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金川公司二次铜精矿冶炼中镍的脱除及新型固体还原剂对脱镍效果影响研究

作　者: 宋运坤
导　师: 陈雯
学　校: 昆明理工大学
专　业: 有色金属冶金
关键词: 二次铜精矿卡尔多炉脱镍新型还原剂重油
分类号: TF815
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

金川公司是我国最大的镍生产企业，因为其自有矿为铜镍共生，因此还生产铜。金川公司镍冶炼系统主要处理自产铜镍精矿，铜镍精矿经电炉或闪速炉熔炼产出低镍锍，低镍锍经转炉吹炼产出高镍锍，高镍锍经磨浮分离后产出二次镍精矿及含镍二次铜精矿，含镍二次铜精矿进入铜熔炼系统进行处理。本论文探讨了利用二次铜精矿生产阳极铜的工艺流程：自热炉的生产过程、二次铜精矿在自热炉内的行为、自热炉熔炼二次铜精矿的优缺点以及如何在自热炉内降低粗铜中含镍量的方法；卡尔多炉熔炼含镍铜精矿的由来、卡尔多炉熔炼的原理；回转式阳极炉的结构与优缺点、含镍粗铜在回转式阳极炉内氧化与还原反应过程，研究了二次铜精矿中的镍在铜冶炼系统中的行为与走向，即：镍在自热炉中脱除了11.88％，在卡尔多炉脱除了86.28％，在回转式阳极炉中脱除了1.84％，从而实现了将阳极铜中的镍含量降低到1.2％以下的要求。得知：由于镍的脱除主要是在卡尔多炉中完成的，在卡尔多炉中脱镍变得至关重要，需要将卡尔多炉温度控制在1200～1250℃，氧化过程在卡尔多炉保持过氧化对镍的进一步脱除也是至关重要的。此外还对铜熔炼车间2005年7月26日至2005年8月14日用重油还原获得的阳极铜板和2006年8月1日至2006年8月16日用新型煤基还原剂还原获得的阳极铜板的各项指标进行了比较。1．阳极铜一二级品品级率，产品含镍量：重油还原产生的阳极铜一二级品品率仅为54.84％，而用新型还原剂的已经达到了86.54％。铜阳极板含镍量也从重油还原时的0.98％降低到新型还原剂还原时的0.81％。2．还原成本：采用重油还原每吨铜的还原剂成本高达20.34元，而用新型还原剂后已降到了12.96元，降幅达36％。3．环境污染：用重油还原时产生大量黑烟，对环境造成了巨大的污染同时造成了原料的浪费，恶化了工人的操作环境：而采用新型还原剂后不再逸冒黑烟，还原剂利用充分，烟气黑度已达到了林格曼一级。4．还原产生的阳极铜面的比较：新型还原剂还原产生的阳极板外观更加光滑、更加平整，因此也就更有利于后续的电解作业。通过比较上述指标可以看出，新型煤基还原剂还原效果均是优于重油的。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第一章绪论  9-16
  1.1 铜基本知识  9-10
  1.2 铜的性能  10
  1.3 铜的用途  10-11
  1.4 铜的储量  11-12
  1.5 铜的冶炼工艺  12-14
    1.5.1 火法冶炼  12-13
    1.5.2 湿法冶炼  13-14
    1.5.3 火法和湿法两种工艺的特点  14
  1.6 课题的提出、研究内容及研究意义  14-16
    1.6.1 课题的提出  14-15
    1.6.2 课题的研究内容  15
    1.6.3 课题的研究意义  15-16
第二章金川公司二次铜精矿的冶炼流程研究  16-25
  2.1 自热炉熔炼  16-19
    2.1.1 自热炉概论  16-17
    2.1.2 自热炉基本结构  17-18
    2.1.3 自热炉熔炼流程  18-19
  2.2 卡尔多炉熔炼  19-21
    2.2.1 概述  19
    2.2.2 卡尔多炉的结构与工艺  19-21
  2.3 粗铜的火法精炼  21-25
    2.3.1 火法精炼所用的设备—回转式阳极炉  21
    2.3.2 回转式阳极炉结构  21-23
    2.3.3 操作与参数  23
    2.3.4 回转式阳极炉的优缺点  23-25
第三章理论基础  25-46
  3.1 自热熔炼原理  25-28
    3.1.1 自热熔炼动力学研究  25-26
    3.1.2 吹炼过程的热力学  26-28
  3.2 卡尔多炉技术经济指标  28-31
    3.2.1 卡尔多炉工艺流程  28-31
    3.2.2 卡尔多炉熔炼技术评述  31
  3.3 粗铜的火法精炼—氧化阶段  31-36
    3.3.1 氧化过程  31-36
  3.4 粗铜的火法精炼—还原阶段  36-41
    3.4.1 氧化亚铜的还原  36-37
    3.4.2 炭粉脱氧的动力学  37-39
    3.4.3 杂质的还原  39-41
    3.4.4 铜液中的氢  41
  3.5 铜液含氧、硫对铜阳极板的影响  41-42
  3.6 镍及氧在铜阳极电解过程中对电解影响机理的研究  42-46
第四章二次铜精矿在铜熔炼系统中镍的行为与走向研究  46-52
  4.1 二次铜精矿熔炼过程中镍的行为  47-50
    4.1.1 镍在自热熔炼过程中的行为  47-48
    4.1.2 镍在卡尔多炉吹炼过程中的行为  48-49
    4.1.3 镍在回转式阳极炉精炼过程中的行为  49-50
  4.2 熔炼过程中进一步脱除镍的措施  50-52
第五章新型还原剂对脱镍效果影响研究  52-65
  5.1 重油还原和新型还原剂还原效果比较  52-61
    5.1.1 重油还原和新型煤基还原剂还原出阳极板质量比较  52-55
    5.1.2 重油还原和新型煤基还原剂还原还原成本比较  55-56
    5.1.3 重油还原和新型煤基还原剂还原环境比较  56-58
    5.1.4 重油还原和新型煤基还原剂还原阳极铜面比较  58-61
  5.2 新型煤基还原剂的固镍作用  61-63
  5.3 采用煤基还原剂还原时的喷吹实验探讨  63-65
第六章意见与建议  65-67
第七章结论  67-69
参考文献  69-72
致谢  72-73
附录  73

金川公司二次铜精矿冶炼中镍的脱除及新型固体还原剂对脱镍效果影响研究

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