轉(zhuǎn)爐黏渣的原因及處理措施有哪些?
答：轉(zhuǎn)爐黏渣的原因與現(xiàn)象：
(1)渣過吹。冰銅造渣吹煉到終點(diǎn)(白冰銅中殘留的FeS含量約為1.0%~2.0%時),而未及時放渣，造成大量的磁性氧化鐵生成，并且渣層溫度降低，導(dǎo)致渣發(fā)黏，流動性變差。過吹渣冷卻后呈灰白色，噴出時正常渣呈圓而空的顆粒。
(2)石英熔劑加入過多。增加SiO?的量，會使渣黏度增大。釬棒黏結(jié)粗糙，且熔體表面有游離石英呈棉絮狀，噴出時，渣成團(tuán)狀。
(3)冷料加入過多。冷料加入過多，會使?fàn)t體熔體溫度偏低，渣黏性升高，爐前取樣板黏結(jié)厚。特別是冷料塊度大，會造成不能及時地熔化并參與反應(yīng)，致使排渣困難。
(4)石英熔劑晚加或少加。石英熔劑晚加或少加會使一部分FeS氧化成Fe?O?,進(jìn)而形成大量Fe?O?,渣黏度增大，易結(jié)殼，嚴(yán)重時有大量磁鐵產(chǎn)生使釬樣帶刺，渣量少。
(5)冰銅帶渣或底渣量大，而且冷料量未調(diào)整好。
轉(zhuǎn)爐黏渣的處理措施：盡量放出渣來，并根據(jù)黏渣原因，追加適量的熱冰銅，調(diào)整石英熔劑量和冷料量，適當(dāng)?shù)乜s短吹煉時間。
轉(zhuǎn)爐吹煉噴爐的原因及處理措施有哪些?
答：(1)因磁鐵渣引起的噴爐事故。原因：由于在造渣時投入的石英熔劑量不足，致使部分FeO無法與SiO?造渣，而繼續(xù)氧化成Fe?O?生成磁鐵渣。這種磁鐵渣密度大黏度高且流動性差，使鼓入爐內(nèi)的氣體不易穿透熔體表面渣層，鼓入的氣體在熔體內(nèi)越積越多，當(dāng)氣壓大大超過上層熔體的靜壓時，就會引起噴爐事故。
處理措施：追加半包或一包熱冰銅，并加入足夠量的石英熔劑后繼續(xù)進(jìn)行吹煉作業(yè)，使磁鐵還原造渣。反應(yīng)為：
3Fe3O?+FeS+5SiO2= 5(2FeO·SiO?)+SO? (3-10)
(2)轉(zhuǎn)爐渣過吹引起噴爐事故。原因：主要是由于放渣不及時而造成渣過氧化，渣溫降低，黏度增大，熔體中的氣體不能順利地排出爐口，最后引起噴爐事故。
處理措施：追加適量的熱冰銅后，稍吹煉一段時間，待轉(zhuǎn)爐爐溫上來后即停風(fēng)放渣，把前面造好的渣放出爐體后，再加適量的石英，繼續(xù)吹煉造渣。
(3)造渣期石英加入過量而引起的噴爐事故。原因：造渣過程中若石英加入過多，會使渣性惡化，渣黏度增大，且易在渣表層形成一層絮狀物(游離態(tài)的石英),致使氣體不易排出，造成噴爐事故。
處理措施：追加熱冰銅繼續(xù)吹煉，改變渣型，造出良性渣。
(4)造銅終點(diǎn)前的噴爐事故。原因：造渣期的渣型不好，未排盡渣就強(qiáng)行進(jìn)入造銅期。當(dāng)接近造銅終點(diǎn)時，熔體中的硫含量不斷減少而使反應(yīng)熱越來越少，這時若熔體表面渣層厚，隨著熔體厚度不斷降低而渣的黏度加大，把大量氣體阻擋在熔體里面，超過一定的限度時便會噴爐。
處理措施：發(fā)現(xiàn)有噴爐跡象時，立即將爐子傾轉(zhuǎn)到0°后用殘極加料機(jī)投入造量的殘極以破壞渣層的凝結(jié)性，排放出積壓的氣體，或用殘極投入油缸把一些木柴推入爐膛，使渣層與木柴攪拌在一起，木柴燃燒產(chǎn)生的CO?和熱量可破壞渣層的凝結(jié)性，此時送風(fēng)量宜稍微降低，且調(diào)整爐子吹煉角度，另外也可停風(fēng)，倒出底渣后，再繼續(xù)吹煉。
(5)冷料直投過多而引起噴爐事故。原因：無論造渣期或造銅期，若冷料一次性投入太多，會引起熔體表面溫度偏低，熔體黏度大，送風(fēng)阻力大，往往夾帶著熔體呈團(tuán)塊狀噴出爐口。
處理措施：及時修正冷料加入量，適當(dāng)?shù)亟档退惋L(fēng)量，加大用氧量，調(diào)整爐子的送風(fēng)角度，以盡快促使熔體溫度回升，待正常后可恢復(fù)以前的作業(yè)狀況。
如何判斷出銅時間?
答：(1)火焰顏色。造銅期末期，硫和其他金屬雜質(zhì)含量已經(jīng)達(dá)到一個較低的水平，放出的熱量也降低，爐溫明顯下降，火焰顏色由乳白色轉(zhuǎn)為紅褐色，表明出銅時間到了。
(2)火花。從爐口噴出物顆粒較大，在外面開花，通常稱為火花。當(dāng)爐口冒出的火花消失時，即可出銅。
(3)爐前取樣。從爐口用小鐵勺取樣，倒在干凈的鐵板上，觀察銅水凝結(jié)情況。當(dāng)凝固的試樣呈玫瑰紅色，可以出銅。
4)爐后判斷?？斓匠鲢~時，將從爐后插入風(fēng)口的鐵釬取出，若鐵釬上覆蓋的銅光滑平整，沒有隆起，冷卻后呈玫瑰紅色并有金屬光澤，表明可以出銅。
造銅期吹煉終點(diǎn)自動判斷的機(jī)理是什么?
答：轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)判斷主要通過實時采集并在線分析煙氣中二氧化硫、氧以及其他元素含量(銅、鉛、鋅等金屬元素),傳送到吹煉終點(diǎn)判斷軟件系統(tǒng)中，并結(jié)合原有DCS系統(tǒng)中的鍋爐負(fù)壓、鍋爐溫度、轉(zhuǎn)爐送風(fēng)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐造銅期吹煉終點(diǎn)自動判斷。
粗銅過吹時的特征、原因及其處理措施有哪些?
答：粗銅過吹時的特征：煙氣消失，火焰暗紅色，搖擺不定，爐后取樣的黏結(jié)物表面粗糙無光澤，呈灰褐色，組織松散，冷卻后易敲打掉。
出現(xiàn)粗銅過吹原因有：(1)對造銅終點(diǎn)判斷失誤所致;(2)因爐體傾轉(zhuǎn)系統(tǒng)故障造成造銅終點(diǎn)已到，但不能及時停風(fēng)所致。
處理措施：(1)采用高品位固鈹(最好采用固態(tài)白冰銅)進(jìn)行還原反應(yīng)，根據(jù)"過吹"的程度來確定固鈹?shù)闹蓖读? (2)采用追加熱冰銅的辦法。視“過吹”的程度確定冰銅加入量，若加入的熱冰銅過多還原過頭時，可繼續(xù)進(jìn)行送風(fēng)吹煉，直到造銅終點(diǎn)。
轉(zhuǎn)爐渣的成分及處理方式有哪些?
答：轉(zhuǎn)爐渣含銅量較高，通常為2%~4.5%,轉(zhuǎn)爐渣中銅大都以硫化礦物形態(tài)存在，少量以氧化物和金屬銅形態(tài)存在(見表3-6)。轉(zhuǎn)爐渣中的銅必須加以回收，目前主要有兩種回收方式：一種是將轉(zhuǎn)爐渣緩慢冷卻、破碎、磨細(xì)、浮選，產(chǎn)出渣精礦，然后將其返回到熔煉的配料系統(tǒng);另一種是根據(jù)熔煉方法的不同，將轉(zhuǎn)爐渣以液體或固體狀態(tài)直接加入熔煉爐內(nèi)。
白煙塵特性及處理現(xiàn)狀是怎樣的?
答：白煙塵是銅冶煉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體副產(chǎn)物，收集于轉(zhuǎn)爐工序的電除塵室，其中含有Cu、Zn、Pb、Au、Ag、Bi等有價元素，極具經(jīng)濟(jì)價值。同時白煙塵中還含有較高含量的砷，砷主要以As?O?、As?S?的形式存在，屬于可溶性砷，對周邊環(huán)境存在潛在的威脅。
現(xiàn)階段，綜合利用白煙塵的工藝技術(shù)并不完備，部分國內(nèi)銅冶煉企業(yè)多將煙灰直接返回熔煉系統(tǒng)處理降低白煙塵中有價元素含量。白煙塵返回銅熔煉系統(tǒng)后，不僅降低熔煉爐處理能力、惡化爐況，同時爐料中有害成分增多，有害雜質(zhì)的累積會直接影響產(chǎn)品(電銅)的質(zhì)量。此外，學(xué)術(shù)界開展了焙燒、水浸、酸浸、堿浸等方法脫砷除雜，萃取電積回收Cu、Zn,還原精煉Pb、Bi合金的處理方式。
如何提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率?
答：轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率是指每爐每日產(chǎn)粗銅量。在轉(zhuǎn)爐尺寸和冰銅品位一定的情況下，通過增大風(fēng)壓，加大鼓風(fēng)量，減少管道漏風(fēng);縮短停爐作業(yè)時間;遵守均衡的溫度制度，可以提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率。
粗銅的主要成分有哪些?
答：粗銅是冰銅吹煉的主要產(chǎn)物，含銅98.5%～99.0%,另外還有少量的雜質(zhì)元素如鐵、硫、氧、鎳、砷、銻、鉍、硒、碲及貴金屬元素。粗銅主要成分見表3-7。
粗銅火法精煉的目的是什么?
答：粗銅火法精煉的目的是除去粗銅中的雜質(zhì)，并為電解精煉提供優(yōu)質(zhì)的銅陽極。在精煉爐中將固體粗銅熔化或直接加入粗銅熔體，鼓入空氣，使熔體中與氧親和力較大的雜質(zhì)發(fā)生氧化，以氧化物的形態(tài)形成爐渣或者揮發(fā)進(jìn)入爐氣而除去，殘留在銅中的氧經(jīng)還原除去后，澆鑄成電解精煉用的陽極板。
銅火法精煉由哪幾個過程組成?
答：粗銅火法精煉是周期性作業(yè)，反應(yīng)過程多在反射爐或者回轉(zhuǎn)精煉爐內(nèi)進(jìn)行。按照該反應(yīng)過程的物理化學(xué)變化特點(diǎn)和操作程序，每個作業(yè)周期基本包括熔化、氧化、還原和澆鑄四個階段。其中氧化和還原為主要階段。當(dāng)物料為液態(tài)粗銅時，熔化期可以省略。
氧化精煉的原理是什么?
答：氧化精煉的基本原理在于銅中多數(shù)雜質(zhì)對氧的親和力都大于銅對氧的親和力，且雜質(zhì)的氧化物在銅水中溶解度很小。在空氣鼓入銅熔體中，雜質(zhì)便優(yōu)先氧化除去。銅中有害雜質(zhì)除去的程度主要取決于氧化過程進(jìn)行的程度。
氧化精煉中雜質(zhì)如何分類?
答：按照氧化除去的難易程度，可將雜質(zhì)分為3類：
(1)鐵、鈷、鋅、錫、鉛、硫是易被氧化除去的雜質(zhì)。它們對氧的親和力比較大，并且能形成穩(wěn)定的氧化物進(jìn)入渣或煙氣中而除去。
(2)鎳、砷、銻是難以除去的雜質(zhì)。鎳在氧化期緩慢氧化，易與存在的少量砷銻以及銅形成鎳云母，導(dǎo)致鎳、砷、銻難以除去。
(3)金、銀、硒、碲、鉍等是不能或很少被除去的雜質(zhì)。金、銀等貴金屬氧化精煉時不會氧化;硒碲只有少量被氧化進(jìn)入爐氣中，大部分留在銅中;鉍對氧的親和力和銅相差不大，在精煉時較少除去。
雜質(zhì)被除去的程度與哪些因素有關(guān)?
答：雜質(zhì)被除去的程度與雜質(zhì)在銅中的濃度和對氧的親和力、雜質(zhì)氧化后所生成的氧化物在銅中的溶解度、雜質(zhì)及其氧化物的揮發(fā)性和雜質(zhì)氧化物的造渣性有關(guān)。雜質(zhì)及其氧化物在銅中的溶解度越大，該雜質(zhì)越難除去;雜質(zhì)對氧親和力越小，越難除去。
回轉(zhuǎn)式精煉爐有什么特點(diǎn)?
答：回轉(zhuǎn)式精煉爐的特點(diǎn)有：爐體結(jié)構(gòu)簡單，自動化、機(jī)械化程度較高;爐體容量大，處理量大;密閉性好，爐體熱損失小;污染小，有利于環(huán)境保護(hù);熔池較深，受熱面積小，化料慢，不宜處理冷料。
什么叫稀氧燃燒，有什么優(yōu)勢?
答：稀氧燃燒技術(shù)是純氧助燃燃燒的一種，其主要原理為：以純氧為助燃介質(zhì)進(jìn)行助燃，燃料和氧氣通過不同噴嘴高速射入爐膛，高速射流卷吸爐膛內(nèi)的煙氣，燃料和氧氣被迅速稀釋，在爐膛形成一種漫射的、火焰分布一致的燃燒加熱體系。
稀氧燃燒技術(shù)的優(yōu)勢有：(1)采用純氧助燃，熱效率高，節(jié)約原料，減少排放。相對于傳統(tǒng)的助燃風(fēng)燃燒，純氧燃燒鼓入風(fēng)量大大降低，有效減少陽極爐煙氣體積，降低了煙氣帶走的熱損失，提高燃燒效率，降低燃耗，同時降低了陽極爐排風(fēng)機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷。(2)卷吸爐膛高溫?zé)煔獾南♂屪饔?，燃燒火焰溫度較常規(guī)助燃燃燒低，從而降低耐火爐襯的侵蝕，延長爐體壽命，節(jié)約生產(chǎn)成本。
如何縮短氧化精煉過程的時間?
答：(1)提高熔劑的造渣率，用壓縮風(fēng)將熔劑直接噴入銅熔體中，增加熔劑與雜質(zhì)氧化物的接觸機(jī)會，并且經(jīng)常變化氧化管插入的位置;
(2)控制銅熔體的溫度，一旦出現(xiàn)稀渣，向熔體表面加入石英熔劑，并且及時進(jìn)行扒渣處理。
氧、氫含量對還原精煉各有什么影響?
答：還原精煉中，氧含量過多會使得銅變脆，延展性和導(dǎo)電性能變差。但是在還原過程中熔體中需要保留一部分氧，用來防止H?和SO?溶于銅熔體中，便銅性能變差。
在還原過程中，氫是主要的還原劑之一，可以脫除熔體中溶解的氧，獲得組織致密、延展性能良好的銅。若含氫過多，鑄成的陽極有氣孔，對電解不利。
如何降低銅中的含氫量?
答：為了降低銅中的含氫量，可以采取防止過還原和嚴(yán)格控制鑄錠溫度的方法。過還原時，由于銅水含氧量極少，氫含量劇增，所以要嚴(yán)格控制氧含量，寧可讓熔體中殘留微量的氧;由于氫在銅水中的溶解度隨溫度升高而加大，因此，鑄錠溫度應(yīng)盡可能低，減少氫的溶解度。
還原精煉終點(diǎn)如何判斷?
答：還原的目的是把氧化后殘留在銅水中的Cu?O還原成金屬銅。還原終點(diǎn)的標(biāo)志是試樣斷面呈玫瑰紅色，結(jié)晶致密并具有金屬光澤，試樣薄片柔軟，彎曲不易折斷。還原完畢后，扒去浮渣，用木炭或含硫低的石油焦炭覆蓋，然后進(jìn)行澆鑄。
什么叫帶硫還原，其優(yōu)勢有哪些?
答：無氧化帶硫還原就是指粗銅在不經(jīng)過專門的氧化脫硫操作，直接采用邊攪拌邊還原的方式一步將粗銅精煉為陽極銅的過程，從而縮短反應(yīng)時間，減少還原劑的使用。
帶硫還原的優(yōu)勢：(1)縮短陽極爐作業(yè)時間，提高生產(chǎn)效率，擴(kuò)大產(chǎn)能; (2)降低還原氣體(LPG)的使用量，降低生產(chǎn)成本;(3)由于取消了氧化階段，降低了重油的使用量。
如何降低精煉渣的含銅量?
答：(1)減少精煉渣數(shù)量。處理高品位粗銅時，不必加入熔劑造渣，盡可能地減少渣量。
2)將精煉渣扒干凈。在爐渣處于黏稠狀態(tài)時進(jìn)行扒渣，最好采用鐵柄木耙，在熔池表面扒，盡量避免金屬銅被扒出。
(3)減少精煉渣中Cu?O的含量。向渣層中加入少量還原劑，使渣中過多的Cu?O還原，但渣中雜質(zhì)仍保留在渣中。
4)加入熔劑。向熔池中加入廉價的煉鋼平爐爐渣，利用FeO置換Cu?O,達(dá)到貧化爐渣的目的。
陽極板澆鑄有哪兩種方式，各有什么特點(diǎn)?
答：一般澆鑄用圓盤型或者直線型澆鑄機(jī)進(jìn)行澆鑄。圓盤澆鑄機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易，機(jī)械損壞率小，應(yīng)用廣泛。直線澆鑄機(jī)占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，但是維修麻煩，易出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響陽極質(zhì)量。
澆鑄陽極板對熔體溫度有什么要求?
答：澆鑄溫度是獲得優(yōu)質(zhì)陽極板的重要因素。若銅熔體溫度過高，容易增加氣體在熔體中的溶解度，在冷凝時易產(chǎn)生氣孔;陽極表面不致密，影響澆鑄速度;也會使鑄模涂料變質(zhì)，產(chǎn)生粘板現(xiàn)象。若熔體溫度較低，流動性不好，影響澆鑄質(zhì)量。熔體溫度一般控制在1100℃左右。
鑄模的種類及其優(yōu)缺點(diǎn)是什么?
答：目前，陽極板澆鑄的模具主要有銅模和鋼模兩種，其優(yōu)缺點(diǎn)比較見表3-8。
澆鑄陽極板對鑄模溫度有什么要求?
答：鑄模溫度過高，容易導(dǎo)致涂料變質(zhì)，引起粘板;鑄模溫度過低，涂料不易干燥，陽極板易產(chǎn)生氣孔，所以鑄模溫度一般控制在120~140℃。
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