添加剂CaO、Al2O3和Cu2O对铜渣黏度的影响

徐 翔,刘大方,,李 博

(1.云南铜业股份有限公司,云南 昆明650102；2.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南 昆明650093)

0 引言

铜冶炼生产过程中都伴随有炉渣的形成,渣的物化性质对于铜的冶炼生产有着密不可分的关系。黏度是影响渣-铜分离最重要的物理化学特性,黏度的高低直接影响着生产效率和经济效益[1]。在铜的转炉冶炼中,炉渣黏度过高,渣的流动性差,渣-铜难以分离,导致铜以物理夹杂形式赋存于渣中,造成巨大的资源浪费和经济损失。影响铜渣黏度的因素有很多,其中最主要的两个因素是炉渣温度和成分。在铜冶炼生产过程中,炉渣温度相对基本稳定,因此,成分是影响渣黏度的主要因素[2]。

国内外学者对炉渣黏度特性做了大量研究。Lee 等[3]研究了含FeO的炼铁炉渣,发现在低碱度(CaO/SiO2≤1.86)的条件下,添加CaO可促进FeO分解为Fe2+、O2-,导致硅酸盐结构分解,渣黏度降低。Matousek[4]对铜渣还原的还原势和Fe/SiO2比对还原过程的影响做了研究,发现渣中Fe3+向Fe2+的转变需要较低的氧势,但氧势过低容易造成过度还原产生铁单质,因此还原过程氧势应控制在10-9～10-10范围内,渣中SiO2有利于磁性氧化铁的还原。Ducret 和Rankin[5]研究了饱和Fe2O3-SiO2渣系在1 573 k(1 300℃)下的黏度,结果表明,随着SiO2含量的增加,黏度增大。高浓度的SiO2使炉渣熔融聚合,同时炉渣黏度升高。不同研究者对含FeO的硅酸盐熔体所测定的黏度不同,说明实验难度较大。因为炉渣中的FeO 会与坩埚发生反应,使炉渣中的铁离子难以控制,进而影响氧分压。张怀伟等[6]研究了CaO、Fe3O4、Cu2O 组分对FeO-SiO2渣系的黏度和电导率的影响,讨论了黏度表观活化能与电导率的关系。……