的作用下所述盛铜容器中的铜熔液沿所述进液 管2和所述出液管3内的空腔通道上升流入所述精炼炉1的空腔内；
[0076]所述精炼炉1的外形是立式柱状，内部中空形成空腔，所述精炼炉1包括钢制外壳 以及砌筑在所述钢制外壳内表面的耐火材料内衬，所述精炼炉1的顶部设置有用于与所述 真空栗连接的出气口；
[0077]所述进液管2与所述出液管3均包括钢制内壳、设置在所述钢制内壳的内表面的耐 火材料内衬以及设置在所述钢制内壳的外表面的耐火材料外衬，所述进液管2与所述出液 管3的长度相同；
[0078]所述进液管2与所述出液管3固定设置于所述精炼炉1的底壁上且与所述精炼炉1 的底壁密封连接，所述精炼炉1内的空腔与所述进液管2中的空腔通道相互连通，所述精炼 炉1内的空腔与所述出液管3中的空腔通道相互连通，所有与所述精炼炉1连接的装置在与 所述精炼炉1连接的部位均进行密封处理以防止破坏所述精炼炉1内的真空状态；
[0079] 2)向所述进液管2内的铜熔液中喷吹带压的驱动气体，然后在大气压差及驱动气 体的带动下所述盛铜容器中的铜熔液不断地由所述进液管2上升流入所述精炼炉1内，然后 所述精炼炉1内的铜熔液再通过所述出液管3不断地由所述精炼炉1流出返回至所述盛铜容 器内，在所述盛铜容器、进液管2、精炼炉1以及出液管3之间形成铜熔液的循环流动；
[0080]同时，在所述精炼炉1内，向所述精炼炉1内的铜熔液吹送含氧气体，所述含氧气体 中的氧元素将铜熔液中的硫元素氧化成硫的气态氧化物，所述含氧气体中的氧元素将铜熔 液中的铁元素氧化成铁的氧化物，实现脱硫脱铁的氧化作业过程；
[0081]同时，所述精炼炉1内的铜熔液中所包括的杂质元素的全部含量的一部分以单质 形态直接挥发，全部含量的剩余部分被所述含氧气体氧化成氧化物后以氧化物形态挥发， 在实现脱硫脱铁的氧化作业过程的同时，实现同时脱除杂质元素的精炼过程，所述杂质元 素包括铅、锌、砷、锑、铋和锡元素中的一种或多种或全部；
[0082]同时，控制所述精炼炉1内的真空残压水平以使得当铜熔液中的硫含量达到目标 阳极铜对硫含量的要求时，与该硫含量实现反应平衡的氧含量也达到目标阳极铜对氧含量 的要求；
[0083] 3)所述步骤2)进行一段时间后，取样化验阳极精炼后的铜熔液的组分及含量，若 化验结果达到目标阳极铜对硫含量以及铁含量的要求，则首先破除所述精炼炉1内的真空 状态，然后将设置在所述精炼炉1底壁上的进液管2和出液管3脱离所述盛铜容器内的铜熔 液，氧化作业结束;若化验结果未达到目标阳极铜对硫或铁二者中任意一个的要求，继续阳 极精炼，直至化验结果达到目标阳极铜对硫含量以及铁含量的要求；阳极精炼结束得到硫、 铁以及氧的含量达到目标要求的阳极铜熔液、含S02的烟气以及炉渣。
[0084]本发明中，在阳极精炼结束之前、位于上述盛铜容器内的，以及在精炼炉1、进液管 2和出液管3中循环流动的铜熔液均为粗铜熔液，因为阳极精炼没结束，意味着取样化验的 上述铜熔液没有达到目标阳极铜对硫含量以及铁含量的要求。
[0085]本发明中，上述含氧气体优选为空气或富氧空气，所述富氧空气中氧气的体积百 分比为25%~95%。
[0086]本发明中，以取样化验的铜恪液中硫含量与铁含量达到目标阳极铜对硫含量以及 铁含量的要求为标志参考，作为氧化作业的终点时间，至于杂质元素铅、锌、砷、锑、铋和/或 锡元素是否达到理想值，本发明不作硬性要求，因为未脱除干净的上述杂质元素，可以在后 续的电解精炼过程中被进一步地脱除。
[0087]本发明中，上述驱动气体为氮气或氩气，优选为氮气。
[0088]本发明中，上述真空残压即指精炼炉1内空腔在真空状态下所残余的气体的压力， 与名词真空度的意义一样。
[0089]本发明中，上述用于盛装粗铜熔液的盛铜容器优选为回转式阳极炉5,实际生产 中，需对回转式阳极炉5作适应性结构改动，以适应配合精炼炉1的使用，包括在回转式阳极 炉5的炉壁上开设用于精炼炉1进入或出去的开口。
[0090] 本发明中，通过设置在进液管2上的驱动气体管201向所述进液管2内的铜熔液中 喷吹带压的驱动气体。
[0091]本发明中，高杂质粗铜意指粗铜中杂质元素的含量较高，所述杂质元素包括铅、 锌、砷、铺、祕和锡元素中的一种或多种或全部，杂质元素的含量超过铜冶炼行业对其含量 的通用的要求范围。本发明中，实际生产中，上述高杂质粗铜不一定包括全部的上述六种杂 质元素，可能包括上述六种杂质元素的一种或几种，也可能包括全部的上述六种元素。实际 生产中，即使上述高杂质粗铜包含上述的六种杂质元素的某一种，但该杂质元素的含量可 能并不超过行业通用标准，而是所含的其它某种杂质元素的含量超过行业通用标准。实际 生产中，只要上述粗铜中所含的杂质元素是上述六种杂质元素之一且该杂质元素含量超过 行业通用标准，该粗铜就为高杂质粗铜。
[0092]本发明可处理的高杂质粗铜中可能存在的上述六种杂质元素的重量百分比的优 选的上限值为:铅 <1.4%、锌<0.05%、砷 <1.0%、锑<0.1%、铋<0.5%、锡 <0.1%。
[0093]本发明提供了一种用于处理高杂质粗铜的浅氧化无还原的阳极精炼方法，显而易 见地，该阳极精炼并不是只能处理高杂质粗铜，处理高杂质粗铜仅是该阳极精炼方法的众 多功能中的比较突出的一点；既然该阳极精炼方法能够处理高杂质粗铜，显然，其也能够处 理元素含量正常的粗铜。采用本发明提供的阳极精炼方法处理元素含量正常的粗铜也在本 发明的保护范围内。即只要采用本发明提供的阳极精炼方法处理粗铜，均在本发明的保护 范围内。
[0094]本发明提供的上述阳极精炼方法的原理为：
[0095] (1).根据冶金热力学，氧化脱硫的主要反应式为：[S]+2[0]=S02(气态）（1);
[0096]式（1)的平衡常数为：K=[%S] · [%0]3//>处，
[0097]上式中，[%S]为铜熔液中硫元素的重量百分比含量；
[0098] [%0]为铜熔液中氧元素的重量百分比含量；
[0099] _As?2为铜熔液液面以上自由空间内气体中S〇2气体的分压。
[0100] 根据冶金热力学，平衡常数K只与温度有关，在一定的温度下平衡常数K是个常数， 则可得式(3):[%s] · [%0]2=々* ，其中，k为常数系数。可见，当温度和/^0」一定后，铜 熔液中的硫含量和氧含量的乘积为一个定值。正因如此，当氧化脱硫将硫含量降低为很小 的目标值时，氧含量自动配平，不可避免地变得很大，结果超过正常范围。例如:在标准大气 压下进行阳极精炼，当氧化作业终点时，且当此时铜熔液液面以上空间内气体中S02气体的 体积百分比为10%，则此时的为一个标准大气压的10%，即10.lKPa，如果将硫含量降 至0.003%，则相应地氧含量升高至0.65%。
[0101 ]根据上述，在一定温度下，铜恪液中的硫含量和氧含量的乘积与气体分压为 线性关系，如果将Ρλο气体分压降低，则铜熔液中的硫含量和氧含量的乘积也就减小了， 此时如果继续保持氧化作业终点硫含量的目标值不变，则与该硫含量配平的氧含量则会减 小。基于该理论，如果将#5?气体分压降低，当氧化脱硫将硫含量降低为很小的目标值时， 氧含量虽然还会自动配平，但不会像原来一样变得很大，而是一个与Αν%气体分压降低程 度相匹配的较小的值。例如:在标准大气压下进行阳极精炼，当氧化作业终点时，且当此时 铜熔液液面以上空间内气体中S02气体的体积百分比为10%，则此时的为一个标准大 气压的10 %，S卩10.lKPa，如果将硫含量降至0.003 %，则相应地氧含量升高至0.65 %。当将 夕如2分压降至上述10.1KPa的1 /10，即1.01KPa，则当硫含量降至0.003 %，相应地平衡氧含 量为0.065 % ;当将Aw、分压降至上述10.lKPa的1/100,即10IPa，则当硫含量降至 0.003 %，相应地平衡氧含量则为0.0065 % ;当将反《?2分压降至上述10.lKPa的1/1000，即 10.IPa，则当硫含量降至0.003 %，相应地平衡氧含量则为0.00065 %。上述的相应地平衡氧 含量0.065 %、0.0065 %或0.00065 %仅是理论值，实际生产中，由于其它因素的影响，相应 地平衡氧含量的实际值几乎不可能降低至上述相应水平，而是比上述的理论值要大。
[0102] (2).根据上述，氧化脱硫的产物是S02气体，本发明利用真空栗不断地将S02气体抽 走，使得式(1)反应始终达不到平衡状态，始终向右侧进行，提高了脱硫程度和脱硫速度。
[0103] (3).铜熔液循环流动的原理：当将设置在精炼炉1底面上的进液管2和出液管3浸 入到所述盛铜容器内熔液的上液面以下一定深度，然后开启与所述精炼炉1连通的真空栗 将所述精炼炉1内的空腔抽成真空状态，此时在精炼炉1内真空残压与外界大气压之间的大 气压差的作用下所述盛铜容器中的熔液沿所述进液管2和所述出液管3的空腔通道上升流 入所述精炼炉1的空腔内；此时的粗铜熔液并不循环流动;为使粗铜熔液循环流动，向所述 进液管2内的熔液中喷吹带压的驱动气体，驱动气体进入进液管2内的熔液后由于受热膨胀 和压力下降，引起等温膨胀，在进液管2内瞬间产生大量的气泡核并迅速膨胀，膨胀的气体 驱动粗铜熔液上升，在大气压差及驱动气体的带动下所述盛铜容器中的熔液不断地由所述 进液管2上升流入所述精炼炉1内，然后所述精炼炉1内的熔液再通过所述出液管3不断地由 所述精炼炉1流出返回至所述盛铜容器内，在所述盛铜容器、进液管2、精炼炉1以及出液管3 之间形成熔液的循环流动。
[0104] 根据上述原理（1 )，本发明中，由于将气体分压降低，当氧化脱硫将硫含量降 低为很小的目标值时，氧含量虽然还会自动配平，但不会像原来一样变得很大，而是一个与 气体分压降低程度相匹配的较小的值，如此，使得铜熔液中自带的初始氧含量以及后 期由外界补吹含氧气体所补充的氧含量几乎全部地用来氧化脱硫和氧化脱铁，氧化作业终 点氧含量所剩不多，外界补吹的含氧气体不会像原来似地做大量的无用功，本发明中氧化 作业所消耗的外界补充的含氧气体量只占原阳极精炼氧化作业所消耗的含氧气体量的 10%~30%，相比于原阳极精炼氧化作业所消耗的含氧气体量减少了 70%~90%，所以本 发明是一种浅氧化阳极精炼，提高了含氧气体中真正用于氧化脱硫的含氧气体比例，减少 了作无用功的含氧气体比例，减少了阳极精炼过程中含氧气体的实际使用量，减少了含氧 气体浪费，降低了阳极精炼的生产成本。
[0105] 本发明在提高了含氧气体中真正用于氧化脱硫的含氧气体比例，减少了作无用功 的含氧气体比例的同时，还取得了预料不到的技术效果:氧化作业后得到的熔液中氧含量 可以满足目标阳极铜对氧含量的正常要求，后续无需进行还原作业，实现了真正的无还原 阳极精炼，原理是:根据上述原理（1 )，本发明中，如果将/^0」气体分压降低，当氧化脱硫将 硫含量降低为很小的目标值时，氧含量虽然还会自动配平，但不会像原来一样变得很大，而 是一个与Aw:气体分压降低程度相匹配的较小的值;进一步的，如果控制所述精炼炉1内 的真空残压水平，将气体分压降低至某个合理区间，使得当铜熔液中的硫含量达到目 标阳极铜对硫含量的要求时，氧含量虽然还会自动配平，但不会超过目标阳极铜对氧含量 的正常要求范围，既然氧化作业后得到的铜熔液中氧含量已经满足目标阳极铜对氧含量的 正常要求，则后续无需再进行还原作业。
[0106] 本发明在提高了含氧气体中真正用于氧化脱硫的含氧气体比例，减少了作无用功 的含氧气体比例的同时，还取得了另外一个预料不到的技术效果:本发明中，在不进行还原 作业的情况下，阳极精炼终点得到的阳极铜熔液中氧含量可以达到原阳极精炼终点氧含量 的1/100~1/10,比原阳极精炼终点氧含量减小了 1到2个数量级。显而易见地，1到2个数量 级的减小程度对于冶金行业来说，是非常显著的技术进步，即本发明取得了非常显著的有 益技术效果。显而易见地，氧含量更少的阳极铜熔液有利于产出表面质量和内部质量更好 的阳极板，会更有利于后续电解精炼的进行，会显著地减小沉降阳极泥和漂浮阳极泥的产 出量，减少阴极铜板表面粒子，提高电解精炼的电流效率，提高电解精炼产出的阴极铜板的 内部质量和表面质量。
[0107] 本发明在提高了含氧气体中真正用于氧化脱硫的含氧气体比例，减少了作无用功 的含氧气体比例的同时，还取得了另外一个预料不到的技术效果:本发明中，在