第五章 粗铜精炼

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1、第五章粗铜的精炼一、粗铜基本知识①主成分为铜加银不小于96%，可达99.3%；②主要杂质元素为砷、锑、铋、铅；③主要用于精炼生产；④外形为锭状，每锭30～50ｋｇ。⑤粗铜按化学成分分为3个牌号：Cu99.30C、Cu99.00C、Cu97.50C粗铜化学成分（%）a粗铜中金、银含量不作规定，但需按批进行分析，报出分析结果。b粗铜锭的边缘及表面不得有易脱落的飞边、毛刺等；表面和断面不得有炉渣和夹杂物；浇铸面铜峰高度不大于100mm（表面质量用目视检查）。c每个粗铜锭重量为30～50kg。锭的长度不大于800mm，宽度不大于500mm。⑥每批粗铜随机抽取粗铜锭，小于30

2、t时，取样锭数不少于3锭；大于30t时，取样锭数不小于5锭；取样用直径14～18mm钻头钻取样锭。钻样时，清除全部外来物，沿样锭两条长对角线的四等分点处钻穿5孔。当铜锭厚度大不能一次钻穿时，可在锭的正反面相对应的点上各钻样锭厚度的二分之一，两孔可以不是同心圆。⑦粗铜锭上应有生产厂的产品标志，每块粗铜锭上应用鲜明颜色标明批号（炉号）。粗铜锭出厂时，应附有小样。⑧质量证明书：每批粗铜应附有质量证明书，需注明：a.供方名称；b.产品名称和牌号；c.批号；d.净重和件数；e.分析检验结果和技术监督部门印记；f.本标准编号；g.出厂日期；h.需方名称。二、粗铜精炼的方法粗铜精

3、炼分火法精炼和电解精炼。火法精炼是利用某些杂质对氧的亲和力大于铜，而其氧化物又不熔于铜液等性质，通过氧化造渣或挥发除去。其过程是将液态铜加入精炼炉升温或固态铜料加入炉内熔化，然后向铜液中鼓风氧化，使杂质挥发、造渣；扒出炉渣后，用插入青木或向铜液注入重油、石油气或氨等方法还原其中的氧化铜。还原过程中用木炭或焦炭覆盖铜液表面，以防再氧化。粗铜火法精炼后可铸成电解精炼所用的铜阳极或铜锭。精炼炉渣含铜较高，可返回转炉处理。精炼作业一般在反射炉或回转精炼炉内进行。火法精炼的产品叫火精铜，一般含铜99.5％以上。火精铜中常含有金、银等贵金属和少量杂质，通常要进行电解精炼。若金、

4、银和有害杂质含量很少，可直接铸成商品铜锭。电解精炼是以火法精炼的铜为阳极，以电解铜片为阴极，在含硫酸铜的酸性溶液中进行。电解可产出含铜99.95％以上的电铜，而金、银、硒、碲等富集在阳极泥中。　　电解过程中，大部分铁、镍、锌和一部分砷、锑等进入溶液，使电解液中的杂质逐渐积累，铜含量也不断增高，硫酸浓度则逐渐降低。因此，必须定期引出部分溶液进行净化，并补充一定量的硫酸。三、粗铜的火法精炼1、火法精炼的基本原理再生粗铜火法精炼过程与原生粗铜火法精炼一样，即向铜熔体中鼓入压缩空气使杂质氧化并造渣而除去，在扒渣后进行氧化铜的还原及铜的铸造。粗铜火法精炼的基本原理是基于不同

5、金属对氧的亲和力不同，使质质金属优先氧化后造渣并与主体金属铜分离。2、火法精炼时杂质金属的行为：①锌锌与铜在液态时互溶，在固态时则形成一系列固溶体，还可与铁、钴、镍、砷、锑等形成化合物。粗铜中的锌在精炼过程中能以金属锌形态蒸发，随后又被炉气中的氧氧化成ZnO进入炉气；同时锌也可以ZnO·Fe2O3和2ZnO·SiO2的形式进入炉渣。②铁铁与铜不形成化合物，但铁与砷、锑、锡等能生成化合物。在粗铜熔化阶段，铁能部分氧化并造渣，其余的铁在氧化阶段呈FeO和亚铁酸盐进入炉渣：Cu2O+Fe=2Cu+FeO③镍镍在铜火法精炼时是难于除去的杂质，但镍在氧化精炼炼时按下式氧化：C

6、u2O+Ni=2Cu+NiO粗铜经火法精后所产阳极铜中镍约残留0.25%，含NiO0.2-0.4%。④铅和锡铅和锡是铜废料中常含有的金属，铅和锡氧化较困难，但氧化后可加入石英熔剂造渣。当全部杂质从铜中转入到渣后，氧化期结束。为避免杂质金属返熔进入铜中，渣必须完全从液态熔体中除去。此后就进入氧化亚铜的还原期，还原兼有金属脱气的作用。3、氧化亚铜还原的方法插木还原法：用新鲜树杆，插入粗铜熔体中。插木还原除去铜中气体使铜变得致密且具有韧性。还原作业采用重油、天然气、丙烷作还原剂时效果较好。用天然气还原时，须将天然气进行预处理（与空气、甲烷混合），以减少过程中H2的危害（H

7、2能加强还原，但也增加了铜中的吸咐，使产品质量变差）。4、粗铜火法精炼实践再生铜的火法精炼一般采用可转动的鼓式炉或固定式反射炉。铜的还原可采用粗煤气或经转化了的天然气。反射炉精炼作业分加料、熔化、氧化、还原、浇铸五个阶段，液态粗铜精炼时间为18-20小时，作业温度约为1200℃。根据炉料中所含杂质的性质，氧化又可分为几个阶段进行：第一阶段：加焦炭鼓风蒸锌期，此阶段主要是脱除锌，但同时也有40-50%铅以及70-80%锡被除去，锌则有90%被除去；第二阶段：鼓风加石英除铅锡过程；第三阶段：脱除砷、锑、镍等较难除去的杂质精炼期，此时加入碳酸钠、石灰、萤石等碱性熔剂造