[科普中国]-电炉炼铜

电炉炼铜(Electric furnace smelting of copper)是指含铜炉料在电炉内熔炼成铜锍的铜熔炼方法。铜精矿经过炼前准备，配入熔剂，加入矿热电炉中，在电热作用下熔化，在熔池内完成各种化学反应，生成铜锍和炉渣等产物。

简介电炉炼铜(Electric furnace smelting of copper)是指含铜炉料在电炉内熔炼成铜锍的铜熔炼方法。铜精矿经过炼前准备，配入熔剂，加入矿热电炉中，在电热作用下熔化，在熔池内完成各种化学反应，生成铜锍和炉渣等产物。

电炉炼铜具有烟量小、烟气温度低、热损失小、热利用率高和利于处理难熔炉料的特点，但也存在脱硫率低、烟气的SO2浓度低、耗电多、生产成本高等问题，因而只适用于水电资源丰富、电价低或处理难熔原料的场合。尽管炼铜电炉在电极孔密封，电极升降和电气制度控制的白动化等方面有较大改进，但在能耗和烟气中SO2的回收上不如闪速炼铜和属于熔池熔炼的白银炼铜法等，因而限制了它的应用1。

基本原理往插入熔池渣层的电极通电后，一部分电能以微弧放电的形式转变为热能，另一部分靠炉渣本身的电阻作用也转变为热能。这些热能将电极周围的炉渣过热到较高温度，由于熔池内熔体温度不均而形成熔体的密度差。使炉渣产生对流运动。过热炉渣在运动中遇到浮于渣面的固体护料后、使其熔化并发生一系列化学反应，生成铜锍、炉渣和烟气2。

炼铜矿热电炉炼铜矿热电炉是一种用电加热的长方形或圆形膛式炉，三根或六根电极从炉顶插入熔池，最大的炼铜矿热电炉为51000kVA2。

工艺以硫化铜精矿为原料的电炉炼铜包括铜炉料炼前准备和熔炼两个阶段。当湿精矿直接入电炉时，水分遇热急剧然发容易引起翻料而造成断电极等事故，因此入炉物料需经干燥。当熔炼含硫高、含铜低的精矿时，由于电炉内氧化气氛不强，脱硫率低，产出的铜锍品位也低，从而增加铜锍吹炼的负荷，因此需经过半氧化焙烧，预先脱除一部分硫，以提高铜锍的品位。为了增加炉料的透气性，铜精矿可经制粒入炉。如中国云南冶炼厂将铜精矿和烟灰混合制粒，在隧道窑中干燥后加入电炉，强化了熔炼过程。

电炉的电气制度是电炉炼铜最重要的控制条件。在熔炼过程中通过控制电炉变压器的输出功率(或负载功率)、电压和电流等参数，达到电能单耗最小而生产能力最大的最佳电气制度。电炉的电压取决于电炉的特性、炉渣的化学成分、炉子功率和电极的插入深度。炼铜电炉的电压为150-500V。电炉炼铜最重要的技术经济指标是电能消耗。炉料的化学组成、备料方法、电炉功率大小和电气制度等均影响电能消耗。降低炉料中难熔成分的含量、热料入炉等有利于降低电能消耗3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学