再生銅火法精煉除鐵工藝及熱力學研究.pdf

1、中國是銅消費大國，但生產(chǎn)電解銅用的銅精礦、再生銅有75％依賴進口，這嚴重制約了我國銅工業(yè)的發(fā)展，因此我國廢雜銅的回收、精煉和再利用技術顯得尤為重要。廢雜銅回收利用的難點主要在于對銅熔體雜質元素的調控機理和精煉工藝的研究，目前國內的研究解決了部分雜質的去除問題，更多的是依靠工廠實際的經(jīng)驗作指導，有關合金元素的調控理論急需要更加深入的研究。
　　本文以高含鐵量的廢紫雜銅為原料進行除鐵研究，通過氧化精煉和熔劑法研究了除雜的熱力學過程，探

2、討了熔劑成分、保溫時間、精煉溫度等工藝參數(shù)對熔煉實驗結果的影響規(guī)律，并通過材料檢測手段驗證了除雜反應的進行，最后通過對比軟件模擬計算和實驗數(shù)據(jù)討論了不同熔劑配方的除鐵效果，確定了火法精煉再生銅除鐵最佳工藝參數(shù)。
　?。?）結合 FactSage軟件熱力學計算出了Cu-0.5Fe合金在熔化溫度下銅的活度aCu（1086.725℃）=1.0018，并由吉布斯杜亥姆方程推導出了二元合金中組元Fe的活度系數(shù)的計算公式；計算出了反應式2Fe

3、+2Cu2O+ SiO2=2FeO·SiO2+4Cu的實際反應自由能ΔG1423 K=?2234925 J·mol-1為負，確定了氧化精煉和SiO2除鐵的可行性；計算得出了氧化精煉的溫度為1150℃，以及在該溫度下可以除去鐵的極限濃度為0.0011wt.%。
　?。?）對比了A1、A2、A3、A4四種配方的熔劑的除鐵效果，隨著保溫時間的增加，A1、A2、A3三種配方的除雜效率基本呈線性增長，10 min時鐵的含量迅速下降，然后反應

4、變緩，在30 min時達到0.005%鐵含量的最大除鐵效果。對熔渣進行物相分析證實了SiO2與FeO化合造渣反應的發(fā)生。
　?。?）通過FactSage軟件中Equilib模塊模擬計算了不同熔劑配方對銅熔體除鐵的結果，驗證了1150℃作為氧化精煉除鐵的精煉溫度是可行的，且能達到比較好的除鐵效果。理論計算表明精煉溫度越高，除鐵效果越差。計算結果還驗證了A3配方熔劑的除鐵效率最高，但熔渣中含銅量最高。綜合考慮除雜效果和渣中含銅量，A2