概念
冰銅是在銅的冶煉過程中生產出的中間產品,主要是硫化豫銅、硫化亞鐵所構成的一種互熔體,共含量約為:銅20-25%,鐵20-40%,硫22-25%。
礦石中有用成分(元素或礦物)的重量所占礦石重量的百分比稱為礦石品位,金、鉑等貴重金屬礦石用克/噸表示,其他礦石常用百分數表示,銅礦石用百分數表示。礦石品位常用於衡量礦石的價值。
與成分的關係
工廠的冰銅含銅品位介於10%~60%,而經常是20~45%.此種合銅量的冰銅一般含硫為20—26%,所以工廠冰銅的含硫通常定為25%。實際上低晶位冰銅含硫稍高些,高品位冰銅則合飾稍低。由於含硫在冰銅中的變化不大,因此配料計算中遞常採用冰銅含硫25%來作計算基礎。含硫是隨著冰銅晶位的上升而微微下降的。冰銅中的含氧冪則隨著冰銅含銅量的上升而下降,當冰銅品位10%時,含氧為6.5么%,而當冰銅品位為60%時,含氧量已下降到0.70%。
在冶煉生產中產出的冰銅含銅晶位是隨著加入原料中飽銅硫比而變化的,即原料中合銅量與含硫量的關係;來決定的。在正常鼓風爐的熔煉中,·脫硫率在40~50%的情況下,加入爐內的原料,其銅硫比為1:1時,產出的冰銅含銅晶位大致為40%。
決定因素
冰銅品位的高低,主要決定於原料的銅硫比與脫硫率。
一般來說,銅硫比在1:1~3,脫硫率30—50%時產出冰銅都可以達到吹煉要求,冰鋼品位可在20~40%。如果原礦含硫再高些,其銅硫比為1:5~10時,只要爐子脫硫率高,使用焦率減少,在細緻操作情況下脫硫率能達到75~90%時,產出的冰銅晶位仍然可以達到吹煉的要求。但是如果原料中的銅硫比達到1:10~20時,則一般都應將礦石事先進行焙燒,或者將產出的低品位冰銅進行焙燒,再行富集熔煉,才可以得出較高品位的冰銅來。所以在處理含硫高的礦石或精礦時,為了獲得較高晶位的冰銅以適合吹煉的要求,大都在熔煉前進行焙燒。至於在煉鋼過程是否採用焙燒——熔煉——吹煉的流程或進行簡化流程,則需要根據礦石條件與爐子的脫硫率等來決定。
選擇
冰銅品位的選擇取決於下列因素:
(1)爐料的性質和成分
(2)熔煉特性
(3)經濟條件
熔煉生精礦時,冰銅品位不能在大範圍內變動,但可用預先焙燒來調整,焙燒程度愈大,熔煉時冰銅品位愈高,反之亦然。此外,經濟條件也與冰銅品位有關,冰銅含銅愈貧,吹煉所需時間愈長,吹煉時電能消耗愈大,爐襯消耗愈快。實踐證明,選擇冰銅品位為37%一42%較為合理,若為30%一35%時,轉爐壽命一般降低十多爐次。
控制程式
冰銅品位控制由工藝負責人根據冰銅品位及生產組織需要,通過調整噸精礦耗氧來實現,具體由中央控制室執行。
A 品位上調
提高氧單耗(標態)2—5m3/t礦。
B 品位下調
降低氧單耗(標態)2~ 5m3/t礦。
過高問題
冰銅品位太高也會存在一些問題,舉例如下。
(1)冰銅品位高,銅在爐渣中的損失增多。因此,冰銅的晶位提高,即(%Cu)增大時,(%Cu)也增大。
(2)產出高品位冰銅,需延長精礦的焙燒時間,降低了焙燒生產率,並增加煙塵產出量。
(3)高品位冰銅的吹煉比較困難,因吹煉過程的熱絕大部分來自FeS的氧化,高品位冰銅中FeS含量少,其氧化產生的熱量較少,故熱量不足,使吹煉作業難以進行。