CN115109945A - 一种ps铜转炉除杂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PS铜转炉除杂方法，该方法包括：1.氧化挥发法：向铜液中吹入空气，粗铜中的砷和锑与空气中的氧气发生反应，生成As203、Sb203和As205、Sb205；2.加碱造渣法：完成步骤1之后，向铜液中加入强碱性碳酸盐，强碱性碳酸盐中的碱性物质与铜液表面渣层及铜液中的五价砷、锑氧化物反应生成稳定的低熔点熔盐进入渣中而除去砷和锑；3.冰铜包壳还原法。本发明针对目前除杂方法效果差，无法应对高杂含量物料的除杂问题。
Description
技术领域
本发明涉及铜转炉除杂方法技术领域，特别涉及一种PS铜转炉除杂方法。
背景技术
目前熔炼炉系统处理的铜精矿品质差，熔炼炉系统入炉高杂物料比例一般为20%左右。并且熔炼炉产生烟灰均返回系统处理，同时还处理部分PS转炉锅炉烟灰，导致系统冰铜杂质含量偏高且会不断富集。
同时PS转炉处理的冷铜中也掺杂部分高杂的冷铜，杂质元素在系统中循环富集，系统内杂质经常处于高限运行，导致铜阳极板杂质含量超标，从而影响阳极板质量，给阳极板的电解带来极大困难。
目前能将杂质从系统中开路的主要方式就是渣选。生产实践证明，如此高杂含量的物料进入系统后，只靠渣选开路是不够的，同时目前控制阳极板杂质元素手段有限，主要通过优化入炉精矿配料及冷铜搭配来控制阳极板杂质含量，结合生产任务和冷铜结构，单靠配料已无法达到“产量提高、质量保障”的目标，因此，必须寻求新的除杂办法。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种PS铜转炉除杂方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：
一种PS铜转炉除杂方法，包括以下步骤：
1.氧化挥发法：
向铜液中吹入空气，粗铜中的砷和锑与空气中的氧气发生反应，生成As203、Sb203和As205、Sb205；
2.加碱造渣法：
完成步骤1之后，向铜液中加入强碱性碳酸盐，强碱性碳酸盐中的碱性物质与铜液表面渣层及铜液中的五价砷、锑氧化物反应生成稳定的低熔点熔盐进入渣中而除去砷和锑；
3.冰铜包壳还原法：
在转炉二周期粗铜吹好前40分钟时加入冰铜包壳，让杂质氧化物与Cu2S结合生成低价杂质氧化物挥发，或以活度很小的游离状态进入炉渣，炉渣在下一炉会继续反应，杂质进入烟气，从而达到提高系统除杂能力的效果；
4.吹炼中期C还原法；
向铜液中加入焦炭和木材进行还原，将高价杂质还原成低价杂质。
其中，所述步骤2中，强碱性碳酸盐为Na2C03。
其中，所述步骤2中，当铜熔体中的含氧在0.4～0.6%之间加入Na2C03 ，是除去As、Sb、Bi的最佳时机，具体的，当造铜期出现鼓泡时，加入熔剂。
本发明的有益效果是：本发明操作简单，杂质脱除率高，原料适应性强，安全可靠的特点，可广泛应用于PS铜转炉的吹炼来处理高杂物料。其中，由于As203、Sb203的沸点都不是太高，一部分As203 和Sb203会挥发随着烟气排到炉子之外，利用它们的这个特点，本发明采用吹风氧化挥发的方法来除去它们，砷的氧化物具有比锑的氧化物更强的挥发性，所以还原时砷的三价氧化物挥发的多。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
一种PS铜转炉除杂方法，包括以下步骤：
1.氧化挥发法：
向铜液中吹入空气，粗铜中的砷和锑与空气中的氧气发生反应，生成As203、Sb203和As205、Sb205；
2.加碱造渣法：
完成步骤1之后，向铜液中加入强碱性碳酸盐，强碱性碳酸盐中的碱性物质与铜液表面渣层及铜液中的五价砷、锑氧化物反应生成稳定的低熔点熔盐进入渣中而除去砷和锑；
3.冰铜包壳还原法：
冰铜包壳还原法原理在于铜液中多数杂质对氧的亲和力大于铜对氧的亲和力，而杂质氧化物在铜液中的溶解度很小。在空气鼓入熔体时，杂质优先氧化被除去，但由于杂质占粗铜比例较小，优先氧化的是铜。提高炉温增加Cu2O在铜液中的饱和浓度，可以加速铜液脱杂质的氧化反应。为了加速氧化反应的进行，应使生产的Cu2O在铜液内均匀分布，使Cu2O与铜液中杂质的良好接触。生产的杂质氧化物借助铜液翻腾，迅速浮出液面，在转炉二周期粗铜吹好前40分钟时加入冰铜包壳，让杂质氧化物与Cu2S结合生成低价杂质氧化物挥发，或以活度很小的游离状态进入炉渣。
炉渣在下一炉会继续反应，杂质进入烟气。从而达到提高系统除杂能力的效果;
4.吹炼中期C还原法；
在铜转炉吹炼过程中，砷、锑的低价氧化物来不及挥发，就被氧化成较为稳定的高价的氧化物As205和Sb205，不易挥发，必须用焦炭和木材进行还原，将高价杂质还原成低价杂质。
其中，所述步骤2中，强碱性碳酸盐为Na2C03。
其中，所述步骤2中，当铜熔体中的含氧在0.4～0.6%之间加入Na2C03 ，是除去As、Sb、Bi的最佳时机，实际操作时，当造铜期出现鼓泡时，加入熔剂，有利于除去熔体中的部分杂质，其化学反应方程式为：
2[Me]Cu+5/2O2+NaCO3=NaO·Me2O5+CO2
从化学平衡上看，以上反应均能进行，反应加速向右进行，杂质在渣或粗铜中的分配系数发生变化，向着有利于杂质脱出的方向转移，使得杂质大量进入渣中。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (3)
1.一种PS铜转炉除杂方法，其特征在于，包括以下步骤：
1.氧化挥发法：
向铜液中吹入空气，粗铜中的砷和锑与空气中的氧气发生反应，生成As203、Sb203 和As205、Sb205；
2.加碱造渣法：
完成步骤1之后，向铜液中加入强碱性碳酸盐，强碱性碳酸盐中的碱性物质与铜液表面渣层及铜液中的五价砷、锑氧化物反应生成稳定的低熔点熔盐进入渣中而除去砷和锑；
3.冰铜包壳还原法：
在转炉二周期粗铜吹好前40分钟时加入冰铜包壳，让杂质氧化物与Cu2S结合生成低价杂质氧化物挥发，或以活度很小的游离状态进入炉渣，炉渣在下一炉会继续反应，杂质进入烟气，从而达到提高系统除杂能力的效果；
4.吹炼中期C还原法；
向铜液中加入焦炭和木材进行还原，将高价杂质还原成低价杂质。
2.根据权利要求1所述的一种PS铜转炉除杂方法，其特征在于，所述步骤2中，强碱性碳酸盐为Na2C03。
3.根据权利要求2所述的一种PS铜转炉除杂方法，其特征在于，所述步骤2中，当铜熔体中的含氧在0.4～0.6%之间加入Na2C03 ，是除去As、Sb、Bi的最佳时机，具体的，当造铜期出现鼓泡时，加入熔剂。
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