上引法炼铜的优缺点

栏目:古籍资讯发布:2023-10-08浏览:3收藏

上引法炼铜的优缺点,第1张

1、上引法炼铜优点:经过热轧工序,金属的塑性变形在完全再结晶条件下进行,使铜带坯的组织致密性能改善。

2、上引法炼铜缺点:设备投资大、生产流程长、热轧带坯需要铣面,降低成品率、生产能耗高。上引法,一种生产无氧铜杆新工艺,由机械工业部上海电缆研究所在国内首先开发研制,具有工艺技术先进,产品质量好,单位能耗低,生产品种及规格灵活多样,适应性强,没有三废污染,投资少等特点,是铜导体及铜材加工的理想工艺。

鼓风炉炼铜(copper smelting in blast furnace)铜炉料与熔剂、焦炭在鼓风炉内熔炼产出铜锍(或粗铜)和炉渣的铜熔炼方法。铜炉料可以是混捏铜精矿、铜精矿烧结块或其他含铜块料。密闭鼓风炉一般处理经混捏的铜精矿料,而敞开式鼓风炉只能处理经过制团或烧结的块料。根据炉内不同的气相成分,鼓风炉炼铜可分为氧化炼铜和还原炼铜。氧化炼铜用于处理硫化矿,还原炼铜用于处理氧化矿或再生铜料。鼓风炉炼铜是一种古老的炼铜方法。这种方法的床能力大,热效率高,在20世纪30年代以前一直是世界上主要的炼铜方法。在中国,20世纪50年代以前,这种方法几乎是矿铜生产的唯一方法。传统的鼓风炉炉顶是敞开的,所产烟气的二氧化硫浓度很低(约0.5%),难以回收,污染环境。为了克服传统鼓风炉的这种弊病,人们曾试图通过制团的途径,使铜精矿中的硫保留下来,以集中到鼓风炉中进行氧化,再加上炉顶采取密闭措施,使鼓风炉烟气中的SO2浓度达到能经济而有效地回收的程度。在工业实践中,团矿偶然自燃后,出现块状硫化物以及鼓风炉炉壁结块中也有硫化物等现象表明,铜精矿可在加压和加热条件下发生固结作用。于是,在20世纪50年代中期,在日本最先出现了炉顶密闭的密闭鼓风炉熔炼铜精矿的方法即百田法。此法的铜精矿只需加水混捏后即可直接加入炉内,在炉气加热和料柱的压力作用下,固结成块,使熔炼得以顺利进行。在鼓风炉炼铜的发展中,虽然也实现了富氧自热熔炼,强化冶金过程,并能更有效回收烟气中的SO2,仍也无法改变鼓风炉炼铜被其他更先进炼铜方法所取代的趋势。

原理 鼓风炉是一种具有垂直作业空间的冶金设备,铜炉料、熔剂和焦炭从炉子上部加料口分批加入,靠其自身重力垂直向下移动,在高温下,与从炉子下部两侧风口鼓入的空气或富氧空气相遇,发生各种反应,而达到熔炼目的。熔炼产出的混合熔体进入炉底,通过本床咽喉流入设于炉外的前床(见电热前床贫化)内进行铜锍与炉渣的澄清分离。炉渣连续排放,铜锍按转炉吹炼的需要间断放出。产出的高温烟气,通过炉内料柱的空隙上升,经炉顶排烟口进入排烟收尘装置。鼓风炉炼铜的一般特征有四。(1)燃料在炉内燃烧,炉料与高温炉气成逆流运动,因而热交换条件好,热利用率高达70%以上。(2)鼓风炉的最高温度带集中在风口稍上的焦炭或硫化物激烈燃烧的所谓焦点区,焦点区最高温度可达1723K。(3)焦点区的最高温度取决于炉渣的熔化温度和粘度等性质,以及焦点区的热平衡;当炉渣成分一定时,强化燃料燃烧只能增加炉料的熔炼量,而不能提高焦点区的温度。(4)在鼓风炉熔炼过程中,气相与炉料之间的化学反应具有重要意义。

炼铜密闭鼓风炉 一种炉顶具有密封装置的鼓风炉。将传统敞开式鼓风炉的烟罩取消,于加料台平面上安设一个加料斗把炉口封住,炉气由加料台平面以下的排烟口进入排烟收尘系统。加料斗中经常保持有必要数量的炉料,特别是致密性较好的混捏铜精矿,以保证炉口密闭。炉子结构的其他部位,与传统敞开式鼓风炉大体相同。

密闭鼓风炉炼铜 铜精矿加水混捏(见铜精矿混捏)后,按规定比例配入块状的熔剂、转炉渣和焦炭等,按焦炭-转炉渣-熔剂-混捏铜精矿,或转炉渣与熔剂颠倒的顺序分批经由加料斗加入炉内。当炉料离开加料斗下口时,块料自然地向两侧滚动,混捏精矿沿加料斗下口垂直下降到炉子中心形成精矿料柱。于是炉子两侧便出现以块料为主而炉子中央则以混捏精矿为主的状况,使炉内炉料分布不均匀。

由于炉料分布不均匀,炉气通过两侧较多,而流经中心的则很少。如此,就导致炉子两侧温度比炉子中心高,越往上部,这种温差越大,在接近风口水平时,这种温差变小。这种状况有利于混捏铜精矿在炉内发生固结或烧结作用,为在鼓风炉内直接熔炼铜精矿创造了条件。但另一方面,由于物料的偏析和炉气分布不均,使炉气与炉料之间以及炉料各组分之间接触不良,削弱了硫化物氧化和造渣反应,这是密闭鼓风炉炼铜床能力低[40~50t/(m2d)]和铜锍含铜品位低的根本原因。

根据熔炼过程的特点,沿炉子高度可分为预备区,焦点区和本床区。

预备区 位于炉子上部,温度为523~873K至1273~1373K。在此区域中进行炉料的干燥和预热,并发生铜和铁的高价硫化物离解及碳酸钙的离解反应。预备区的气氛属于氧化性,部分硫化物被氧化。在预备区下部,于温度较高的中央铜精矿柱的交界面上发生烧结作用。在料柱里面的铜精矿,受到两侧上升气流的间接加热以及料柱重力的压力作用,而发生固结,变成具有一定强度的精矿块。

焦点区 此区温度最高,为1523~1573K,气氛属强氧化性,进行半自热熔炼的主要反应。几乎所有的焦炭都是在焦点区依靠鼓风中的氧来燃烧。在焦点区内,被氧化的硫化物主要是FeS,其氧化产物随即与炉料中的SiO2造渣。此外,在SO2存在的条件下,入炉转炉渣中的Fe3O4和预备区形成的Fe3O4成为FeS的固体氧化剂,对反应(1)而言,1molO2的热效应为406kJ;而反应(2),1molO2的热效应为343kJ,即焦炭燃烧的热效应大于FeS氧化造渣的热效应。从热力学观点看,在焦点区焦炭优先被氧化。而且,焦炭是以灼热固体状态进入焦点区,在被烧尽以前始终保持固态不变;而FeS则以熔体状态通过焦点区,迅速地向下流动。由于液体硫化物在焦点区停留时间很短,从动力学观点看,在焦点区FeS争夺鼓风中氧的能力远远不如焦炭。所以硫化物的氧化主要在预备区进行,它在焦点区被氧化的程度,主要取决于该处的焦炭量,亦即取决于焦率。在工厂的生产实践中,通过调整焦率,即可有效地调节熔炼过程的脱硫率和铜锍品位。在熔炼热平衡允许的条件下,要力求降低焦率以增加硫化物的氧化程度,达到提高烟气中SO2浓度和获得较高品位铜锍的目的。

本床区 炉子的风口水平以下部分为本床区,温度达1473~1523K。熔炼的熔炼产物汇集于此,并连续地通过咽喉口和流槽流入前床,在前床进行熔炼产物的澄清分离。本床在完成熔炼产物汇集、澄清的同时,还起调整熔体成分的作用。其中最主要的反应是熔解在炉渣中的Cu2O被铜锍中的FeS再硫化。鼓风强度是影响鼓风炉熔炼的一个重要参数,密闭鼓风炉的基本原料铜精矿是以混捏料的形式加入炉内,从而限制了鼓风强度。炉料中块料的比例对熔炼的技术经济指标有着明显的影响。

展望 由于氧气在冶金工业中的广泛使用,也给鼓风炉炼铜技术带来了新的生机。前苏联的一项硫化铜矿鼓风炉富氧自热熔炼专利,每吨料在供氧量为300~400m。下进行自热熔炼,脱硫率高达76%~95%,可以很好地回收原料中的硫,用以生产元素硫和硫酸。中国铜陵有色金属公司第二冶炼厂于1986年在两座10m。密闭鼓风炉进行富氧鼓风的生产性熔炼试验,取得了较好效果。当鼓风含氧30.5%时,同空气鼓风熔炼相比,床能力和脱硫率分别由42.7t/(md)和46.8%,提高到62.4t/(md)和57.2%,而焦率则由10.2%降到6.46%。

然而,不论敞口鼓风炉炼铜法还是由它发展而来的密闭鼓风炉炼铜法,由于其烟气SO2浓度低,不能经济地回收,能源消耗高,难以大型化等,已陆续停止使用或被先进炼铜方法所取代。中国的几家主要密闭鼓风炉炼铜厂也准备用比较先进的炼铜方法取代密闭鼓风炉炼铜法。

炼铜行业一般被归类为危险化学品行业。这是因为炼铜的过程中需要使用一系列危险化学品,如硫酸、氢氟酸等,同时在炼铜过程中也会产生一些有害物质,如二氧化硫、氮氧化物等。这些危险化学品和有害物质会对工作人员的健康造成潜在威胁,也可能对环境造成负面影响。因此,炼铜行业需要严格遵守相关的安全规定和环保要求。

炼铜是一项涉及高温、高压和危险化学品的工业活动,其过程涉及多种危险化学品,如硫酸、氢氟酸等。这些化学品对人体和环境都有一定的危害性。

在炼铜的过程中,可能会产生一些有害物质,如二氧化硫、氮氧化物等。这些有害物质会通过废气、废水等途径释放到环境中,对环境造成一定的负面影响。

同时,在炼铜过程中,工作人员需要在高温、高压的环境下操作,如果安全措施不到位,可能会对工作人员的健康造成危害。

因此,炼铜行业被归类为危险化学品行业,需要严格遵守相关的安全规定和环保要求,确保工作人员的安全和健康,同时最大程度减少对环境的污染。

湿法炼铜是一种从铜矿石中提取铜的方法,它利用了铜矿石中铜的水溶性,通过溶解、浸出、沉淀等过程来分离出纯铜。湿法炼铜的原理主要包括以下几个步骤:

矿石浸出:将铜矿石粉末浸入含硫酸的水溶液中,使铜溶解在水溶液中,生成含有铜离子的铜液。

离子交换:将铜液通过离子交换树脂或其他吸附剂中,使铜离子被吸附到树脂或吸附剂表面上。

脱附:通过反洗或加热等方法,将吸附剂表面上的铜离子脱附下来,生成含有高浓度铜离子的溶液。

沉淀:通过加入还原剂等化学反应,使铜离子还原成纯铜沉淀下来。

湿法炼铜相较于其他炼铜方法,具有工艺简单、适用性广、能够高效回收铜等优点,因此在实际生产和工业应用中得到了广泛应用。

湿法炼铜是用硫酸将铜矿中的铜置换出来。

硫酸,硫的最重要的含氧酸。无水硫酸为无色油状液体,1036℃时结晶,通常使用的是它的各种不同浓度的水溶液,用塔式法和接触法制取。前者所得为粗制稀硫酸,质量分数一般在75%左右;后者可得质量分数983%的纯浓硫酸,沸点338℃,相对密度184。

硫酸是一种最活泼的二元无机强酸,能和许多金属发生反应。高浓度的硫酸有强烈吸水性,可用作脱水剂,碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。与水混合时,亦会放出大量热能。其具有强烈的腐蚀性和氧化性,故需谨慎使用。是一种重要的工业原料,可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等。

物理性质:

纯硫酸一般为无色油状液体,密度184 g/cm³,沸点337℃,能与水以任意比例互溶,同时放出大量的热,使水沸腾。加热到290℃时开始释放出三氧化硫,最终变成为9854%的水溶液,在317℃时沸腾而成为共沸混合物。硫酸的沸点及粘度较高,是因为其分子内部的氢键较强的缘故。

由于硫酸的介电常数较高,因此它是电解质的良好溶剂,而作为非电解质的溶剂则不太理想。硫酸的熔点是10371℃,加水或加三氧化硫均会使凝固点下降。纯硫酸是一种极性非常大的液体,其介电系数大约为100。因为它分子与分子之间能够互相质子化对方,造成它极高的导电性,这个过程被称为质子自迁移。

分类: 商业/理财 >> 贸易

问题描述:

在工业上 铜和铝 具体可以用来做什么?世界上那个地区产量高?

解析:

铜在电气工程中是不可缺少的,广泛用于电力和信息传导的电线电缆以及机电、变压器、家电等工业。每年全世界大约有60%以上的铜应用于这方面。

1)南美洲秘鲁和智利境内的安第斯山脉西麓;(2)美国西部的洛矶和大坪谷地区;(3)非洲的刚果和赞比亚;(4)哈萨克斯坦共和国;(5)加拿大东部和中部。

我国虽然铜资源贫乏,但却是世界主要的精炼铜生产国之一,2000年铜产量达133万吨,占世界总产量的909%。目前铜生产地集中在华东地区,该地区铜生产量占全国总产量的518%,其中安徽、江西两省产量约占35%。

国内铜生产地区分布

华北 东北 华东 中南 西南 西北

所占 6% 10% 51% 13% 13% 7%

从国家分布看,世界铜资源主要集中在智利、美国、赞比亚、独联体、秘鲁等国。智利是世界上铜资源最丰富的国家,其铜金属储量约占世界总储量的1/4。美国、日本是主要的精炼铜生产国,赞比亚和扎伊尔是非洲中部的主要产铜国,其生产的铜全部用于出口,德国和比利时是利用进口铜精矿和精铜冶炼精铜的生产国。此外,秘鲁、加拿大、澳大利亚、巴布亚新几内来、波兰、前南斯拉夫等也均是重要的产铜国。

铜的主要产量

人类炼铜的历史悠久,但长期以来,由于炼铜方法原始,铜的产量一直很低,17世纪出现现代炼铜法后,铜产量才有明显增加。1928年,世界精铜产量为167万吨。战后世界冶炼工业发展较快,1950年全世界精铜产量只有315万吨,1992年已达到1100万吨。不同年代的生产发展速度不同,二十世纪50年代铜生产发展速度为年均递增47%,60年代年均增速为42%,70年代则为207%,80年代进一步降为15%。90年代初、中期随着生产成本的不断降低和较高铜价的 ,铜的产量大幅增长。

2000年全世界年产铜达1468万吨,主要生产国和地区的产量分别为:智利2628万吨、美国1732万吨,日本1455万吨、中国133万吨、欧洲238万吨。

铝也主要用来制作电线和一些工业产品及日用品等等

界上铝的主要生产国为:美国、俄罗斯、加拿大、中国、澳大利亚、巴西等,我国1998年的产量排名世界第三,主要的生产商有:青海铝厂(198万吨)、贵州铝厂(195万吨)、包头铝业集团(113万吨)、广西平果铝厂(105万吨)、宁夏青铜峡铝厂(102万吨)等。

上引法炼铜的优缺点

1、上引法炼铜优点:经过热轧工序,金属的塑性变形在完全再结晶条件下进行,使铜带坯的组织致密性能改善。2、上引法炼铜缺点:设备投资大、...
点击下载
热门文章
    确认删除?
    回到顶部