位的高低,主要决定于原料的铜硫比与脱硫率。
一般来说,铜硫比在1:
1、~3,脱硫率30—50%时产出冰铜都可以达到吹炼要求,冰钢品位可在20~40%。如果原矿含硫再高些,其铜硫比为1:5~10时,只要炉子脱硫率高,使用焦率减少,在细致操作情况下脱硫率能达到75~90%时,产出的冰铜晶位仍然可以达到吹炼的要求。但是如果原料中的铜硫比达到1:
1、0~20时,则一般都应将矿石事先进行焙烧,或者将产出的低品位冰铜进行焙烧,再行富集熔炼,才可以得出较高品位的冰铜来。所以在处理含硫高的矿石或精矿时,为了获得较高晶位的冰铜以适合吹炼的要求,大都在熔炼前进行焙烧。至于在炼钢过程是否采用焙烧——熔炼——吹炼的流程或进行简化流程,则需要根据矿石条件与炉子的脱硫率等来决定。
冰铜品位的选择取决于下列因素:
(1)炉料的性质和成分
(2)熔炼特性
(3)经济条件
熔炼生精矿时,冰铜品位不能在大范围内变动,但可用预先焙烧来调整,焙烧程度愈大,熔炼时冰铜品位愈高,反之亦然。此外,经济条件也与冰铜品位有关,冰铜含铜愈贫,吹炼所需时间愈长,吹炼时电能消耗愈大,炉衬消耗愈快。实践证明,选择冰铜品位为37%一42%较为合理,若为30%一35%时,转炉寿命一般降低十多炉次。
冰铜品位控制由工艺负责人根据冰铜品位及生产组织需要,通过调整吨精矿耗氧来实现,具体由中央控制室执行。
A 品位上调
提高氧单耗(标态)2—5m3/t矿。
B 品位下调
降低氧单耗(标态)2~ 5m3/t矿。
冰铜品位太高也会存在一些问题,举例如下。
(1)冰铜品位高,铜在炉渣中的损失增多。因此,冰铜的晶位提高,即(%Cu)冰铜增大时,(%Cu)渣也增大。
(2)产出高品位冰铜,需延长精矿的焙烧时间,降低了焙烧生产率,并增加烟尘产出量。
(3)高品位冰铜的吹炼比较困难,因吹炼过程的热绝大部分来自FeS的氧化,高品位冰铜中FeS含量少,其氧化产生的热量较少,故热量不足,使吹炼作业难以进行。