Во втором периоде, который длиться 2-3 часа, идет продувка белого штейна воздухом. Сульфид меди окисляется и при протекании обменной реакции выделяется медь:
2Сu2S + 3O2 = 2Сu2O + 2SO2
Сu2S + 2Сu2O = 6Cu + 2SO2
В черновой меди содержатся 0,05-0,1% S, а также железо, мышьяк, свинец, кислород и другие элементы. Золото и серебро практически полностью переходят из штейна в медь, их содержание в черновой меди составляет: Аu 2-350 г/т, Аg 15-2500 г/т; примесей в зависимости от марки – 0,65 до 4%.
Производительность конвертера за 1 ч работы находится в пределах 4—12 т при общей продолжительности плавки до суток. Готовую черновую мель разливают в стальные прямоугольные изложницы или при большой производительности ведут разливку из ленточных разливочных машинах. Для очистки черновой меди от примесей и извлечения из нее благородных металлов медь рафинируют огневым или электролитическим способом.
С помощью огневого рафинирования можно получить мель с удовлетворительными механическими свойствами. Но при огневом рафинировании остаются примеси, снижающие электрическую проводимость меди. Кроме того, благородные металлы не извлекаются при огневом рафинировании. Электролитическое рафинирование является более дорогостоящим, но качество меди при этом получается более высоким. Затраты из электролитическое рафинированно снижаются, если из черновой меди предварительно с помощью огневого рафинирования удаляется большая часть примесей, поэтому огневое рафинирование меди, как правило, является предварительным перед электролитическим.
Принцип огневого рафинирования заключается в окислении примесей, имеющих большее химическое сродство к кислороду, чем медь. В результате примеси переходят в шлак. Огневое рафинирование проводят в печах, которые по конструкции сходны с отражательными печами для выплавки штейна. Вместимость печей 200-400 т. Футеровка пода печей может быть кислой и основной. В качестве топлива применяют мазут, природный газ или угольную пыль. Температура во время плавки 1130-1150°.
Электролитическое рафинирование дает возможность получить металл высокой чистоты, а также извлечь ценные элементы, находящиеся в меди. Аноды из черновой меди помещают в электролитические ванны. В качестве электролита применяют раствор сульфата меди с добавлением серной кислоты. В ванны помещают катоды – тонкие листы меди, которые получают электролитическим осаждением меди на матрицах от холоднокатанной меди или коррозионностойкой стали.
Электролизная ванна имеет глубину 1,1-1,3 м и длину 3,0-6,6 м. ширина ванны 1 м, ширина и длина катодов на 30-50 мм больше, чем анодов.
В процессе электролиза металлы более электроположительные, чем медь (никель, железо, цинк и др.), практически полностью переходят в электролит. При этом концентрация сульфатов железа, никеля и цинка повышается, а сульфата меди снижается. Это ухудшает условия электролиза, поэтому принимают меры, чтобы не допускать концентрацию этих металлов свыше определенного значения. Среди металлов более электроотрицательных, чем медь, особое положение занимают мышьяк, сурьма, висмут, стоящие близко к меди в ряде напряжений. Эти металлы растворяются при электролизе и переходят в раствор. Так образуется «плавучий» шлам который вместе с примесями, сходящимися в электролите, могут захватываться катодом и загрязнять катодную медь.
Металлы более электроположительные, чем медь, благородные металлы (золото, серебро, селен, теллур, платина и др.) при растворении анода выпадают в шлам. Серебро может в небольшом количестве переходить в электролит. Чтобы связать ионы серебра, в электролит добавляют хлористый натрий, при этом образуется нерастворимое хлористое серебро, выпадающее в шлам.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.