铜冶金学第2章

第2章造锍熔炼的实际根底2.1概述

现代造锍熔炼是在1150-1250℃的高温下，使硫化铜精矿和熔剂在熔炼炉内进展熔炼。炉料中的铜、硫与未氧化的铁构成液态铜锍。这种铜锍是以FeS-Cu2S为主,并溶有Au、Ag等贵金属及少量其他金属硫化物的共熔体。炉料中的SiO2，Al2O3，CaO等成分与FeO一同构成液态炉渣。炉渣是以2FeO·SiO2(铁橄榄石〕为主的氧化物熔体。铜锍与炉渣互不相溶，且密度各异从而分别。2.2造锍熔炼过程的根本反响

2.2.1造锍熔炼过程的主要化学反响类型

熔炼炉料中主要的化合物是硫化物、氧化物和碳酸盐。能够的硫化物组成成分有：CuFeS2、CuS、Cu2S、FeS2、FeS、ZnS、PbS、NiS等。氧化物有：Fe2O3、Fe3O4、Cu2O、CuO、ZnO、NiO、MeO·Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO和MgO;CaO和MgO是由碳酸盐分解而来的。1.高价硫化物的热分解

熔炼未经焙烧或烧结处置的生精矿或干精矿时，炉料中含有较多的高价硫化物，在熔炼炉内被加热后，离解成低价化合物，主要反响有：

2FeS2(s)→2FeS(s)+S2(g)(2-1)

300℃开场，560℃猛烈进展，在680℃时，分解压Ps2=69.06千帕

2CuFeS2(s)→Cu2S(s)+2FeS(s)+1/2S2(2-2)550℃开场。2CuS(s)＝Cu2S(s)+1/2S2(2-3)400℃开场，600℃猛烈反响。2CuO=Cu2O+1/2O2(2-4)

在1105℃时，分解压Po2=101.32千帕。产物Cu2O是较为稳定的化合物，在冶炼温度下〔1300－1500℃〕是不分解的。另一类热分解反响是碳酸盐的分解：

CaCO3=CaO+CO2(2-5)

在910℃，Pco2=101.32千帕

MgCO3=MgO+CO2(2-6)

在640℃，Pco2=101.32千帕2.硫化物氧化

在现代强化熔炼炉中，炉料往往很快地就进入高温强氧化气氛中，所以高价硫化物除发生离解反响外，还会被直接氧化。主要的氧化反响有：

高价硫化物的直接氧化2CuFeS2+5/2O2=(Cu2S·FeS)+FeO+2SO2(2-7)

2FeS2+11/2O2=Fe2O3+4SO2(2-8)

3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2(2-9)

2CuS+O2=Cu2S+SO2(2-10)低价的化合物的氧化反响

2FeS(l)+3O2(g)=2FeO(g)+2SO2(g)(2-11)

10Fe2O3(s)+FeS(l)=7Fe3O4(s)+SO2(g)(2-12)

2Cu2S(l)+3O2(g)=2Cu2O(l)+2SO2(g)(2-13)

其它有色金属硫化物〔NiS、PbS、ZnS等〕也会被氧化成相应的氧化物。

在强氧化气氛下，还会发生以下反响时，Fe3O4生成量较多。3FeO(l)+1/2O2=Fe3O4(S)(2-14)

铁硫化物生成Fe3O4的趋势是不可防止的，只是随炉型，程度不同。在强氧势及良好的气固接触3.交互反响

冰铜熔炼中另一类反响是硫化物与氧化物的交互反响，它是最重要的一类反响。由于这类反响决议着铜与其它有价金属在冰铜中的回收程度，决议着Fe3O4复原造渣的顺利和完全程度。来自于热分解和氧化反响生成的Fe3O4、FeS、FeO、Cu2S、Cu2O以及炉料中的SiO2在高温相互接触条件下将进展交互反响。这类反响又可以分成两种类型：一是Fe3O4与FeS的反响；二是不同金属硫化物与氧化物之间MeO－FeS，以及一样金属硫化物与氧化物之间MeS－MeO的反响。2.2.2复原造渣反响Fe3O4－FeS体系

经过氧化反响，炉料中铁的一部分构成Fe3O4，Fe3O4的熔点高〔1597℃〕在渣中以Fe－O复杂离子形状存在。当其量较多时，会使炉渣熔点升高，比重增大，恶化了渣与锍的沉清分别。当熔体温度下降时，Fe3O4会析出沉于炉底及某些部位构成炉结，还会在冰铜于炉渣界面上构成一层粘渣隔膜层，危害正常操作。

在复原熔炼中，Fe3O4是靠复原气氛(Pco2/Pco之比)来使之复原造渣的。而在氧化气氛的造锍熔炼中，只能依托与FeS的作用来复原，即

3Fe3O4(s)+[FeS]=10(FeO)+SO2(g)ΔGo=761329－455T焦(2-15)

式中〔〕为渣相，[]为冰铜相。表2.1Fe3O4－FeS系和Fe3O4－FeS－SiO2系反响吉布斯自在能变化和平衡常数与温度关系平衡常数Kp和ΔG0与温度的关系如表2.1所示。

反响要在1400℃以上才干向右进展，而且Kp值很小。参与SiO2后，体系变成Fe3O4－FeS－SiO2系，反响为：

FeS(l)+3Fe3O4(s)+5SiO2(s)=5(2FeO·SiO2)(l)+SO2(g)

ΔG0=625.28－0.44T千焦(T>1205)〔2-16〕

反响的ΔG0和Kp值与温度的关系如表2－1〔右半栏〕所示

由于SiO2的存在，Fe3O4的破坏变得容易了，在1100℃下就能进展造渣反响。随温度的升高，平衡常数Kp值增大。在1300℃时，Kp值比1100℃时提高了107倍。可见SiO2的存在是Fe3O4破坏的必要条件。对影响Fe3O4破坏的其它要素分析如下：〔2-17〕式〔2-17〕指出了对Fe3O4复原有影响的要素是炉渣成份〔〕、温度〔〕、气氛〔〕、和冰铜档次〔〕。由反响式〔2-15〕，可得影响Fe3O4破坏的主要缘由是渣成份和温度，其次为锍档次与炉气成份。为减少熔炼过程的Fe3O4量，采取以下一些措施：1.尽量提高熔炼温度；

2.适当添加炉渣中SiO2含量，普通为35％以上；

3.控制适当的冰铜档次〔含Cu40~50%〕,以坚持足够的FeS

量；

4.发明Fe3O4与FeS和SiO2的良好接触条件。2.2.3氧化物硫化反响FeS－MeO体系

有色金属氧化物MeO与FeS之间的反响是造锍过程中有价元素富集于冰铜的根本反响。依托硫化反响，以Cu2O方式存在于炉料中的铜得以回收进入冰铜：[FeS](l)+(Cu2O)(l)=(FeO)(l)+[Cu2S](l)〔2-18〕

ΔG0=-144750+13.05T焦

〔2-19〕当t=1300℃时，ΔG0=.93千焦，Kp＝，平衡常数值很大，阐明Cu2O几乎完全被硫化进入冰铜。从式〔2-18〕可以估算出渣中铜以Cu2O方式的损失值。由〔2-19〕式得：

〔2-20〕

假设＝0.4，＝1，那么＝4.2×10-5，相当于Cu为0.12～0.15%。可见，反响平衡时，以Cu2O方式进入炉渣的量是很小的。由〔2-19〕式可以看出，在一点熔炼温度下，坚持渣中较低的值，也即有足够的SiO2存在，较低的冰铜档次，有利于降低渣中的Cu2O。2.2.4一样金属氧化物与硫化物之间的反响Cu2S与Cu2O的反响如下：

2Cu2O(l)+Cu2S(l)=6Cu(l)+SO2(g)(2-21)

ΔG0=35982－58.87T焦

当t=1300℃时，ΔG0=-56.62千焦，Kp＝76。从热力学上来看，在冶炼温度下，该反响很容易进展。传统熔炼体系中，由于FeS的存在，反响〔2－18〕的吉布斯自在能变化〔ΔG0=-120千焦〕比反响〔2－21〕大得多，因此反响〔2－21〕不会发生。只需在延续熔铜和氧气自热熔炼消费高档次冰铜时，上述反响才会产生，致使冰铜中有金属铜存在。有以上各个熔炼化学反响的结果，构成了FeS、Cu2S、FeO、Fe3O4以及少量的Cu2O。

这些氧化物和炉料中的脉石成份一道构成炉渣。硫化物构成冰铜，Fe3O4那么分配于渣与冰铜中。2.3冰铜和炉渣的构成及二者的分别

2.3.1冰铜和炉渣的构成过程

经过一系列化学反响构成的低价氧化物和硫化物在炉内一定区域被熔化。熔化过程是从构成低熔点共晶物和硅酸盐开场发生的。由于单独的硫化物和氧化物都具有比冰铜和炉渣高的熔点，如表2.2所示。化合物Cu2SFeSCu2S-FeSFeS-FeOFeOSiO2Fe3O4熔点（℃）11351195995940137117231597化合物2FeO·SiO2FeO·CaO·2SiO22FeO·CaO·2SiO2熔点（℃）12029801178表2.2一些硫化物氧化物及其共晶物和硅酸盐的熔点熔化的共晶物和硅酸盐便是初锍和初渣，它们在运动过程中继续被加热升温，同时又溶解了其它的难熔物。

在进入熔池时，完全构成了炉渣和冰铜，由于两者构造不同，不相互溶解，且比重又有差别，较重的冰铜颗粒穿过渣层沉于熔池底部构成冰铜层，实现了与渣的分别。2.3.2炉渣和冰铜分别的条件及其影响要素

1〕炉渣和冰铜互不相容的机理

由氧化物构成的炉渣可以与由硫化物组成的冰铜别分开的根本缘由是它们本身的构造不同。构造又是由成份决议的。组成不同的氧化物和硫化物，相互的溶解才干是不同的。

不含SiO2的FeO－FeS体系在液态下是完全互溶地，呈均匀的单相，不会分层。当参与SiO2后，构成FeO－FeS－SiO2体系，单一的情形就会改动。从图2.1看出当SiO2>1％时，就会出现分层〔ABC曲线〕。图2－1FeO-FeS-SiO2体系部分液相线平衡图(1200℃)Cu2S－FeS－FeO体系在无SiO2等脉石氧化物存在的情况下，也是一个单一相。如形状图2.2所示，是一个三元共晶。高温液相下氧化亚铁与硫化物相互溶解，无分层。图2.2Cu2S－FeS－FeO体系形状图炉渣与冰铜的互不相溶性可以从构造上得到解释：在无SiO2时，氧化物和硫化物结合构成一种共价键的、半导体的Cu－Fe－O－S相。当SiO2存在时，它便与氧化物化合而生成强力结合的硅酸盐阴离子聚合体团，如：

2FeO+3SiO2=2Fe++Si3O8〔2－22〕

这种阴离子团构成渣相。而硫化物却不具有构成阴离子团的倾向，依然保管为明显得共价键的冰铜相，迥然不同于硅酸盐炉渣，这样就构成互不相溶地两层熔体。氧化铝的行为类似于氧化硅。CaO那么是与FeO生成铁酸钙离子团。2〕渣与锍分别的条件及影响要素

渣与冰铜互不相溶性是可以分层的根底，实现分别过程还应该具有各种必要的物理条件。冰铜是以颗粒的方式从渣中沉落聚集到下面的冰铜层中。颗粒的沉降速度可由下式决议：

〔2－23〕

式中－冰铜颗粒在渣中的沉降速度；

－冰铜颗粒的半径；

－重力加速度；

、－冰铜和熔渣的密度；

、－冰铜和熔渣的粘度。经过控制〔2－23〕式中的各种要素，可以获得最快的沉降速度。

对冰铜颗粒半径的影响要素是多方面的。如冰铜与渣间的界面张力；微小锍粒相互碰撞的几率等。前者值越大，阐明锍微粒与渣在它们相界面上的相互吸引才干就越小。从而，微粒在能够碰撞时聚集成大尺寸颗粒的趋向就越大。

合理的炉渣成份是保证良好分别效果的重要要素。2.4熔炼产物

2.4.1铜锍的组成

锍主要是由Cu2S和FeS组成，还溶解有其它硫化物，如Ni3S2、Co3S2、PbS、ZnS等。锍也是贵金属〔Au、Ag和Pt族金属〕的极好溶剂，95～99％的这些金属于As、Sb、Se及Te一道进入锍。锍还含有2～4％的溶解氧。普通Cu＋Fe＋S占了总量的90～95%。2.4.2Cu－Fe－S体系

由于铜、铁和硫三者占了总和的90％以上，因此可以用Cu－Fe－S三元系〔图2.3〕来阐明锍的主要组成及其性量变化规律。图2.3Cu-Fe-S三元系及其二元系相图E11067℃;E2985℃;E3920℃;E915℃;P11094℃;d,f1105℃;D,F1090℃;Cu1084℃;Fe1539℃;FeS1190℃36.4%S(分量);CuS1130℃;79.8%(分量)在图2.3中，对熔炼过程有意义的部分是Cu－Fe－S－Cu2S所组成的四边形。

此四边形〔图2.4〕中有一宽广的液体分层区。

上层以Cu2S－FeS为主，含有少量的Cu—Fe；

下层为Cu—Fe合金溶解少量的Cu2S－FeS。

熔炼硫化铜矿时，普通炉料中都有过量的硫，只会产出上层熔体，而不会有下层合金相出现。图2.4Cu-Fe-S三元系相图1)锍中的硫和氧

锍的含硫量不会超越Cu2S－FeS衔接线。

在三角形Cu2S－FeS－S体系内，高价硫化物〔CuS、FeS等〕在熔炼温度下不稳定，分解成Cu2S－FeS。

实际上，锍的成分可以从纯Cu2S变到FeS，即相当于含铜从79.8％变到零，含硫从20％变到36.4％。

工厂锍的含硫量少于实际值，在22～25％间变动。2〕铜锍中溶解的铁

当炉料含硫缺乏，而又配入一定复原剂时，熔炼产出的锍通常含有金属铁。在镍铜矿电炉熔炼时，锍中的金属铁达8～12％，被称为金属化锍。2.4.3铜锍的断面组织、熔点、比重、及热焓等性质

随着锍档次的变化，锍的断面组织、颜色、光泽、和硬度等也有所改动。如表2.3所示。液体铜锍的比重比上述数值要小。工厂实际中，液态铜锍的比重为4.13～4.8。

铜硫品位（Cu%）颜色组织光泽硬度25暗灰色坚实无光泽硬30～40淡红色粒状无光泽稍硬40～50青黄色粒柱状无光泽—50～70淡青色柱状无光泽—70以上青白色贝壳状金属光泽—表2.3铜锍的断面组织、熔点、比重、及热焓等性质

假设忽略不计其它杂质的影响，铜锍的熔点可以概略地从Cu－Fe－S三元相图的等温线上确定。

工厂铜锍的熔点普通在950～1050℃范围内动摇，在热平衡计算时，取1000℃是适当的。铜锍中的Fe3O4和ZnS会使熔点升高，PbS那么会降低熔点。

铜锍的比热为0.586～0.628千焦/克·度。铜锍的熔化热为125.58千焦/克。铜锍热焓普通都取为1046.50千焦/公斤铜锍是金、银和铂族金属的良好捕集剂。

在铜锍熔炼时，精矿中含量极少〔十万分之几到百万分之几〕的贵金属几乎完全地〔回收率可达99％〕被捕集于铜锍中。

铜锍中金的含量为30～50克/吨，银为0.1～0.2%。2.5炉渣

在火法冶金中，炉渣是一个起着重要作用的冶炼产物。

能使精矿和熔剂中的脉石、燃料中的灰份集中到一同，

是化学反响、传热、传质，甚至是产生热〔矿热电炉冶炼〕的介质。

炉渣产出率普通为45～90％。

炉渣成分和性质对冶炼过程影响很大。

炉渣应该具有满足以下过程的物理化学性质：

1〕能促进铜锍颗粒从渣中较快的沉降〔如公式〔2-17〕中各种要素〕；

2〕能减少炉渣中铜锍的的溶解；

3〕能顺利地进展放渣和放锍作业；

4〕减少过程的燃料耗费和电能耗；

5〕在满足以上要求的同时，所参与的溶剂最少。

炉渣的物理化学性质是由炉渣的成分所决议的。铜精矿中含有大量的铁和SiO2。

熔炼炉渣的绝大部分组成是FeO和SiO2，其他少量成分是CaO、Al2O3和MgO等。2.5.1炉渣的熔点

1)FeO－SiO2体系

FeO－SiO2是了解铜熔炼炉渣的最根本体系。

图2.5为FeO－SiO2二元系形状图。图2.5FeO-SiO2二元系由浮士体和SiO2组成的二元系中，液相下Fe2O3的含量是随SiO2的含量而变化的，如图2.5的顶部虚曲线所示。

FeO－SiO2体系中的化合物和共晶物的熔点如表2.4所示。表2.4FeO－SiO2体系中化合物与共晶物的熔点

10001710白硅石38611178鲮石英+铁橄榄石29.570.51250铁橄榄石24701177浮士体+铁橄榄石共晶01000FeOSiO2%FeO%熔点℃化合物及共晶物10001710白硅石38611178鲮石英+铁橄榄石29.570.51250铁橄榄石24701177浮士体+铁橄榄石共晶01000FeOSiO2%FeO%熔点℃化合物及共晶物由图2.5及表2－7看出，在2FeO·SiO2〔铁橄榄石附近〕，熔化温度最低，满足炉渣的要求。

在此成分下，FeO含量高达70％。

从对硫化物的溶解和比重两方面看，都将会呵斥渣锍分别不好，金属损失添加，

还需求在FeO－SiO2系根底上参与CaO以改善炉渣的上述性质。

精矿中也含有一定量的CaO，进入炉渣。2〕FeO－SiO2－CaO三元系

FeO－SiO2－CaO三元系相图有不同的表达方式，常见的有详细描画化合物和共晶物构成的形状图。图2.6所示的是另外一种方式。由于把渣中全部铁当作“FeO〞，合并CaO、MgO为总“CaO〞，使该图的运用大为方便。

图中划出了在1150℃，1200℃和1250℃下完全液相区的界限。图2.6CaO-FeO-SiO2平衡相图最低的熔点区域的大约范围是：SiO230～40％，CaO10～20％，FeO45～60％。在普通熔炼炉的炉温〔>1300℃〕下，完全液相区的范围还会扩展，FeO大约降到30％，CaO升高到30％，SiO2也添加到了50％。电炉熔炼时，会遇到这类高钙〔镁〕或高硅型的炉渣。在过热温度下，酸性渣的粘度比碱性渣的粘度高。

无论是碱性渣还是酸性渣，当过热温度提高时，粘度都是下降的。这种关系如图2.7图2.7酸性渣(1)与碱性渣图(2)粘度与温度关系可以看出，碱性炉渣温度――粘度曲线变化急剧，有明显的转机；

酸性渣的曲线那么平缓，无转机。后者是由于当温度升高后，复杂硅氧络阴离子离解为尺寸小、构造简单的离子过程是逐渐进展的；而碱性渣在熔化后便立刻离解为各种R2＋和半径小的阴离子，所以随温度添加，粘度下降很快。

图2.8为FeO－CaO－SiO2系炉渣在0℃时的等粘度曲线。由于粘度仅能在均一液相内测定，故等粘度曲线图仅占有浓度三角形的部分〔给定的等熔化温度曲线以内的液相区〕。

低熔点的炉渣在过热到1300℃时，不一定粘度也低。FeO－CaO－SiO2三元系中的低熔点区在1300℃不是最低粘度区。FeO－CaO－SiO2体系的炉渣粘度图2.81300℃下CaO-FeO-SiO2系炉渣的等粘度曲线图

2.5.3炉渣的比重

炉渣的比艰苦小影响到铜锍与渣的沉清分别效果〔式2－20〕。组成炉渣各氧化物单独存在时固态的比重如下所示：

氧化物SiO2CaOFeO

比重2.62.335

液态炉渣的比重比固态炉渣的比重约低0.4～0.5〔克/厘米3)。表2.5列出了1250℃时反射炉渣比重与组成成分的关系。

高硅和高钙渣具有最轻的比重。

表2.51250℃时，反射炉渣比重与组成成分的关系

炉渣成分％比重克/厘米32.90812—21.547.92.987.915.3—2543.33.326.211.7127.540.63.34.810.62.838.137373.53.83.1947.333.63.72.94.21048.730.6Al2O3CaOFe3O4FeOSiO2比重g·cm3炉渣成分%2.90812—21.547.92.987.915.3—2543.33.326.211.7127.540.63.34.810.62.838.137373.53.83.1947.333.63.72.94.21048.730.6Al2O3CaOFe3O4FeOSiO2比重g·cm3炉渣成分%2.5.2炉渣的热含

炉渣的热含值直接影响到炉渣带走的热量，

单位分量的炉渣由25℃加热到指定温度时所吸收的热量为炉渣的热含量，实际上由下式计算：

〔2－24〕

式中－炉渣T0K时的热含量，千焦·公斤－1；

、－炉渣分别在固体和液体下的比热，千焦·公斤－1·度－1；

－炉渣熔化热，千焦·公斤－1；

TM、T－分别为炉渣熔点和加热到的指定温度。

图2.9为FeO－CaO－SiO2系炉渣组一一等热含图2.5.5炉渣的电导

炉渣的电导率对电炉熔炼法有极为重要的意义，炉渣导电属离子导电，碱性炉渣的电导率比酸性渣的高得多。工厂熔渣的比电导与温度及渣含氧化亚铁的关系见图2.10所示。在0～1400℃时，铜镍硫化矿电炉熔炼炉渣的比电导约为0.2～0.5〔欧姆·厘米〕图2.10炉渣比电导与FeO的关系2.5.6炉渣的外表性质

冶炼过程中耐火资料的腐蚀，锍的聚集和长大，锍和炉渣的分别，以及在相界面上进展的反响等皆遭到熔渣和锍外表性质的影响。对熔炼过程有直接意义的外表性质是熔渣与熔融锍间的界面张力。界面张力与其他性质一样，也是随熔渣的成分和温度而变化。

对某一成分和温度下的炉渣界面张力，需求由实验测定。2.6炉渣中的Fe3O4

正常的熔炼作业中，要求固体磁性氧化铁〔Fe3O4〕不从炉渣中析出。但在某些情况下，比如，炉衬耐火资料需求维护以及当漏炉事故发生或者存在着漏炉的危险性时，却又希望Fe3O4以单独的相析出，并堆积于炉底。因此渣中Fe3O4的溶解与析出在消费上是一个相当重要的问题。

在以FeO和SiO2为主要组成的硅酸盐炉渣中，Fe3O4的溶解和析出时受温度、气相中氧分压和渣组成的影响。这可以从图2.11FeO－Fe3O4－SiO2体系的相图看出。图中，粗实线是相边境限，细实线〔上标有1300、1400等数字〕是液相等温线，点划线是等氧分压线。图2.11FeO-Fe3O4-SiO2体系形状图从图2.11上可以找出在普通熔炼温度〔1300℃〕下完全熔化的炉渣成分范围ABCD。在铜熔炼中，AB线固体Fe饱和区和BC线浮士体〔FeO〕饱和区是不会遇到的。由于炉内氧分压大于AB线的氧分压〔Po2大约为10－11～10－12〕；炉渣中有高于BC线上的SiO2含量。AD阐明了使炉渣饱和SiO2的量，渣中必需有35～40％的SiO2才干使SiO2饱和。在接近SiO2饱和的条件下，能获得锍与炉渣的最正确分别。

CD线是熔炼过程中最有意义的一条线。它是熔炼温度〔1300℃〕下磁性氧化铁的饱和线。当炉气的氧分压超越大约10－8大气压〔CD〕或10－6大气压〔D点，SiO2饱和〕时，固体磁性氧化铁就会析出与液相成平衡。在大多数熔炼炉内，气氛中含有大约10％的氧〔即Po2大约为10－2大气压〕，具备了在渣－气界面上析出固体Fe3O4的条件〔最终结果还取决于Fe3O4被FeS复原的趋势〕。将渣中的SiO2换成CaO时，体系改动为FeO－Fe3O4－CaO，炉渣中接受氧的才干就会提高。

在图2.12上同时绘出了FeO－Fe3O4－SiO2与FeO－Fe3O4－CaO两个体系均相区上的等氧势线。从图可见，在FeO－Fe3O4－SiO2体系中，为维持Fe3O4在渣中不被析出，允许的氧分压Po2不大于

10－8～10－6大气压，这个允许范围较小。而在FeO－Fe3O4－CaO体系中，氧分压Po2由10－11到一个大气压的宽广范围内，都存在着均相区。换言之，用CaO替代SiO2时，在普通熔炼温度和炉子任何氧势下，不用担忧Fe3O4从渣中析出的费事。图2.121300℃时FeO-Fe3O4-CaO(实线)及FeO-Fe3O4-SiO2(虚线)等氧势图图2.131300℃下FeO-Fe3O4-CaO系在20%CaO条件下的熔化区图2.13表示出了当CaO含量为20％时FeO－Fe3O4－SiO2－CaO体系在1300℃下的熔化区〔实斜剖线〕。

图中同时会出了不加CaO的FeO－Fe3O4－SiO2体系在同样温度下的熔化区〔虚线ABCD〕。

当参与20％的CaO后，在低硅高铁部分〔SiO2大约为4－5％、Fe2O3约为20－50％、FeO约为25－60％〕多出了一条均相带。原来的均相区扩展了。

采用高钙渣，即使在氧分压大的情况下也不会出现磁性氧化铁的析出。

2.6渣中铜损失

锍熔炼的产渣量是很大的。视精矿和脉石成分的高低，一吨的炉渣量大约是2.5～7吨或更多些。普通熔炼炉渣含铜为0.2～0.7％。现代强化熔炼〔闪烁炉和熔池熔炼〕的炉渣需求经过贫化处置，传统铜锍熔的炉渣普通那么不再处置而直接废弃。因此，要求尽能够地降低渣中的铜损失。

减少铜在渣中的损失包括两方面的内容：一是减少炉渣出量；二是降低渣中铜的含量。渣中的铜损失

包括机械夹带和溶解两类方式。

1〕机械夹带损失这是细颗粒锍未能沉降到锍层而夹带于炉渣中引起的铜损失除了前述的公式〔2－20〕中指出的各种要素外，还会有熔炼过程产生的存在于炉渣中的气泡浮带时用呵斥锍粒的夹带。而且这些要素又被炉渣成分和熔炼条件所控制。当具备了较好的沉降条件时，还需求有足够的颗粒沉降时间才干保证渣中这类损失最少。

(2-26)决议；、、及为系数，它们与炉渣成分有关；为锍的档次。可见，影响渣中硫化态铜溶解的要素有锍的组成、温度和炉渣成分。2〕硫化物的溶解损失

Cu2S可以溶解于FeO渣中。硫化态铜溶解于饱和SiO2铁质炉渣中的量可由下式表示：

为硫化物形状溶解在炉渣中的量；A为系数；为锍中CuS0.5的活度；〔S％〕为渣中溶解的硫量。〔2-25〕3)Cu2O的溶解损失