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1、.o10,4Vl恤东北工学院学报总第61期Aug.1989SUNI61JOURNALOFNORTrlEASTUNIVERSITYOFTECHNOLOGY饰直流矿热电炉中铜转炉渣的贫化*.魏国忠吾特*叶*W国瑞*(西柏林工业大学冶金研究所)(东北工学院)摘要在实验室的直流电炉中处理原生和再生铜转炉渣,得到了金属相产物及各种元素在弃渣和金属相之间的分配,在同一设备还进行了交流电贫化的实验,对两种实验结果作了比较.结果表明,直流电炉炉渣贫化反应速度常数较交流电炉的大,其金属回收率也高,,,,于同样能耗的交流电炉本文认为直流电炉渣贫化是通过重力沉降金属化.合物的电解还原,电泳及熔池的对流运动达到的
2、关键词:炉渣贫化,铜转炉渣,直流电炉.0前言.,、易矿热电炉在有色重金属冶金中已得到广泛的应用与其他熔炼炉相比具有废气少、.:电、于控制能保证高温下较强还原性等优点其主要缺点有耗高需昂贵的碳质电极材料。,.迄今有色冶金工业采用的矿热电炉几乎全部是按交流电工制度工作的电极为自焙或.〔’一”〕,石墨电极近年来也发表了一些采用直流电的矿热电炉的报道但大都用于实验的目的,实.际生产的为数不多〔们,,在波兰曾有人做过应用直流电炉贫化含铜炉渣的尝试结果表明其贫化速度比交.,,,银的流电炉快其他研究者还发现直流电炉的电极消耗低而且在处理含银物料时回收率也高于交流电炉.、现代冶炼厂含铜高的炉渣(如闪速炉三
3、菱法熔炼炉及转炉等渣)单独应用电炉或浮选.,不处理的合理性已为人们所公认所以研究应用效率更高的直流电炉贫化转炉渣但具有理,.论意义而且还有实际应用的价值本研究在直流及交流电工制度下处理了三种不同来源的,,、金属的回,转炉渣得到合金相产物计算了贫化速度常数收率及元素在各相中的分配并,。参照有关文献对实验结果进行分析讨论从而探讨应用直流电炉贫化转炉渣的可能性实验装置及操作图1为.,.实验方法及装置的示意图试验使用的增涡为石墨材质柑祸同时做为阴极三1988年4月28日收到.博士研究生,章甲导师,中巾.台作教,授:10卷4期魏国忠等直流矿热电炉中铜转炉渣的贫化389.2,根碳阳极呈等角三角形分布装
4、料量为蛇始祸..,o,,内径14m电极直径oo3m电压ZoV.max电流max工。00A加人柑祸中的固态转炉渣首先一一。,应用喷射(甲烷乙烷氧)的火焰熔化待熔化均「匀,.后取样确定实验的初始炉渣组成贫化反应以电极插入熔化时为始点,尔后,8in取每隔一10m样。,,,结束后提起电极取出堵拐并置于水中急合金.,,.弃渣弃渣冷渣与金属相分离后分别称重取样分析测.p七一温热电偶(p七Rh10)插入熔池中部的渣相中.实验使用的转炉渣化学组成列于表1其中。l,和号渣来自美国一杂铜厂的再生铜转炉8000号渣是土耳其一铜厂的矿铜转炉渣.0号渣磨细分’,可得到氧化物相及金,离属相相应的物相分析结,2。,渣果
5、如表所示可见中含铜主要是氧化物图l研究方法示意图,一.态仅有一小部分存在于金属状态(CuFe合金)表1转炉渣的组成wt%.~~~~~~~~~~~----“一2Cu一PbZnNiSnCo510A2:a渣号25.Fe10COMgOO万...........093705118345423019017027131609361531004土月味1.......139582149852341102010611.51.291.808一一一7......_8000143004508090118013610651930_80‘2770.798一一87表20号转炉渣的物相组成wt弧uZnnoe。。22:aCO
6、PbOZONIOSOCOFO510A1OCOMgO习氧化物相.....一....6217411414204S]:6n行0243311702713160_92693.8一,一一CuPbZnNiC0Fe一一一合金相一......378017047015071一10一一一一.362实验结果与讨论2.1直流电炉中炉渣的贫化过程.转炉渣在直流电炉中的贫化是一个复杂的物理化学过程从理论上可以认为炉渣的贫化,。是通过下列四条途径达到的见图2.,途径A重力沉降渣中微小的金属相颗粒在高温下熔化成为液滴受重力场作用而—.,、沉降并聚集于熔池的底部此过程与电流无关而与炉渣的物理性质(如粘度比重和界面390木北工
7、学院学报1989年张力等)关系较大.液滴的沉降基本上服从stokes,,,定律液滴的直径越大沉降速度越快越容易沉。相,,。降反小液滴沉降速度慢难于沉淀过小的液滴由于沉降所需的时间比炉渣在炉内停留的时间,,长所以来不及沉降下来便被炉渣带出炉外而。.损失重力沉降对护渣贫化起到十分重要的作用途径B—金属氧化物的电解及其碳热还原。,根据熔渣的离子理论金属化合物在熔融状态下电,,金属阳离子向阴极迁离成离子受电场力的作用,。移而被还
