重金属冶金学作业答案

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1 关于炼铜原料，硫化矿和氧化矿分别主要有哪些矿物？（写出矿物名称和化学式）

硫化矿： 辉铜矿（Cu2S），铜蓝（CuS)，斑铜矿（Cu5FeS4），砷黝铜矿（Cu12As4S13），黝铜矿（Cu12Sb4S13），黄铜矿（CuFeS2） 氧化矿： 赤铜矿(Cu2O)，黑铜矿(CuO)，蓝铜矿[2CuCO3·Cu(OH)2]，孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]，硅孔雀石(CuSiO3·2H2O)，胆矾(CuCO3·4H2O)

2 火法炼铜的原理流程图是怎样？目前世界上精铜的主要生产方法有哪些？

（1） 火法炼铜的原理流程图见教科书P9 中图1-3（注意流程图的书写规范） （2） 目前世界上的精铜主要是用火法熔炼方法产生的。火法炼铜主要有闪速熔炼和熔池熔炼两种，其中闪速熔炼包括奥托昆普和印柯两种。熔池熔炼包括反射炉熔炼、电路熔炼、诺兰达法、白银法、三菱法、瓦纽柯夫法等。

3 写出冰铜的成分及其主要性质。

教科书P14-15

4 造锍熔炼中铜在渣中的损失有哪些形式？闪速熔炼炉渣含铜高的原因是什么？处理含铜高的炉渣的方法有哪些？

（1）造锍熔炼中铜在渣中的损失有电化学溶解和机械夹带两种形式。 （2）闪速熔炼炉渣含铜高的原因有：

①闪速熔炼脱硫率高，产出高品位的冰铜；

②反应塔具有强烈的氧化气氛，有Fe3O4生成，恶化炉渣的性质； ③烟尘量大，有部分落入沉淀池的熔池表面；

④产出碱性高铁炉渣，此种渣比重大，对硫化物有较大的溶解能力。 （3） 处理方法：①电炉贫化；②选矿法

5 造锍熔炼过程中Fe3O4有何危害？生产实践中采取哪些有措施可抑制Fe3O4的形成？

（1）Fe3O4的危害：

a）在高氧位和较低的温度下，固态Fe3O4会从炉渣中析出，产生难熔的结垢物，使得转炉口和闪速炉上升烟道结疤等；

b）Fe3O4熔点高、密度大于渣而与铜锍接近，故而容易溶解在渣和铜锍中，成为一种粘稠状态的渣隔膜层，影响渣和铜锍的分离，造成铜在渣中机械夹杂损失； c）增加溜槽粘结物产率，恶化劳动环境，迫使炉子高温作业，缩短耐火材料的使用期限，引起炉底冻结物上升，减少熔池的有效容积。

（2）根据还原反应：3Fe3O4（s）+FeS（l）=10FeO+SO2

可以推导出以下有效控制Fe3O4的途径： ①炉渣的成分，炉渣主要由FeO-SiO2二元系组成，降低w(FeO)/w（SiO2），即可减少a（FeO）； ②铜锍品位，FeS的存在是Fe3O4还原的必要条件，降低铜锍品位也将增大a[FeS]；


③温度，Fe3O4还原反应是吸热反应，升高温度有益于还原反应的正向进行； ④气氛，降低炉气中SO2的压强，有利于Fe3O4分解。



6.试分析反射炉炼铜的特点，并提出改进措施。（P36 图2-22）

（1）特点以及缺陷：

①热利用率低； ②铜锍品位低； ③SO2回收困难； ④污染严重； ⑤生产率低。 （2）改进措施：

①改用喷嘴进料； ②采用富氧空气； ③设置风口加强熔池反应； ④铜锍与渣的出口前后分离； ⑤在炉渣端喷入还原物质。

7.为保证铜精矿造锍熔炼的顺利进行，炉渣应该具备哪些物理化学性质？

①与铜锍不互溶，对Cu2S的溶解度小，能顺利进行放渣和放锍作业； ②黏度小，流动性好，能促进铜锍颗粒从渣中较快的沉降； ③密度小，与铜锍密度相差大，便于与铜锍的分离； ④界面张力大，以减少铜锍的悬浮；

⑤熔点一般在1050-1100℃，既能保证熔炼反应的温度需求，又不增加燃料消耗。 8

（略）

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