图 1-0：硫化物与氧反应的ΔGθ－T 关系

吹炼第一期铜锍中的 FeS 不断氧化造渣减少，从而铜锍中 Cu2S 的浓度便会 逐渐上升，Cu2S 氧化的趋势进一步增大。但是，只要冰铜中含有 FeS 就会把 Cu2O 转变为 Cu2S。因此在吹炼第一期只要 FeS 还未氧化完，铜锍中就会残留 Cu2S。 只有等到 FeS 氧化造渣完全，才能进行第二期的 Cu2S 氧化。

因此冰铜吹炼第一期发生的化学反应是：

2FeS+3O2====2FeO+2SO2+935。484KJ （1-1）

2FeO+SiO2====2FeO。SiO2+92。796KJ （1-2）

江苏科技大学本科3毕业设计（论文）

在吹炼过程中，当铜锍中的 Fe 含量小于 1%时，此时 FeS 几乎全部被氧化，

Cu2S 才会被氧化进入吹炼第二期。 吹炼第二期发生的化学反应式有：

Cu2S+1。5O2====Cu2O+SO2 （1-3）

Cu2S+2Cu2O====6Cu+S02 （1-4）

总反应方程式为：

Cu2S+O2=====2Cu+SO2 （1-5）

吹 炼 第 二 期 刚 开 始 时 ， 金 属 铜 相 并 不 会 立 即 出 现 ， 造 铜 期 可 以 用

Cu-Cu2S-Cu2O 体系状态图来说明。

1。3 冰铜吹炼的过程

冰铜吹炼过程通常分为两个周期【3】： 吹炼的第一周期即为造渣期，在这一周期冰铜中的 FeS 与空气中的氧气发生

氧化反应，生成 FeO 和 SO2 气体；而冰铜中的 Fe0 与加入炉内的石英熔剂发生 造渣反应，生成炉渣，冰铜逐渐被铜富集。冰铜和炉渣由于密度不同及相互溶解 度有限，在转炉停风时分层，炉渣定期倒出。第一阶段进行到得到含铜 75%以上 和含铁千分之几的富冰铜为止。其产物是白冰铜、炉渣、炉气和烟尘。这一阶段 以生成大量炉渣为特征，故又叫造渣期。

第二阶段中，白冰铜继续吹炼至获得粗铜，不需加入熔剂。这一阶段中， Cu2S 氧化成 Cu0，并与未氧化的 Cu2S 相互反应生成金属铜和 S02，直至与铜结 合的硫全部除去为止。这一阶段以不生成或生成极少量炉渣为特征，故又叫造粗 铜期。论文网

通过这可以看出，冰铜转炉吹炼过程包含复杂的化学反应和物理变化，这 些过程是在熔池内进行的。其主要过程包括：

①原料的物理化学变化。

②气体、炉料和产物的运动。

③热交换。 在冰铜转炉吹炼过程中，发生的绝大部分是放热反应，释放的热量可使冰铜

的温度达到 1200℃的高温，在这种情况下，冰铜不需要外部热源即可自热熔炼。 另外，为防止炉衬耐火材料因过度受热而缩短转炉寿命，需向炉内加入适量冷料 来调节炉内温度。品位较高的铜锍仅用空气吹炼时，反应放出的热量不足以使冰 铜吹炼自发进行。由于富氧鼓风可以使吹炼反应剧烈进行，放出大量的热，弥补 热量的不足。而且富氧吹炼可以减少吹炼时间，投入产出比大大提高。

冰铜转炉吹炼是周期性作业，包括循环的三个操作过程，即倒入铜锍、吹炼 和倒出吹炼产物。吹炼时会损失大量热量；冰铜吹炼的产物烟气，其数量与成分 波动较大时不满足硫酸稳定生产的条件，这时硫的回收利用率较低，这些问题急 需解决。

1。4 冰铜吹炼的实践

铜锍的吹炼设备有卧式侧吹转炉，诺兰达连续吹炼转炉，澳斯麦特炉，三菱 法连续吹炼炉，反射炉式连吹炉，闪速吹炼炉等。下面将主要介绍四种冰铜吹炼 转炉。

1。4。1 卧式侧吹转炉（又称 P－S 或皮尔斯－史密斯转炉）