Металлургия и основы металлургического производства: Курс лекций, страница 11

Плавка медных руд и концентратов в электрических печах

Плавка медных руд и концентратов в электропечах в настоящее время имеет ограниченное распространение, несмотря на ряд преимуществ. В электропечи можно получать высокие температуры и тем самым повышать производительность. Количество образующихся в процессе электроплавки газов примерно в пять раз меньше, чем в отражательной плаке. В результате уменьшается вынос пыли, облегчается очистка газов и имеется возможность использовать отходящий газ для производства серной кислоты.. удельный проплав шихты в электропечах находится в пределах 2,7-4,7 т/м²×сут. Расход электроэнергии на проплав 1 т шихты 400-600 кВт×ч.

Плавка медных концентратов во взвешенном состоянии

Плавку можно вести на воздушном дутье и дутье обогащенном кислородом. В зависимости от характера плавки содержание меди в штейне может быть от 40 до 70 %, а содержание SO₂ в дутье 80%.

Плавка сырья тяжелых цветных металлов в расплаве

Печь для плавки в расплаве имеет водоохлажаемые кессоны. Общая высота шахты 6-6,5 м. уровень расплава в печи находится на 400-500мм выше уровня фурм. При вдувании воздуха (в том числе обогащенного кислородом) образуется барботируемый слой типа эмульсии.

В ванне происходят нагрев и плавление исходного сырья в жидком шлаке с образованием гетерогенного расплава оксидной и сульфидной фаз, барботируемого взаимодействующим с ним кислородосодержащим газом. При этом в печи можно выделить три зоны: плавки, шлака и штейна. В эмульсионном смешанном слое штейна и шлака происходит окисление сульфидов и формирование штейна и шлака.

За счет большой поверхности реагирования окислителя с расплавом обеспечивается быстрое протекание реакций окисления и образование шлака и штейна.

Выделение металлической меди, конвертирование медных штейнов

                        Следующая стадия производства меди – выделение черновой меди из медного штейна. С этой целью медный штейн, полученный тем или иным способом, конвертируют, при этом происходят окисление сульфидов и выделение меди. Образующийся SO₂ переходит в газ, а оксиды железа в шлак. В результате плавки в конвертере получается конвертерная медь. Конвертер может быть вертикальным и горизонтальным, наиболее распространенным в настоящее время является горизонтальный конвертер. Он представляет собой горизонтально расположенный цилиндр из котельной стали толщиной 19-32 мм, изнутри футе­рованный магнезитовым кирпичом. Наружный диаметр конвер­тера 2,3-4 м, длина 4,3-10 м. В центральной части конвертера имеется прямоугольное отверстие – горловина. Через горловину в конвертер заливают штейн, а также сливают продукты плавки. Для этого конвертер может поворачиваться вокруг оси цилиндра в обе стороны. По образующей цилиндра располо­жены фурмы для вдувания воздуха в конвертер. Сверху над горловиной имеется железный короб-напыльник, через который уходят отходящие газы. В конвертер заливают штейн с темпе­ратурой 1200°. Процесс плавки в конвертере состоит из двух периодов. В течение первого периода в конвертер заливают не­большими порциями штейн, продувают его о течении 30-40 мин, шлак сливают и повторяют операцию. Первый период длится от 6 ч до суток в зависимости от содержания меди в штейн. Так продолжают до тех пор, пока в конвертере не накопится достаточное количество белого штейна.