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1 绪论1

1.1 铜的性质和主要化合物1

1.1.1 铜的物理性质1

1.1.2 铜的化学性质1

1.1.3 铜的主要化合物2

1.2 铜的用途3

1.3 炼铜原料3

1.4 铜的生产方法与流程4

思考题7

2 造锍熔炼的基本原理8

2.1 造锍过程的主要物理化学变化8

2.1.1 物理变化8

2.1.2 化学变化8

2.2 熔炼产物10

2.2.1 铜锍10

2.2.2 炉渣12

思考题15

3 铜精矿的闪速熔炼16

3.1 概述16

3.2 闪速熔炼的基本原理17

3.2.1 反应塔内精矿氧化行为与熔炼产物的形成17

3.2.2 沉淀池内的反应17

3.2.3 杂质元素的行为与分布18

3.3 奥托昆普闪速熔炼18

3.3.1 奥托昆普闪速熔炼的原料、熔剂、送风制度和辅助燃料18

3.3.2 精矿干燥20

3.3.3 奥托昆普闪速熔炼的精矿喷嘴22

3.3.4 奥托昆普闪速炉的炉体结构24

3.3.5 奥托昆普闪速熔炼炉的操作技术29

3.3.6 奥托昆普闪速炉熔炼烟气的降温除尘及烟尘的处理29

3.3.7 奥托昆普闪速熔炼的计算机控制32

3.4 闪速炉熔炼生产实践33

3.4.1 开炉33

3.4.2 正常生产操作34

3.4.3 生产故障及其处理38

3.4.4 闪速炉检修39

3.5 闪速炉技术发展40

3.6 因科闪速熔炼41

3.6.1 因科闪速熔炼工艺流程41

3.6.2 因科闪速炉结构43

3.6.3 因科闪速炉的热平衡43

3.6.4 因科闪速熔炼的工艺控制44

3.6.5 因科闪速炉的主要辅助设备45

3.6.6 因科闪速熔炼的生产实践45

思考题48

4 诺兰达熔炼49

4.1 熔池熔炼及诺兰达法的概述49

4.2 诺兰达熔炼的理论基础50

4.2.1 熔池熔炼炉内的强化过程50

4.2.2 诺兰达熔炼时杂质元素的行为和分配51

4.3 诺兰达反应炉的结构52

4.3.1 反应炉炉体52

4.3.2 反应炉装置与结构53

4.3.3 诺兰达炉附属设备55

4.4 诺兰达熔炼工艺55

4.4.1 诺兰达熔炼工艺流程55

4.4.2 炉料和燃料56

4.4.3 熔炼产物57

4.4.4 余热回收59

4.4.5 收尘59

4.4.6 熔炼炉渣的贫化59

4.5 诺兰达熔炼过程作业及控制60

4.5.1 固体物料的给料与计量60

4.5.2 供风与供氧60

4.5.3 铜锍与炉渣的排放61

4.5.4 诺兰达熔炼工艺的参数控制61

4.6 诺兰达熔炼工厂实践及其生产技术指标65

4.6.1 熔炼过程事故和故障65

4.6.2 诺兰达炉的耐火材料和烘炉68

4.6.3 诺兰达熔炼技术经济指标68

思考题69

5 铜精矿的顶吹熔炼70

5.1 概述70

5.2 澳斯麦特／艾萨熔炼的生产工艺71

5.2.1 熔炼工艺流程71

5.2.2 熔炼过程简介73

5.3 澳斯麦特／艾萨炉的喷枪74

5.4 澳斯麦特／艾萨炉炉体结构75

5.4.1 澳斯麦特／艾萨炉炉型与结构75

5.4.2 炉体77

5.5 澳斯麦特／艾萨熔炼工艺实践78

5.5.1 炉子操作78

5.5.2 炉子的保温78

5.5.3 停炉79

5.6 生产故障及分析80

5.6.1 喷枪浸没端寿命短80

5.6.2 耐火材料侵蚀速度快80

5.6.3 泡沫渣81

5.7 主要技术经济指标82

思考题83

6 白银炼铜法84

6.1 概述84

6.2 白银炼铜法的工艺流程及特点85

6.2.1 白银炼铜法的工艺流程85

6.2.2 白银炼铜法的工艺特点86

6.3 白银炉的结构87

6.4 熔炼过程的控制和操作89

6.4.1 熔炼过程的技术条件控制89

6.4.2 白银炉计算机监测与控制91

6.4.3 生产作业故障91

6.5 白银炼铜法的经济技术指标91

6.5.1 床能力91

6.5.2 渣含铜92

6.5.3 白银炼铜法的技术经济指标92

思考题93

7 传统熔炼方法94

7.1 鼓风炉熔炼94

7.1.1 铜精矿密闭鼓风炉熔炼基本原理94

7.1.2 炉料在熔炼过程中的主要物理化学变化95

7.1.3 炉体构造95

7.1.4 排烟、排渣系统配置97

7.1.5 密闭鼓风炉操作实践97

7.2 反射炉熔炼104

7.2.1 概述104

7.2.2 反射炉熔炼的生产过程105

7.2.3 炉体结构105

7.2.4 反射炉附属设备装置107

7.2.5 反射炉生产常见故障108

7.2.6 反射炉技术经济指标109

7.3 电炉熔炼109

7.3.1 电炉熔炼的基本原理109

7.3.2 电炉结构及附属设备110

7.3.3 生产操作及故障处理113

7.3.4 电炉的开炉与停炉115

7.3.5 电炉熔炼安全技术117

思考题118

8 其他炼铜方法119

8.1 概述119

8.2 瓦纽柯夫熔炼法120

8.2.1 概述120

8.2.2 瓦纽柯夫炉的基本结构120

8.2.3 瓦纽柯夫法的基本原理与工艺过程122

8.2.4 瓦纽柯夫法的发展前景123

8.3 特尼恩特熔炼法124

8.3.1 概述124

8.3.2 特尼恩特炉的结构125

8.3.3 特尼恩特熔炼工艺125

8.3.4 经济技术指标126

8.4 三菱熔炼法127

8.4.1 概述127

8.4.2 三菱法工艺流程与设备连接127

8.4.3 三菱法的工艺过程及特点128

8.5 卡尔多炉熔炼130

8.5.1 概述130

8.5.2 卡尔多炉的结构与工艺130

8.6 氧气顶吹熔炼132

8.6.1 概述132

8.6.2 氧气顶吹熔炼炉结构及其附属设备132

9 熔锍吹炼134

9.1 概述134

9.1.1 吹炼的目的134

9.1.2 铜锍吹炼的工艺134

9.1.3 吹炼工艺流程135

9.2 转炉吹炼的基本原理135

9.2.1 吹炼过程中的主要物理化学变化135

9.2.2 吹炼过程中杂质元素的行为及其在产物中的分配138

9.3 转炉结构141

9.3.1 转炉本体结构141

9.3.2 转炉的附属设备143

9.3.3 转炉用耐火材料145

9.4 转炉吹炼生产实践147

9.4.1 作业过程147

9.4.2 作业制度148

9.4.3 转炉吹炼过程的正常操作149

9.4.4 转炉吹炼过程中常见故障及处理154

9.4.5 转炉吹炼的产品控制155

9.4.6 铜冰铜吹炼技术经济指标156

9.5 闪速吹炼炉158

9.5.1 概述158

9.5.2 工艺流程158

9.5.3 闪速吹炼中金属铜的生成158

9.5.4 闪速吹炼的热平衡160

9.5.5 杂质元素的行为160

9.5.6 闪速吹炼渣型的选择160

9.5.7 熔炼铜锍品位的选择161

9.5.8 闪速吹炼的应用161

9.6 其他吹炼方法162

9.6.1 诺兰达连续吹炼转炉162

9.6.2 澳斯麦特炉吹炼162

9.6.3 三菱法吹炼163

9.6.4 反射炉式连续吹炼163

思考题163

10 炉渣的贫化处理164

10.1 概述164

10.2 贫化电炉164

10.2.1 工艺流程164

10.2.2 电炉贫化原理164

10.2.3 贫化电炉的结构和特点165

10.3 磨浮法贫化处理炉渣165

10.3.1 诺兰达熔炼炉渣的选矿工艺166

10.3.2 转炉渣的选矿工艺167

10.3.3 铜炉渣磨浮法与电炉贫化法的比较169

11 粗铜火法精炼171

11.1 概述171

11.2 火法精炼的理论基础172

11.2.1 氧化过程172

11.2.2 还原过程173

11.3 精炼炉及精炼工艺173

11.3.1 反射炉精炼173

11.3.2 回转炉精炼177

11.3.3 倾动式精炼炉179

11.4 阳极浇铸181

11.4.1 概述181

11.4.2 圆盘浇铸181

11.4.3 阳极铸模183

11.4.4 阳极外形质量与修整184

11.4.5 Hazelett连铸机186

11.5 精炼炉产物及精炼技术经济指标188

11.6 火法精炼的新动向188

思考题189

12 铜的电解精炼190

12.1 概述190

12.1.1 电解过程190

12.1.2 电解沉积190

12.1.3 电解精炼190

12.2 铜电解精炼的基本原理191

12.2.1 铜电解精炼过程的电极反应191

12.2.2 阳极杂质在电解过程中的行为192

12.3 电解精炼工艺流程197

12.4 电解生产的主要设备198

12.4.1 电解车间的电路联结198

12.4.2 电解槽199

12.4.3 阳极和阴极201

12.4.4 电解液循环系统设备205

12.5 铜电解精炼的生产实践205

12.5.1 铜电解精炼技术条件的控制205

12.5.2 种板槽技术条件212

12.5.3 阴极铜质量控制212

12.6 铜电解工艺技术经济指标216

12.6.1 电流效率216

12.6.2 槽电压217

12.6.3 电能消耗218

12.6.4 电解回收率及直收率219

12.7 电解液的净化219

12.7.1 电解液净化的目的及工艺流程219

12.7.2 硫酸铜的生产221

12.7.3 电积脱铜及脱砷、铋222

12.7.4 电解液净化脱镍及硫酸镍的生产223

思考题224

思考题答案225

参考文献238