熔煉主要是造锍熔煉，其目的是使銅精礦或焙燒礦中的部分鐵氧化，并與脈石、熔劑等造渣除去，產出含銅較高的冰銅（xCu2S·yFeS）。冰銅中銅、鐵、硫的總量常占80%～90%，爐料中的貴金屬，幾乎全部進入冰銅。
造锍熔煉的傳統設備為鼓風爐、反射爐、電爐等，新建的現代化大型煉銅廠多采用閃速爐。鼓風爐熔煉 鼓風爐是豎式爐，小國很早就用它直接煉銅。傳統的方法為燒結塊鼓風爐熔煉。硫化銅精礦先經燒結焙燒脫去部分硫，制成燒結塊，與熔劑、焦炭等按批料呈層狀加入爐內，熔煉產出冰銅和棄渣，此法煙氣含SO2低，不易經濟地回收硫。為消除煙害，回收精礦中的硫，20世紀50年代，發展了精礦鼓風爐熔煉法，即將硫化銅精礦混捏成膏狀，再配以部分塊料、熔劑、焦炭等分批從爐頂中心加料口加入爐內，形成料封，減少漏氣，提高SO2濃度。混捏料在爐內經熱煙氣干燥、焙燒形成燒結料柱，塊狀物料也呈柱狀環繞在燒結料柱的周圍，以保持透氣性，使熔煉作業正常進行。
冰銅含銅量取決于精礦品位和焙燒熔煉過程的脫硫率，世界冰銅品位一般含銅40%～55%。生產高品位冰銅，可更多地利用硫化物反應熱，還可縮短下一工序的吹煉時間。熔煉爐渣含銅與冰銅品位有關，棄渣含銅一般在0.4%～0.5%。熔煉過程主要反應為：
2CuFeS2→Cu2S+2FeS+S
Cu2O+FeS→Cu2S+FeO
2FeS+3O2+SiO2→2FeO·SiO2+2SO2
2FeO+SiO2→2FeO·SiO2
反射爐為長方形，用優質耐火材料砌筑。燃燒器設在爐頭部，煙氣從爐尾排出，爐料由爐頂或側墻上部加入，冰銅從側墻底部的冰銅口放出，爐渣從側墻或端墻下的放渣口排出。爐頭溫度1500℃～1550℃，爐尾溫度1250℃～1300℃，出爐煙氣1200℃左右。熔煉焙燒礦時，燃料率10%～15%，床能率3～6t／(m2·日)。銅精礦直接入爐，燃料率16%～25%，床能率為2～4t/(m2·日)，稱生精礦熔煉。
反射爐熔煉 適于處理浮選的粉狀精礦反射爐熔煉過程脫硫率低，僅20％～30％，適于處理含銅品位較高的精礦。如原料含銅低、含硫高，熔煉前要先進行焙燒。反射爐生產規模可大型化，對原料，燃料的適應性強，長期來一直是煉銅的主要設備，70年代時各國都在研究改進反射爐熔煉，有的采用氧氣噴撒裝置將精礦噴入爐內，加強密封，以提高SO2濃度。中國白銀公司第一冶煉廠將銅精礦加到反射爐中的熔體內，鼓風熔煉，提高了熔煉強度，煙氣可用于制取硫酸。至80年代初左右全世界保有的反射爐能力仍居煉銅設備的首位。箱式電爐、但反射爐煙氣量大且含SO2僅1%左右回收非常困難。反射爐的熱效率僅25%～30%，熔煉過程的反應熱利用較少，所需熱量主要靠外加燃料供給。
電爐熔煉 煉銅采用電阻電弧爐即礦熱電爐，對物料的適應性非常廣泛，一般多用于電價低廉的地區和處理含難熔脈石較多的精礦。電爐熔煉的煙氣量較少，若控制適當，煙氣中SO2濃度可達5%左右，有利于硫的回收。
銅熔煉電爐多為長方形，少數為圓形。大型電爐一般長30 m～35m，寬8 m～10m，高4 m～5m，采用六根直徑為1.2 m～1.8m的自焙電極，由三臺單相變壓器供電。電爐視在功率3000～50000千伏安，單位爐床面積功率100kw/m2左右，床能率3～6t/(m2·日)，爐料電耗400～500kw·h/t，電極糊消耗約2～3kg/t。
閃速熔煉是將硫化銅精礦和熔劑的混合料干燥至含水0.3%以下，與熱風（或氧氣、或富氧空氣）混合，噴入爐內迅速氧化和熔化，生成冰銅和爐渣。其優點是電爐熔煉強度高，可較充分地利用硫化物氧化反應熱。降低熔煉過程的能耗。管式爐閃速熔煉可在較大范圍內調節冰銅品位，一般控制在50%左右，這樣對下一步吹煉有利。但爐渣含銅較高，須進一步處理。
煙氣中SO2濃度可超過8%之多。
冰銅吹煉 利用硫化亞鐵比硫化亞銅易于氧化的特點，在臥式轉爐中，往熔融的冰銅中鼓入空氣，使硫化亞鐵氧化成氧化亞鐵，并與加入的石英熔劑造渣除去，同時部分脫除其他雜質，而后繼續鼓風，使硫化亞銅中的硫氧化進入煙氣，得到含銅98%～99%的粗銅，貴金屬也進入粗銅中。
冰銅吹煉是放熱反應，可自熱進行，通常還須加入部分冷料吸收其過剩熱量。吹煉后的爐渣含銅較高，一般為2%～5%，返回熔煉爐或以選礦、箱式電爐貧化等方法處理。吹煉煙氣含SO2濃度較高，一般為8%～12%，可以制酸。吹煉一般用臥式轉爐，間斷操作。表壓約1kgf/cm2的空氣通過沿轉爐長度方向安設的一排風眼鼓入熔體，加料、排渣、出銅和排煙都經過爐體上的爐口。
粗銅精煉分火法精煉和電解精煉火法精煉是利用某些雜質對氧的親和力大于銅，而其氧化物又不溶于銅液等性質，通過氧化造渣或揮發除去。還原過程中用木炭或焦炭覆蓋銅液表面，以防止再氧化。精煉后可鑄成電解精煉所用的銅陽極或銅錠其過程是將液態銅加入精煉爐升溫或固態銅料加入爐內熔化，然后向銅液中鼓風氧化，使雜質揮發、造渣扒出爐渣后，用插入青木或向銅液注入重油、石油氣或氨等方法還原其中的氧化銅。精煉爐渣含銅較高，可返回轉爐處理精煉作業在反射爐或回轉精煉爐內進行。
一個吹煉周期分為兩個階段：第一階段，將FeS氧化成FeO，造渣除去，得到白冰銅（Cu2S）。冶煉溫度1150℃～1250℃。主要反應是：
2FeS＋3O2→2FeO+2SO2
2FeO+SiO2→2FeO·SiO2
冶煉溫度1200℃～1280℃將白冰銅按以下反應吹煉成粗銅：
2Cu2S＋3O2→2Cu2O+2SO2
Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2
首頁 > 新聞資訊 > 技術資訊 > 火法煉銅硫化銅精礦原料為主其傳統設備熔煉原理
