Рафинирование меди. Огневое рафинирование

27 вопрос (Рафинирование меди. Огневое рафинирование)

6.10. Рафинирование меди

Черновая медь, выплавляемая из первичного и вторичного сырья, содержит 99,2–97,5 % основного металла и до 2,5 % примесей, главные из которых железо, сера, никель, висмут, сурьма, золото, серебро, селен, теллур и растворенные газы. Многие примеси, в том числе и газы, значительно понижают механические свойства меди, особенно ее пластичность. Все примеси, исключая благородные металлы, ухудшают электропроводность меди. В черновой меди бывает до 400 г/т Аu и до 3000 г/т Ag. Благородные металлы представляют значительную ценность и должны быть выделены при рафинировании.

Сорта товарной меди в нашей стране характеризуются двенадцатью марками согласно ГОСТ 859–2001.

Известны два способа рафинирования меди – огневой и электролитический.

Первым из них можно получить металл с содержанием меди 99,7 %; золото и серебро огневым рафинированием не удаляются. Электролизом получают медь более высокой чистоты и извлекают из нее благородные металлы. Электролитическое рафинирование сложнее и дороже огневого, однако дополнительные затраты в значительной степени окупаются за счет попутно извлекаемых благородных металлов.

В настоящее время при высоких требованиях к чистоте меди почти всю ее рафинируют электролизом. Качество рафинированной меди повышается, а затраты на переработку становятся меньше, если основную массу примесей предварительно удалить огневым способом. Поэтому электролитическому рафинированию меди обычно предшествует огневое рафинирование.

6.10.1. огневое рафинирование

Медь рафинируют огневым способом в отражательных печах (рис. 43).

Рис. 43. Печь для огневого рафинирования меди: 1 – лещадь; 2 – свод; 3 – форсуночные окна; 4 – рабочие окна; 5 – газоход; 6 – дверцы рабочих окон; 7 – чугунные плиты; 8 – каналы в кладке

Ванна печи глубиной 900 мм вмещает до 400 т жидкой меди; длина 12–15 м, ширина около 5 м.

Рафинировочные печи отапливаются мазутом, или природным газом. Необходимое требование к указанному топливу – малое содержание в нем серы, так как SO₂ из печных газов загрязняет медь серой.

Ванну печи выкладывают из динасового кирпича или периклазошпинелидного кирпича. Стены и подвесной или распорно-подвесной свод набирают из периклазового или периклазохромитового кирпича. В стенах, облицованных снаружи чугунными плитами, выполняют рабочие окна с поднимающими заслонками.

Отопление современных больших печей автоматизировано: топливо и воздух подают в заданном соотношении; медь загружают механической лопатой, установленной на тележке мостового крана (рис. 44). Лопата захватывает до 3,5 т штыковой меди; жидкую медь заливают ковшами с помощью крана или миксер-вагона, вмещающего до 70 т металла.

Рафинирование слагается из следующих последовательных стадий: расплавление, окисление примесей и съем шлака, удаление растворенных газов, раскисление меди и разливка. Общая продолжительность его при работе на твердой меди 12–24 ч.

Рис. 44. Цех огневого рафинирования меди: 1 – печь для огневого рафинирования; 2 – мостовой кран с лопатой для загрузки меди; 3 – разливочная машина: 4 – анод; 5 – мостовые краны

Примеси окисляют воздухом, который вдувают через футерованные железные трубы диаметром 20–40 мм, погруженные в расплавленную медь