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北京科技大学远程与成人教育学院毕业设计(论文)

电炉在铜冶炼当中的作用

摘要

铜是常见的有色金属,其以自身的优良性能,被广泛使用着,是到目前为止,最早被人类开发利用的金属材料之一。现如今,铜的冶炼都是在富氧条件下生产的,这样的优点是高效而且适用性强,而且四高的现象越来越普遍——高生产能力,高铜锍品味,高富养浓度以及高热强度,而其缺点就是渣含铜较高。渣含铜的升高,直接导致了铜的损失,影响了铜的直收率。渣含铜每升高0.01%,对于我厂的经济损失高达数百万美元。所以炉渣贫化工序变得异常重要。贫化电炉应运而生。贫化电炉的产生,极大的减少了渣中铜的损失。 本文结合我厂的实际情况,详细讲述了我厂电炉的生产情况和操作方面的注意事项。并且深入的研究了影响渣含铜的一些相关因素,总结了我厂贫化电炉在降低渣含铜方面采取的措施。

关键字:渣含铜;电极;除尘;铜损失;

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ABSTRACT

Copper is a common non-ferrous metal, its excellent performance, is widely used, is by far the first to be developed by the use of metal materials. Today, copper smelting is produced under oxygen-enriched conditions, with the advantage of being highly efficient and highly adaptable, and four-high phenomena are becoming more common - high production capacity, high copper matte taste, high nutrient concentrations and High heat intensity, and its shortcomings is high copper slag. The increase of copper content in slag directly leads to the loss of copper, which affects the direct yield of copper. Slag copper per 0.01% increase, the economic loss of our plant up to millions of dollars. So that the slag dilution step becomes extremely important. Dilution furnace came into being. Dilution of the furnace, greatly reducing the loss of copper in the slag.

In this paper, combined with the actual situation of our plant, I described in detail the production of electric furnace and operating aspects of the note. And some related factors influencing the copper content in the slag are studied deeply. The measures taken to reduce the copper content in the slag furnace are summarized. Key words: slag copper; electrode; dust removal; copper loss;

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第一章:绪论

人类使用铜及其合金已有数千年历史。古罗马时期铜的主要开采地是塞浦路斯,因此最初得名cyprium(意为塞浦路斯的金属),后来变为cuprum,这是其英语(copper)、法语(cuivre)和德语(Kupfer)的来源。

铜是人类最早使用的金属之一。早在史前时代,人们就开始采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、式具和其他器皿,铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。

中国使用铜的历史年代久远。大约在六、七千年以前中国人的祖先就发现并开始使用铜。1973年陕西临潼姜 寨遗址曾出土一件半圆型残铜片,经鉴定为黄铜。1975年甘肃东乡林家马家窑文化遗址(约公元前3000左右)出土一件青铜刀,这是目前在中国发现的最早的青铜器,是中国进入青铜时代的证明。相对西亚、南亚及北非于距今约6500年前先后进入青铜时代而言,中国青铜时代的到来较晚。中国存在一个铜器与石器并用时代,年代距今约为5500~4500年。中国在此基础上发明青铜合金,与世界青铜器发展模式相同。

铜是一种过度元素,化学符号 Cu,英文copper,原子序数29。纯铜是柔软的金属,表面刚切开时为红橙色带金属光泽,单质呈紫红色。延展性好,导热性和导电性高,因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料,也可用作建筑材料,可以组成众多种合金。铜合金机械性能优异,电阻率很低,其中最重要的数青铜和黄铜。此外,铜也是耐用的金属,可以多次回收而无损其机械性能。

二价铜盐是最常见的铜化合物,常呈蓝色或绿色,是蓝铜矿和绿松石等矿物颜色的来源,历史上曾广泛用作颜料。铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿(碱式碳酸铜)。装饰艺术主要使用金属铜和含铜的颜料。

铜是人类最早使用的金属之一。早在史前时代,人们就开始采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、式具和其他器皿,铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。铜是一种存在于地壳和海洋中的金属。铜在地壳中的含量约为0.01%,在个别铜矿床中,铜的含量可以达到3%~5%。自然界中的铜,多数以化合物即铜矿石存在。

1.1铜的基本性质

1.1.1铜的物理性质

铜呈紫红色光泽的金属,密度8.92克/立方厘米。熔点1083.4±0.2℃,沸点2567℃。有很好的延展性。导热和导电性能较好。

磁性:抗磁性

晶体类型:面立方结构 电阻率:1.75310-8Ω2m

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声速:(室温)3810(m/s) 杨氏模量:110-128 GPa 前切莫量:48 GPa 泊松比:0.34 莫氏硬度:3.0

维氏硬度:343–369 MPa 布氏硬度:235–878 MPa 固态密度 8.960 g/cm3 熔融液态密度 8.920 g/cm3 比热容:24.440 J/(mol2K) 汽化热:300.4kJ/mol 融化热:13.26kJ/mol 热导率:401 W/m.K

膨胀系数:(25 °C)16.5 μm/m2K

化合价通常为+2,也有+1(3价铜仅在少数不稳定的化合物中出现) 在地壳中的含量(ppm):50 在太阳中的含量(ppm):0.7 电离能:7.726电子伏特 焰色为:绿色

1.1.2 铜的化学性质

原子大小与结构 电子层:K-L-M-N

电子层分布:2-8-18-1

电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1 原子半径:186pm 范德华半径:140pm 与氧气的反应

铜是不太活泼的重金属,在常温下不与干燥空气中的氧化合,加热时能产生黑色的氧化铜:

如果继续在很高温度下燃烧,就生成红色的Cu2O:

与空气的反应(与O2、H2O、CO2反应)

在潮湿的空气中放久后,铜表面会慢慢生成一层铜绿(碱式碳酸铜),铜绿可防止金属进一步腐蚀,其组成是可变的。

或:

与卤素的反应

铜可与卤素单质气体在加热条件下化合。