Печь взвешенной плавки. Процесс плавки во взвешенном состоянии, страница 3

                                                                                   (1.1)

Диссоциация халькопирита протекает в атмосфере воздуха  при 515 – 550 с выделением , в атмосфере азота при 540 с выделением элементарной серы, при повышении температуры до 845 – 850 происходит образование штейнов.

1.2. Сернистая медь  при нагреве в нейтральной и восстановительной атмосфере легко разлагается, упругость паров серы при 502 достигает 595 мм.рт.ст. Диссоциация сернистой меди протекает по реакции:

                                                                                         (1.2)                                                                                     

1.3. Полусернистая медь  (халькозин) устойчива при высоких температурах, упругость диссоциации  при 1100 составляет  , что значительно ниже парциального давления паров серы в газовой фазе взвешенной плавки.

Приведенные выше сведения по поведению сульфидов меди при нагреве позволяют считать, что медные сульфидные минералы, содержащиеся в концентрате, в высокотемпературной окислительной атмосфере взвешенной плавки ведут себя различно. Сернистая медь и халькопирит, обладающие высокой упругостью диссоциации, по-видимому, первоначально диссоциируют, а продукты диссоциации, в частности сульфид железа и сера, подвергаются окислению. Халькозин при температурах взвешенной плавки не диссоциирует, а при избытке кислорода против необходимого для окисления сульфидов железа и серы окисляется им.

Оксид меди  – неустойчивое соединение при высоких температурах и нейтральной атмосфере, упругость диссоциации при при 1030 равна 212 . Диссоциация  приводит к образованию закиси меди , упругость диссоциации которой при 1185 составляет . Закись меди плавится при 235 без существенного изменения состава. В атмосфере взвешенной плавки закись меди – устойчивое соединение, а оксид меди может разлагаться в рабочем пространстве печи, за исключением начальной зоны, газовая фаза которой содержит повышенное содержание кислорода.

При взвешенной плавке на штейн образование ферритов меди затруднено из-за малого содержания оксидов железа и меди в концентрате и интенсивного восстановления последних сульфидов железа.

Соединения железа.

В медных концентратах, кроме медно-железных сульфидов, содержится пирит . Пирит при нагреве в нейтральной и восстановительной атмосфере диссоциирует с образованием твердых растворов  и  переменного состава и выделением элементарной серы, упругость диссоциации пирита при 680 равна . Полное разложение пирита с образованием  происходит при температурах около 1000. Сернистое железо в нейтральной и восстановительной атмосфере при высоких температурах очень устойчивое соединение, упругость диссоциации  вплоть до температуры плавления (1171) незначительна. Нагревание сульфидов железа в окислительной атмосфере сопровождается образованием окислов  и .

В шихте взвешенной плавки содержится обычно небольшое количество высших оксидов железа, поступающих в основном с оборотными материалами. Окись железа  имеет высокую температуру плавления – около 1560 и достаточно устойчива при нагревании в атмосфере воздуха. При 1350 – 1380 она диссоциирует по реакции:

                                                                                     (1.3)                                                                                   

При взвешенной плавке медных концентратов разложение оксида железа может протекать в высокотемпературной зоне плавильного пространства при снижении концентрации кислорода в газовой фазе.

Магнетит  имеет низкую упругость диссоциации –   при 1400, в нейтральной и окислительной атмосфере он плавится при температуре около 1590 без разложения. При температурах и атмосфере взвешенной плавки магнетит не разлагается. Закись железа — очень прочное соединение, упругость диссоциации при 1400 достигает  . При нагреве в нейтральной атмосфере закись железа практически не разлагается, в окислительной – окисляется до магнетита.