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        火法煉銅技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究

        2022-06-06 21:29:59劉超
        速讀·下旬 2022年2期
        關(guān)鍵詞:發(fā)展趨勢

        劉超

        ◆摘? 要:隨著國家科技的進(jìn)步,銅制產(chǎn)品在國家內(nèi)部與國際方面都有著較大的需求量,但是煉銅的技術(shù)不到位,會導(dǎo)致銅制產(chǎn)品整體質(zhì)量的嚴(yán)重下滑,影響使用者的體驗感,所以,在科技進(jìn)步的基礎(chǔ)下,需要對煉銅技術(shù)進(jìn)行不斷提高,運(yùn)用科學(xué)、高效的煉銅方法,推動我國銅制品行業(yè)的發(fā)展,不斷提高銅制品的質(zhì)量。本文主要研究的煉銅技術(shù)是火法煉銅,通過結(jié)合火法煉銅技術(shù)原理,對目前我國火法煉銅技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析,并研究在未來社會中火法煉銅的優(yōu)勢,對其發(fā)展趨勢進(jìn)行分析,為我國煉銅行業(yè)發(fā)展提供參考,提高我國市場中銅制材料和產(chǎn)品的質(zhì)量,在國家方面能夠取得更好的發(fā)展市場。

        ◆關(guān)鍵詞:火法煉銅;技術(shù)現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

        一、引言

        因為銅制材料能夠制做許多日常和工業(yè)用品,所以隨著世界工業(yè)發(fā)展的進(jìn)步,銅制品的需求量正在快速的增長,我國作為商品出口大國,擁有著充分的勞動力和較高的科技水平,而且研究火法煉銅技術(shù),能夠推動我國相關(guān)企業(yè)的技術(shù)提高,并且對煉銅技術(shù)進(jìn)行更先進(jìn)的優(yōu)化,提高我國銅制材料和銅產(chǎn)品的產(chǎn)量,在國際市場競爭中取得更加卓越的成果。

        二、火法煉銅技術(shù)介紹

        根據(jù)煉銅技術(shù)原理的不同,煉銅技術(shù)可以大致分為兩類,分別是火法煉銅和濕法煉銅,而且火法煉銅在世界煉銅技術(shù)中占據(jù)主要地位,世界銅材料的產(chǎn)量中,火法煉銅所生產(chǎn)的銅材料占據(jù)八成左右,而濕法煉銅因為種種原因的限制,實際使用極少,在銅產(chǎn)量的市場中僅占據(jù)兩成左右。

        通過對硫化銅精礦利用火法煉銅技術(shù)進(jìn)行處理,可以得到銅材料,一般常見的火法煉銅技術(shù)分為三種,分別是傳統(tǒng)工藝(包括反射爐、鼓風(fēng)爐、);閃速熔煉(以奧托昆普爐為主);熔池熔煉(包括諾蘭達(dá)爐、三菱爐等)。三者具有不同的特點:傳統(tǒng)工藝適于處理含銅品位較高的精礦,如原料含銅低、含硫高,熔煉前要先進(jìn)行焙燒。閃速熔煉通過對硫化銅精礦的重點在于高溫煅燒,使原料中的部分雜質(zhì)成分完成鐵氧化,對雜質(zhì)進(jìn)行去除,然后經(jīng)過還原熔煉得到一定量的銅材料,但是熔煉法所得到的雜質(zhì)中含有較多的銅,浪費(fèi)嚴(yán)重,優(yōu)點在于生產(chǎn)強(qiáng)度大,易于實現(xiàn)自動化。熔池熔煉是將硫化銅精礦和熔劑噴入熔煉爐的熔體內(nèi),熔煉成冰銅和爐渣,而后流至貧化爐產(chǎn)出棄渣,冰銅再流至吹煉爐產(chǎn)出粗銅。

        三、火法煉銅技術(shù)現(xiàn)狀

        (一)閃速熔煉法煉銅技術(shù)

        傳統(tǒng)的熔煉法煉銅雖然工藝較為簡單,但是因為具有明顯的缺點,無法滿足快速發(fā)展的銅制品行業(yè),因此隨著科技的發(fā)展逐漸失去主流市場,目前常見的熔煉法分為閃速熔煉和熔池熔煉,針對傳統(tǒng)方面的劣勢進(jìn)行改進(jìn),更加適用于現(xiàn)代社會發(fā)展需求。

        閃速熔煉發(fā)明于1949年,在工業(yè)生產(chǎn)中較為常見,是將硫化銅精礦和溶劑的混合料干燥至含水0.3%以下,與熱風(fēng)(或氧氣、或富養(yǎng)空氣)混合,噴入爐內(nèi)迅速氧化和熔化,生產(chǎn)冰銅和爐渣。其優(yōu)點是熔點強(qiáng)度高,可較充分地利用硫化物氧化反應(yīng)熱。降低熔煉過程能耗。煙氣中SO2濃度可超過8%,閃速熔煉可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)冰銅品味,一般控制在50%左右。這樣對下一步吹煉(冰銅吹煉)有利。在臥式轉(zhuǎn)爐中,往熔融的冰銅中鼓入空氣,使硫化亞鐵氧化成氧化亞鐵,并與加入的石英熔劑造渣除去,同時部分脫除其他雜質(zhì),而后繼續(xù)鼓風(fēng),是硫化亞銅中的硫氧化進(jìn)入煙氣,得到含銅98%~99%的粗銅。貴金屬也進(jìn)入粗銅中。

        一個吹煉周期分為兩個階段:第一階段,將FeS氧化成FeO,造渣除去,得到白冰銅,造渣溫度控制在1150度到1250度,主要反應(yīng)是:2FeS+3O2=2FeO+2SO2? ,2FeO+SiO2=2FeO.SiO2。第二階段,爐內(nèi)溫度控制在1200度到1280度,主要反應(yīng)是:2Gu2S+3O2=2Gu2O+2SO2? ? Gu2S+2Gu2O=6Gu+SO2。冰銅吹煉是放熱反應(yīng),須加入冷料吸收過剩熱量。爐渣含銅量較高,為2%~5%,吹煉煙氣SO2濃度較高,由排風(fēng)機(jī)吸入硫酸制酸。因為閃速熔煉對傳統(tǒng)工藝中不夠環(huán)保問題進(jìn)行優(yōu)化,因此整體消耗更少,具有環(huán)保特性,在市場中實現(xiàn)快速推廣。

        (二)熔池熔煉法煉銅技術(shù)

        熔池熔煉方法最早出現(xiàn)在19世紀(jì)末期,依舊將銅精礦與富氧空氣進(jìn)行反應(yīng)處理,然后對原料顆粒利用熔池的液體進(jìn)行包裹,使得原料能夠進(jìn)行快速的氧化還原反應(yīng)。生產(chǎn)過程中的雜質(zhì)會通過排放口進(jìn)行排除,并進(jìn)行后期的處理。目前我國云南銅業(yè)所使用的煉銅技術(shù)為熔池熔煉,具有污染小、原料成本低的優(yōu)點。

        四、火法煉銅技術(shù)的發(fā)展趨勢

        (一)煉銅技術(shù)環(huán)保性仍需提高

        隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步,火法煉銅技術(shù)的環(huán)保性正在不斷提高,但是世界環(huán)保問題已經(jīng)成為熱點問題,也是國家發(fā)展過程中需要重點解決的問題,火法煉銅技術(shù)因為仍然具有一定的污染性質(zhì),所以技術(shù)的發(fā)展前途還會受到一定的限制,在實際生產(chǎn)過程中難以避免污染物的產(chǎn)生,污染物的處理技術(shù)也需要進(jìn)行優(yōu)化,目前我國隨著用的連續(xù)吹煉方法在環(huán)保方面已經(jīng)取得了一定的成就,因此火法煉銅技術(shù)繼續(xù)向著環(huán)保的方面進(jìn)行發(fā)展。同時,生產(chǎn)過程中的浪費(fèi)情況也許需要進(jìn)行降低,通過提高原料利用率,能夠進(jìn)一步降低雜質(zhì)的產(chǎn)生,側(cè)面影響污染的蔓延,在生產(chǎn)過程中需要對技術(shù)進(jìn)行提高,提高對雜質(zhì)的利用率。

        (二)煉銅技術(shù)整體成本需降低

        雖然銅制品行業(yè)的發(fā)展情況較好,但是整體產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益并不理想,而且煉銅技術(shù)的整體成本較高,在原料和技術(shù)方面都需要進(jìn)行優(yōu)化,而且部分企業(yè)的銅原料來源于進(jìn)口,進(jìn)一步加大了煉銅行業(yè)的成本,導(dǎo)致我國的能源方面發(fā)展受到阻礙,無法滿足快速發(fā)展的社會。因此在原料和技術(shù)方面,都需要進(jìn)行價格的控制,通過研究低成本技術(shù),降低因為技術(shù)原因帶來了成本壓力,并且通過控制企業(yè)的材料進(jìn)口或者選擇高性價比的原料進(jìn)口,降低原料方面的成本。將資金投入生產(chǎn)和技術(shù)研究,提高企業(yè)在市場中的競爭能力。

        五、結(jié)束語

        火法煉銅技術(shù)的發(fā)展時間較長,具備完善的煉銅流程,并且對材料進(jìn)行控制,還能夠降低煉銅過程中對環(huán)境造成的污染,但是我國的煉銅行業(yè)發(fā)展還不夠先進(jìn),銅原料的使用還存在受到國外市場限制的情況,因此研究火法煉銅技術(shù),能夠提高我國自身煉銅技術(shù)水平,推動國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

        [1]羅亞中,張能,楊梅等.火法煉銅技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].世界有色金屬,2019(13):2.

        [2]李文越.火法煉銅技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].山西青年,2016(021):242-.

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