有色实习报告Word下载.docx
《有色实习报告Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有色实习报告Word下载.docx（18页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
电力输送:
线电缆、汇流排、变压器、开关、接插元件和连接器等。
电机制造:
定子、转子和轴头、中空导线等。
通讯电缆及住宅电气线路需使用大量的铜导线。
（2）铜在电子工业中的应用
电真空器件:
高频和超高频发射管、渡导管、磁控管等，它们需要高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。
印刷电路:
铜印刷电路需要大量的铜箔和铜基钎焊材料。
集成电路:
以铜代替硅芯片中的铝作互连线和引线框架，可以获得30％的效能增益。
（3）铜在能源及石化工业中的应用
能源工业:
火力发电厂的主拎凝器管板和冷凝管均使用黄铜、青铜或白铜制造。
每万千瓦装机容量需要5t冷凝管。
太阳能加热器也常使用铜管制造。
石化工业:
铜和许多铜合金，大量用于制造接触腐蚀性介质的各种容器、管道系统、过滤器、泵和阀门、各种蒸发器、热交换器和冷凝器等。
海洋工业:
由于铜不但耐海水腐蚀，而且溶入水中的铜离子有杀菌作用，可以防止海洋生物污损，因此，铜及其铜合金是海洋工业中十分重要的材料，业已在海水淡化工厂、海洋采油采气平台以及其他海岸和海底设施中广泛应用。
例如，海水淡化过程中使用的管路系统、泵和阀门以及采油采气平台上使用的设备，包括飞溅区和水下用的螺栓、抗生物污损包套、泵阀和管路系统等。
（4）铜在交通工业中的应用
船舶:
铜合金，包括铝青铜、锰青铜、铝黄铜、炮铜（锡锌青铜），白铜以及镍铜合金（蒙乃尔合金），是造船的标准材料之一。
在军舰和商船的自重中铜和铜合金一般占2％～3％，如铝青铜螺旋浆、螺栓、铆钉、冷凝管、含铜包覆油漆等。
汽车:
铜和铜合金主要用于散热器、制动系统管路、液压装置、齿轮、轴承、刹车摩擦片、配电和电力系统、垫圈以及各种接头、配件和饰件等，每辆汽车用铜10～20kg，小轿车用铜约占自重的铁路列车上的电机、整流器以及控制、制动、电气和信号系统等都要依靠铜和铜合金来工作。
此外，铁路的电气化对铜和铜合金的需要量很大，每公里的架空导线需用2t以上的异型铜线。
飞机:
飞机中的配线、液压、冷却和气动系统需使用铜材，轴承保持器和起落架轴承采用铝青铜管材，导航仪表应用抗磁铜合金。
（5）铜在机械和冶金工业中的应用
机械工程:
除了电机、电路、油压系统、气压系统和控制系统中大量用铜以外，各种传动件和固定件，如缸套、齿轮、蜗轮、蜗杆、连接件、紧固件、扭拧件、螺钉、螺母等，都需要以铜或铜合金减磨和润滑。
冶金设备:
连续铸造技术中的关键部件?
?
结晶器。
大都采用铬铜、银铜等高强度和高导热性的铜合金制造，电冶金中的真空电弧炉和电渣炉水冷坩埚使用铜管材制造，各种感应加热的感应线圈都是用铜管或异型铜管绕制而成，内中通水冷却。
合金添加剂:
铜是钢铁和铝等合金中的重要添加元素。
少量铜（0.2％～0.5％）加入低合金结构用钢中，可以提高钢的强度及耐大气和海洋腐蚀性能。
在耐蚀铸铁和不锈钢中加入铜，可以进一步提高它们的耐蚀性。
含铜30％左右的高镍合金是著名的高强度耐蚀“蒙乃尔合金”，在核工业中广泛使用。
轻工业中，铜及铜合金可用于制造空调器的热交换器、钟表机芯、造纸机的网布、辊轮、印刷铜版、发酵罐内衬、蒸馏锅、建筑装饰构件等。
铜不但在传统工业中有广泛应用，而且在新兴产业以及高科技领域中也发挥着重要作用，例如超导合金的包套、超低温介质的容器与管路、火箭发动机的冷却内村、高能加速器的磁体绕组等。
从铜的总体应用来看，电气、机械工业和建筑业是铜的消费大户。
据统计，美国、日本和西欧国家20世纪80年代中期的精铜消费中，电气工业占47.8%，机械制造业占23．8％，建筑业占15.8％，运输业占8.8％，其他占8％。
20世纪90年代后，西方国家铜消费的行业分布发生了巨大变化。
以美国为例，1998年铜消费中，建筑业占41.4％，电器电子产品占26.0％，运输设备12.4％，机械制造11.2％，其他9.0％。
与发达国家相比，我国的电子、电气行业与机械制造业消费的铜占总消费的比例偏高，而建筑业及交通运输业消费铜相对较少。
2002年，中国的铜消费量达到了250万吨，占全球铜消费量的17％，从而取代美国，成为世界第一大铜消费国6％～9％。
二．实习企业
1.铜陵金昌冶炼厂
2.铜陵铜冠冶炼厂
3.安徽铜冠池州公司九华冶炼厂
2007年6月8日，铜陵有色控股公司、池州市人民政府、池州泰达冶金有限公司三方签署了《投资协议书》，分别按70%、10%、20%的出资比例，由铜陵有色控股公司控股，共同出资3亿元组建了安徽铜冠有色金属（池州）有限责任公司。
6月27日，铜冠池州公司成功竞拍收购池州有色及科威公司有效生产经营性资产，并以收购后的资产设立了分公司——九华冶炼厂。
此次重组是安徽企业跨地区收购重组的又一成功案例。
组建后的铜冠池州公司对收购重组的九华冶炼厂进行挖潜改造，逐步达到年产铅10—20万吨，年产锌20—30万吨的目标。
九华冶炼厂自8月28日点火试生产以来，按照绿色冶炼的要求组织试生产，效果良好。
预计到今年底可生产电解铅10000吨，出口白银50吨，销售收入超过3.5亿元。
据悉，铜冠池州公司下一步计划实现电解铅10—20万吨，电解锌20—30万吨，力争3—5年成为上市企业，实现年销售收入超过100亿元，成为国内铅、锌、钼等有色金属采选冶炼加工领先的大型企业集团。
三．闪速熔炼在我国的改进与优化
1 概述
闪速熔炼加闪速吹炼工艺,即“双闪”工艺在美国肯尼科特冶炼厂已投产十多年,实践证明闪速吹炼工艺在环保和提高生产效率方面的优势,主要是吹炼过程强化,产出的烟气量小且衡定,SO2浓度高,烟气处理设备体积小,系统密闭无SO2低空污染,炉体寿命长,耐火材料消耗低。
闪速吹炼工艺虽然有很多优点,但十多年一直没有在世界上再次得到应用,除了工厂建设时投资巨大的原因外,主要是投产后多年不顺利,主辅生产系统都存在一些问题,另外对闪速吹炼工艺杂质脱除能力的怀疑也是原因之一。
从闪速吹炼的原理看,它属悬浮吹炼,铜锍从闪速炉顶喷嘴喷入到落入沉淀池的空中就完成了杂质的氧化过程,如果反应条件控制不当杂质未被完全氧化,落入沉淀池后很难继续氧化进入炉渣。
肯尼科特冶炼厂投产后一直处理来自同一个矿山的铜精矿,原料成分比较稳定,杂质低,而中国很多工厂要处理多家矿山的铜精矿,甚至大多数是高杂质的铜精矿。
中国如引进“双闪”工艺,除了考虑它在环保、效率方面的优势,还应考虑适应冶炼厂未来原料条件的变化,必须对该技术进行优化提升,加强对各种杂质的处理能力。
2 铜精矿杂质成分比较
闪速熔炼加转炉吹炼工艺能够处理的原料成分国内外多家工厂已有实践,但“双闪”技术仅有肯尼科特冶炼厂一家使用,对原料的适应性无法得到多方面的验证。
“双闪”技术能够处理杂质的范围究竟如何?
熔炼过程各种参数应如何改变才能产出高品位的铜锍?
如果闪速吹炼对杂质的脱除能力差,产出的粗铜杂质高,后续的火法精炼工艺应该如何改变?
必须从冶炼技术原理和方法上进行研讨,寻求经济、合理的解决方案。
表1列出了国内某冶炼厂使用的铜精矿主要杂质成分及波动范围和肯尼科特冶炼厂2003～2004年铜精矿杂质成分及波动范围的对比。
表1 铜精矿主要杂质元素含量
物料名称CuAsSbBiPbZn
国内某冶炼厂20～270110～11500101～01100101～01150120～6100120～510
肯尼科特冶炼厂22～310120～01600101～01690101～01670106～01360114～0152
从表1可以看出,肯尼科特处理的铜精矿中砷、锑、铋、铅、锌含量,特别是铋、铅、锌比国内工厂实际使用的铜精矿含量和波动范围要小得多。
如果参照现有的“双闪”操作参数设计新的工厂,今后对杂质的处理能力肯定有限,所以必须依据国内工厂今后可能的原料成分,对“双闪”工艺进行优化和改进,在主工艺和配套设施上留有可调节的空间,提高系统对原料的适应能力。
3.冶炼各过程杂质行为分析
闪速熔炼工艺对杂质的处理方法国内已有多年的实践,采用“双闪”工艺后,熔炼、吹炼和精炼各阶段的条件都会发生变化,杂质在各阶段的行为也将改变,所以需研究工艺过程特点,寻求改变工艺条件的方法。
3.1 熔炼
采用“双闪”工艺后闪速熔炼的操作相对采用转炉吹炼时的熔炼操作有很大的变化,因为闪速熔炼炉要处理大量吹炼炉的渣,还要产出品位高达68%以上的铜锍,所以对熔炼的要求很高。
当精矿含杂质高时,熔炼需要脱除的杂质量大,生产和控制会变得非常困难。
在一般的闪速熔炼过程中,Zn主要在熔炼工序脱除,脱除率约70%,其中部分以金属Zn的形式挥发进入烟气。
当铜锍品位提高到70%时,熔炼氧化气氛增加,ZnS大部分发生氧化反应,反应生成的ZnO容易形成硅酸盐,所以Zn的挥发减少,进入渣的比例增加。
Pb和Bi在熔炼过程中脱除率较低,约为35%和27%,大部分挥发进入烟气。
在铜锍品位提高
后,Pb和Bi也会大量氧化而进入渣。
对于熔炼过程,杂质进入炉渣是非常有益的,如果大量进入烟尘,不但对锅炉造成粘结,而且杂质随烟尘又返回炉中,造成杂质的循环,进入炉渣后送选矿可使杂质直接开路,但是Pb、Zn、Bi进入熔炼渣后使炉渣的黏度加大,渣含铜增加,排渣困难大,所以需要采取措施降低熔炼炉渣的黏度和渣含铜。
3.2 吹炼
3.2.1 杂质在吹炼过程中的行为
吹炼过程要脱除的杂质主要是Zn、Pb、Bi,这些杂质在吹过程中的主要反应为:
MeS+115O2→MeO+SO2
MeS+O2→Me+SO2
式中Me代表Zn、Pb、Bi等杂质元素。
生成的MeO是强碱性氧化物,容易与溶剂中CaO、SiO2等成分反应进入炉渣,所以吹炼过程必须制造强氧化气氛使这些杂质充分的氧化。
在吹炼过程中MeS如不能被完全氧化,则在沉淀池中一部分硫化物与氧化物发生交互反应生成金属:
MeS+MeO→Me+SO2
生成的Zn、Pb、Bi金属容易挥发,但是在缺少动力学条件,如熔体未搅动的情况下,金属挥发率不高,此时部分杂质金属会夹杂在粗铜中影响粗铜的质量。
另外,经研究,降低炉渣的温度有利于各种杂质进入炉渣。
3.2.2 两种吹炼过程的差异
采用转炉吹炼时可通过炉体上一排风管直接向熔体中鼓入大量空气氧化和搅动,吹炼过程分为造渣期、造铜期,分别控制不同的条件,铅、锌等杂质容易氧化进入渣,这也是转炉吹炼的优点。
采用闪速吹炼与转炉吹炼其反应过程和操作条件是明显不同的,从闪速吹炼的原理看,它属悬浮吹炼工艺,是利用铜锍粒度细（-01047mm）有较大表面积,在强氧化反应气氛（富氧浓度80%以上）下反应可迅速完成。
铜锍从闪速炉顶喷嘴喷入,到落入沉淀池的空中约3秒钟就完成了杂质氧化过程,如果反应条件控制不当杂质未被完全氧化,落入沉淀池后由于不再向沉淀池鼓风,杂质很难继续氧化进入渣。
所以当铜锍杂质高时,闪速吹炼必须控制较强的氧化气氛,适当的降低炉渣的温度,保证铅、锌、铋得到充分的氧化并进入炉渣。
3.3 阳极精炼
闪速吹炼过程无法象转炉操作对粗铜进行过度氧化,产出的粗铜含硫一般在012%～014%,大部分以Cu2S的形式存在,所以阳极精炼工序需脱的硫量大。
由于采用闪速吹炼后,粗铜是从闪速吹炼炉通过流槽连续进入阳极精炼炉的,进料速度慢、时间长,所以阳极精炼可分成两个阶段的氧化期。
前段在进料期依靠粗铜中的氧和Cu2S反应脱硫,主要其化学反应有:
2（Cu2O）+Cu2S=6Cu+SO2
Cu2S+O2=2Cu+SO2
由于进料阶段不鼓入氧化风,化学反应缺少动力学条件而难以进行,所以必须采取措施对熔体进行搅动,此时在炉底设置透气砖鼓入氮气,使熔体产生微循环有非常好的脱硫效果。
第二阶段与一般阳极精炼过程一样,鼓入大量的压缩空气脱硫和其它杂质。
4 试验小结
（1）碱渣作为中和剂中和铟置换后液,铟置换后液中铟沉淀率80%以上、锌沉淀率98%以上;
（2）铟沉淀渣盐酸浸出,铟浸出率95%以上,后液含铟在25g/L左右,此溶液可直接用锌锭置换铟,可减少P204的用量,降低生产成本和提高经济效益;
（3）置换后液经碱渣中和沉铟、沉锌后,铟回收率75%左右,锌回收率98%;
（4）中和沉锌渣经两次水洗涤后,洗涤沉锌渣含氯还高达2%～3%,不能返回系统,只能作为生产氯化锌的原料出售。
5 生产实践情况
该试验运用于生产中,不仅把原堆存的有机相再生碱渣全部使用完,且生产中的各项指标都得到了提高,碱渣作为中和剂使用前后铟回收率分别为49153%和51131%,硫酸单耗700196kg/kg和68615kg/kg,P204单耗014kg/kg和0131kg/kg。
6 结论
有机相再生产生的碱渣作为中和剂中和铟置换后液,不仅可以避免对环境的污染,又可以提高铟回收率。
此工艺解决了碱渣及铟置换后液的两个走向问题,降低了生产成本。
采用此工艺,能有效地利用废渣,使铟生产过程中无废渣产出,最大可能地提高综合经济效益。
四．铅的冶炼方法
1.方法简介
1.1氧化、还原熔炼
例如：
烧结焙烧-鼓风炉还原熔炼法
1.2直接熔炼
闪速熔炼（基夫赛特法）
熔池熔炼底吹方式的水口山法和QSL法，顶吹方式的奥斯麦特法和爱萨法
2工艺流程
水口山法（九华冶炼厂）
2.2
水口山法
水口山炼铅法是我国自行开发的一种氧气底吹直接炼铅法。
在20世纪80年代，水口山第三冶炼厂在规模为Φ2234mm×
7980mm的氧化反应炉进行半工业试验成功后，扩大推广应用到河南豫光金铅公司和安徽池州两家铅厂生产，从而形成了氧气底吹熔炼-鼓风炉还原铅氧化渣的炼铅新工艺。
生产实践证明，对于我国目前生产上采用的烧结-鼓风炉炼铅老工艺改造，水口山法是一项污染少、投资省、见效快的可取方案。
$]6T3p"
|!
q（Y1P氧气底吹熔炼一次成铅率与铅精矿品位有关，品位越高，一次粗铅产出率越高，为适应下一步鼓风炉还原要求，铅氧化渣含应在40%左右，略低于传统法炼铅原烧结块含铅率，相应地，一次粗铅产出率一般为35%～40%，粗铅含S<
0.2%。
-N"
]（}2s）A在氧气底吹熔炼过程中，为减少PbS的挥发，并产出含S、As低的粗铅，需要控制铅氧化渣的熔点不高于1000℃，CaO/SiO2比（0.7～0.8）有利于降低鼓风炉渣含铅。
考虑以两个因素，铅氧化渣中CaO/SiO2比控制在0.6～0.7之间为宜。
和烧结块相比，擗氧化渣孔隙率较低，同时，由于是熟料，其熔化速度较烧结块要快，熔渣在鼓风炉焦区的停留时间短，从而增加了鼓风炉还原工艺的难度。
但是，生产实践证明，采用鼓风炉处理铅氧化渣在工艺上是可行的，鼓风炉渣含Pb可控制在4%以内。
通过炉型的改进、渣型的调整、适应控制单位时间物料处理量等措施，渣含Pb可望进一步降低。
另外，尽管现有指标较烧结-鼓风炉工艺渣含Pb量1.5%～2%的指标稍高，但由于新工艺鼓风炉渣量仅为传统工艺鼓风炉渣量的50%～60%，因而，鼓风炉熔炼铅的损失基本不增加。
在技改过程中，利用原有的鼓风炉作适当改进即可，这样，可以节省基建投资。
该工艺的一个重要组成部分是氧气站，目前，国内工业纯氧的制备技术有两种，一种为传统的深冷法，一种为变压吸附法。
前者生产能力大，氧气纯度高，但成本高，氧气单位电耗一般为0.6～0.7kWh/Nm3；
后者投资省，成本低，氧气单位电耗低于0.45kWh/Nm3。
国产1500m3/h的吸附制氧设备已研制成功，其氧气纯度达93%以上。
对于1×
104t/a规模的炼铅厂，氧气需要量一般为700～800m3/h。
采用变压吸附法制氧完全能满足中型炼铅厂技改需要。
水口山法氧气底吹熔炼取代传统烧结工艺后，不仅解决了SO2烟气及铅烟尘的污染问题，还取得了如下效益：
（f+`/r+c（X1}$i7O9g
（1）由于熔炼炉出炉烟气SO2浓度在12%以上，对制酸非常有利，硫的总回收率可达95%。
（2）熔炼炉出炉烟气温度高达1000～1100℃，可利用余热锅炉或汽化冷却器回收余热。
4D&
n;
`-M（@%\.P$a%]$k/B（3）采用氧气底吹熔炼，原料中Pb、S含量的上限不受限制，不需要添加返料，简化了流程，且取消了破碎设备，从而降低了工艺电耗。
（4）由于减少了工艺环节，提高了Pb及其他有价金属的回收率，氧气底吹熔炼车间Pb的机械损失<
0.5%。
"
K%V&
]"
z&
@+b4@水口山炼铅法是我国自行开发的一种氧气底吹直接炼铅法。
%S9k&
W（]-B+n/t）z#o.M-i铅精矿的氧化熔炼是在一个水平回转式熔炼炉中进行，该底吹炉结构与QSL炉氧化段类似。
/L&
L%};
[0r/k&
V9n8A氧气底吹熔炼一次成铅率与铅精矿品位有关，品位越高，一次粗铅产出率越高，为适应下一步鼓风炉还原要求，铅氧化渣含应在40%左右，略低于传统法炼铅原烧结块含铅率，相应地，一次粗铅产出率一般为35%～40%，粗铅含S<
+P!
h!
m%I%s&
?
在氧气底吹熔炼过程中，为减少PbS的挥发，并产出含S、As低的粗铅，需要控制铅氧化渣的熔点不高于1000℃，CaO/SiO2比（0.7～0.8）有利于降低鼓风炉渣含铅。
#]4_-f3|2p7R1m!
B!
b和烧结块相比，铅氧化渣孔隙率较低，同时，由于是熟料，其熔化速度较烧结块要快，熔渣在鼓风炉焦区的停留时间短，从而增加了鼓风炉还原工艺的难度。
5T8N7b8K'
d）q"
A+{&
m'
j2z该工艺的一个重要组成部分是氧气站，目前，国内工业纯氧的制备技术有两种，一种为传统的深冷法，一种为变压吸附法。
（1）由于熔炼炉出炉烟气SO2浓度在12%以上，对制酸非常有利，硫的总回收率可达95%。
!
a"
|9e1I9E1x）Y;
d（P（3）采用氧气底吹熔炼，原料中Pb、S含量的上限不受限制，不需要添加返料，简化了流程，且取消了破碎设备，从而降低了工艺电耗。
Z0a+U!
A*u+P）n%~（4）由于减少了工艺环节，提高了Pb及其他有价金属的回收率，氧气底吹熔炼车间Pb的机械损失<
4.4.2.1水口山法（SKS法）
/}#s）^'
D
V（U/G水口山法是原水口山矿务局与国内有关科研、设计单位，于八十年代后期研究开发的氧气底吹直接炼铅工艺。
成功开发具有自主知识产权的氧气底吹熔炼——鼓风炉还原炼铅新工艺同时成功地将自主研发的“富氧渣鼓风炉熔炼技术”和“鼓风炉强化喷粉熔炼技术”有效整合，形成了世界上首次将艾萨炉应用于铅冶炼的先进技术。
*x'
M）H0g）[&
已建成投产的有济源冶炼厂和池州冶炼厂
6~9[+@
U,c-`目前水口山矿务局也建成投产了一套80kt/a粗铅的铅厂，采用SKS炉+鼓风炉+烟化炉流程。
1a%C&
f-w;
O1T6i4d$n上世纪八十年代以前，世界上所有铅冶炼均采用烧结—鼓风炉熔炼工艺，低浓度SO2烟气及烧结破碎返粉铅尘污染十分严重，我国铅厂工人每年都要进行休假排铅，并且严重影响铅厂周围儿童智力发育。
各国都在开展铅冶炼新工艺的研究，以治理铅冶炼污染问题。
#T2x"
S.w#B:
S9}我国在1985年由国家计委、国家科委立项，把治理铅冶炼污染列为重点科研攻关项目。
确定在沈阳冶炼厂开展湿法炼铅扩大试验和在水口山矿务局开展氧气底吹氧化—电炉还原熔炼扩大试验研究。
湿法炼铅扩试工艺流程拉通，但因经济不合理而被否定。
6q/u;
B,s（B:
a:
`*F-l在水口山经二年多试验，氧气底吹氧化工艺扩试取得阶段性成果。
电炉还原熔炼扩试因粉煤制备装置简陋及试验经费欠缺等原因未获成果。
SKS法创新点:
3H"
F&
S&
A0v#h
k/q1.工艺流程创新
;
O4u
升级会员 