废杂铜精炼过程中动态多元多相平衡热力学模型
2015-03-26黄金堤童长仁李明周徐志峰
中国有色金属学报 2015年12期
黄金堤 ,李 静,童长仁,李明周, ,徐志峰
(1. 江西理工大学 建筑与资源工程系,南昌 330013;2. 中南大学 冶金与环境学院,长沙 410083;3. 江西理工大学 冶金与化学工程学院,赣州 341000)
废杂铜具有良好的再生利用特性,相对于传统铜精矿冶炼,废杂铜再生每吨可节能80%~90%,再生铜的循环利用已成为世界铜工业的重要组成部分[1]。GÓMEZ等[2]指出从1966年到 2005年,世界可再生废杂铜可利用量增加了 300%,但再生铜的利用率仅上升了35%,大量的废杂铜仍未能有效利用。中国自2006年起已成为世界最大的铜消费国和生产国[3],近10年来,发达国家再生铜产量占精炼铜产量的比例超过50%,而目前我国只占到30%,“十二五”规划目标指出,我国将加大再生铜比例,争取达到 40%[4]。因此,再生铜的回收利用不仅是目前缓解我国铜资源短缺的主要手段,也是铜冶炼行业节能减排的重要措施。
火法精炼处理的废杂铜占再生铜产量的 80%以上,废杂铜火法精炼的主要工艺有FRHC废杂铜精炼工艺、反射炉工艺、倾动炉工艺、NGL炉工艺、卡尔多炉工艺和ISA/Ausmelt工艺[5-7]。其中,倾动炉具有自动化程度高、节能和安全环保的特点,多用来处理含铜在90%以上的废杂铜,是当前处理高品位废杂铜的主要炉型[6]。
废杂铜精炼过程是一个高温、多元、多相的复杂反应过程,传统实验检测手段难以研究其物理化学过程。目前借助计算机模拟技术[8],使用多相平衡计算模型对高温冶炼过程进行的热力学研究,主要集中在铜、铅的硫化精矿的熔炼过程[9-12],而对于废杂铜的多元多相平衡研究未见报道。……
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