精煉過程的目的,在于凈化粗銅或轉(zhuǎn)爐銅,用生成氧化物和轉(zhuǎn)化為爐渣的方法除去鋅、錫、鐵、銻、鉛、鉍等各種雜質(zhì)。
在精煉的第一階段,粗銅在熔池內(nèi)經(jīng)受氧化熔煉,生成氧化亞銅并溶解于金屬熔池中,使熔池中的雜質(zhì)氧化。
在熔融的金屬熔池中,不溶解的氧化物彼此互相化合,同熔池的內(nèi)襯(主要是爐底)化合,并浮至熔池表面上。有些氧化物會(huì)揮發(fā),而另一些氧化物則被爐墻和垂直煙道的耐火砌體所吸收。
精煉的第二階段是“青木還原”作業(yè),即從熔融的銅中置換出溶于銅中的二氧化硫和使氧化亞銅還原為金屬銅。
在放出氧化熔煉期生成的爐渣之后,往爐中插入“青木”(即新砍伐的樹木的木桿)。
青木在金屬熔池干餾過程中,析出碳?xì)浠衔锖吞細(xì)浠衔锓纸獾臍鈶B(tài)產(chǎn)物,從而激烈地?cái)嚢枞鄢?,促使氣態(tài)夾雜物析出。然后,用一層木炭覆蓋熔池表面,爐中保持弱還原性氣氛并加入新的“青木”。由于有青木氣態(tài)蒸餾物和木炭中的炭,使氧化亞銅還原為金屬銅。精煉過程的前期,爐中的氣氛是氧化性的,熔煉過程是在進(jìn)行。精煉的后期爐氣為還原性的,青木還原過程在進(jìn)行。
現(xiàn)在“青木還原”已為重油或氨氣或液化石油氣、天然氣等取代。
在精煉銅時(shí),在氧化熔煉階段,爐底和爐墻的耐火內(nèi)襯也參與生產(chǎn)過程。
酸性內(nèi)襯能促使鐵、鋅、鈷的氧化物良好地造渣并生成硅酸鹽(在鉛含量大時(shí),使用酸性爐襯尤為合理)。當(dāng)取用堿性爐襯時(shí),為使鉛生成硅酸鹽,必須采用酸性熔劑。
在堿性爐襯的爐中,鎳、砷和銻排除得比較完全。這是因?yàn)檠趸V能分解難以轉(zhuǎn)化為爐渣的鎳和銅的砷化物,并同這些化合物生成砷酸鹽。
在精煉過程中,硅磚爐頂大量吸收銅的氧化物,這就是精煉時(shí)銅會(huì)損失的原因。