Tradičný princíp tavenia zariadenia z pyrometalurgického koncentrátu sulfidu medi ako hlavnej suroviny

Tavenie sa týka hlavne tavenia matného tavenia, ktorého cieľom je oxidovať určité množstvo železa v medenom koncentráte alebo praženej rude a odstrániť ho z tvorby trosky, ako je hlušina a tavivo, čo vedie k produkcii kamínku bohatého na meď (xCu2S · yFeS). Celkové množstvo medi, železa a síry v kamene často predstavuje 80 až 90 percent a takmer všetky vzácne kovy v vsádzke pece vstupujú do kamienok.
Tradičným zariadením na tavenie matného plechu je vysoká pec, dozvuková pec, elektrická pec a pod. Novovybudované moderné veľké medené huty využívajú väčšinou bleskové pece. Vysoká pec na tavenie je vertikálna pec, ktorú už dlhú dobu využívajú malé krajiny na priame tavenie medi. Tradičnou metódou je spekanie a tavenie vo vysokej peci. Koncentrát sulfidovej medi sa najskôr speká a praží, aby sa odstránila časť síry, čím sa z neho vytvorí sintrovaná hrudka. Pridáva sa do pece vo vrstvách s tavivom, koksom a inými vsádzkovými materiálmi a počas tavenia vytvára kôstkovitý a odpadovú trosku. Táto metóda má nízky obsah SO2 v spalinách, čo sťažuje ekonomické získavanie síry. S cieľom odstrániť nebezpečenstvo dymu a získať síru z koncentrátov bola v päťdesiatych rokoch vyvinutá metóda tavenia koncentrátu vo vysokej peci, ktorá zahŕňa zmiešanie a miesenie koncentrátu sulfidu meďnatého na pastu a potom pridanie niektorých blokových materiálov, taviva, koksu atď. dávky z centrálneho prívodného otvoru na vrchu pece na vytvorenie materiálového tesnenia, zníženie úniku vzduchu a zvýšenie koncentrácie SO2. Vymiesený materiál sa suší a praží horúcimi spalinami v peci, aby sa vytvoril stĺpec spekaného materiálu, a blokový materiál je tiež obalený okolo stĺpca spekaného materiálu v stĺpcovom tvare, aby sa zachovala priedušnosť a zabezpečila sa normálna prevádzka taviacej operácie.
Obsah medi v kamene závisí od stupňa koncentrátu a rýchlosti odsírenia počas procesu praženia a tavenia. Svetová matná trieda vo všeobecnosti obsahuje 40 percent až 55 percent medi. Výroba vysokokvalitného matu môže viac využiť teplo sulfidovej reakcie a skrátiť čas fúkania ďalšieho procesu. Obsah medi v taviacej troske súvisí so stupňom kameňa a obsah medi v odpadovej troske je vo všeobecnosti medzi 0,4 percenta a 0,5 percenta. Hlavné reakcie počas procesu tavenia sú:
2CuFeS2→Cu2S plus 2FeS plus S
Cu2O plus FeS→Cu2S plus FeO
2FeS plus 3O2 plus SiO2→2FeO·SiO2 plus 2SO2
2FeO plus Si02→2FeO·SiO2
Dozvuková pec je obdĺžniková a postavená z vysokokvalitných žiaruvzdorných materiálov. Horák je umiestnený v hlave pece a spaliny sú odvádzané zo zadnej časti. Materiál pece sa pridáva z hornej alebo hornej časti bočnej steny a kamienok sa vypúšťa z otvoru na kôs v spodnej časti bočnej steny. Troska sa vypúšťa z otvoru na vypúšťanie trosky pod bočnou stenou alebo koncovou stenou. Teplota hlavy pece sa pohybuje od 1500 stupňov do 1550 stupňov, teplota konca pece sa pohybuje od 1250 stupňov do 1300 stupňov a výstupná teplota spalín je okolo 1200 stupňov. Pri tavení a pražení rudy je spotreba paliva 10 až 15 percent a spotreba energie lôžka je 3-6 t/(m2 · deň). Medený koncentrát sa privádza priamo do pece s množstvom paliva 16 až 25 percent a energetickou rýchlosťou lôžka 2-4 t/(m2 · deň) a nazýva sa tavenie surového koncentrátu.
Proces tavenia v dozvukovej peci je vhodný na spracovanie flotačného práškového koncentrátu. Rýchlosť odsírenia procesu tavenia v dozvukovej peci je nízka, iba 20 percent ~ 30 percent, čo je vhodné na spracovanie koncentrátu s vysokou kvalitou medi. Ak surovina obsahuje nízky obsah medi a vysoký obsah síry, je potrebné ju pred tavením opražiť. Rozsah výroby dozvukovej pece môže byť rozsiahly a má silnú prispôsobivosť surovinám a palivám. Už dlhú dobu je hlavným zariadením na tavenie medi. V 70. rokoch 20. storočia krajiny skúmali zlepšenie tavenia v dozvukovej peci a niektoré používali zariadenia na rozprašovanie kyslíka na vstrekovanie koncentrátov do pece na posilnenie tesnenia na zvýšenie koncentrácie SO2. Prvá taviaca pec spoločnosti China Baiyin Corporation pridala do taveniny medený koncentrát v dozvukovej peci na vysokotlakové tavenie, čím sa zlepšila pevnosť tavenia a spaliny sa môžu použiť na výrobu kyseliny sírovej. Až do začiatku 80. rokov 20. storočia bola kapacita dozvukových pecí udržiavaná na celom svete stále na prvom mieste v zariadeniach na tavenie medi. Skriňová elektrická pec, ale dozvuková pec má veľké množstvo spalín a len asi 1 percento SO2 sa ťažko regeneruje. Tepelná účinnosť dozvukovej pece je iba 25 percent ~ 30 percent a reakčné teplo v procese tavenia sa využíva menej a potrebné teplo je dodávané hlavne prídavným palivom.
Na tavenie medi v elektrickej peci sa používa odporová oblúková pec, známa aj ako banská termoelektrická pec, ktorá má široký rozsah prispôsobivosti materiálom. Vo všeobecnosti sa používa v oblastiach s nízkymi cenami elektrickej energie a na spracovanie koncentrátov obsahujúcich žiaruvzdornú hlušinu. Množstvo spalín produkovaných tavením v elektrickej peci je relatívne malé. Pri správnej regulácii môže koncentrácia SO2 v spalinách dosiahnuť okolo 5 percent, čo je prospešné pre regeneráciu síry.
Elektrické pece na tavenie medi sú väčšinou pravouhlé, pričom niektoré sú kruhové. Veľké elektrické pece sú zvyčajne 30 m až 35 m dlhé, 8 m až 10 m široké a 4 m až 5 m vysoké. Používajú šesť samovypaľovacích elektród s priemerom 1,2 m až 1,8 m a sú napájané tromi jednofázovými transformátormi. Zdanlivý výkon elektrickej pece sa pohybuje v rozmedzí od 3 000 do 50 000 kilovoltampérov, s plošným výkonom lôžka pece približne 100 kW/m2, energetickou mierou lôžka 3-6 t/(m2 · deň), výkonom vsádzky pece spotreba 400 až 500 kW · h/t a spotreba elektródovej pasty približne 2-3 kg/t.
Bleskové tavenie je sušenie zmesi koncentrátu sulfidu meďnatého a tavidla na obsah vody pod 0,3 percenta, zmiešanie s horúcim vzduchom (alebo kyslíkom alebo vzduchom obohateným kyslíkom), nastriekaním do pece na rýchlu oxidáciu a tavenie a vytváranie kamienkov a trosky. Jeho výhodou je, že elektrická pec má vysokú tavnú silu a dokáže plne využiť teplo oxidačnej reakcie sulfidu. Znížte spotrebu energie v procese tavenia. Rúrková pec Flash tavenie môže upraviť kvalitu matného povrchu vo veľkom rozsahu, vo všeobecnosti riadený na približne 50 percent, čo je výhodné pre ďalší krok konverzie. Troska však obsahuje vysoký obsah medi a vyžaduje ďalšie spracovanie.
Koncentrácia SO2 v spalinách môže presiahnuť 8 percent.
Matte blowing využíva tú vlastnosť, že sulfid železnatý sa ľahšie oxiduje ako sulfid meďný. V horizontálnom konvertore sa do roztaveného kamínku vháňa vzduch, aby oxidoval sulfid železnatý na oxid železnatý, ktorý sa potom odstraňuje tvorbou trosky s pridaným kremenným tavivom. Ostatné nečistoty sa čiastočne odstránia a potom fúkanie pokračuje v oxidácii síry na sírnik meďný do spalín, čo vedie k tomu, že surová meď obsahuje 98 percent až 99 percent medi a do surovej medi sa dostávajú aj drahé kovy.
Premena medeného matného kameňa je exotermická reakcia, ktorá sa môže uskutočniť samozahrievaním. Zvyčajne je potrebné pridať nejaké studené materiály, aby absorbovali prebytočné teplo. Troska po fúkaní má vysoký obsah medi, zvyčajne 2 až 5 percent, a vracia sa do taviacej pece alebo sa spracuje metódami, ako je zušľachťovanie alebo riedenie v boxovej elektrickej peci. Koncentrácia SO2 vo vyfukovaných spalinách je relatívne vysoká, vo všeobecnosti sa pohybuje od 8 percent do 12 percent, čo sa môže použiť na výrobu kyseliny. Proces fúkania sa vo všeobecnosti uskutočňuje pomocou horizontálneho konvertora s prerušovanou prevádzkou. Vzduch s pretlakom asi 1 kgf/cm2 je vháňaný do taveniny cez rad vzduchových otvorov inštalovaných po dĺžke konvertora. Prívod, odvod trosky, medený odvod a odvod dymu prechádzajú cez ústie pece na telese pece.
Pyrorafinácia a elektrolytická rafinácia pyrorafinácia surovej medi využíva skutočnosť, že niektoré nečistoty majú väčšiu afinitu ku kyslíku ako meď a ich oxidy sú nerozpustné v tekutej medi a odstraňujú sa oxidačnou troskou alebo prchaním. Počas procesu redukcie pokrývajte povrch medenej kvapaliny dreveným uhlím alebo koksom, aby ste zabránili reoxidácii. Po rafinácii sa môže odliať do medenej anódy alebo medeného ingotu na elektrolytickú rafináciu. Procesom je pridanie tekutej medi do rafinačnej pece, aby sa zahriala, alebo pridanie pevného medeného materiálu do pece na roztavenie, a potom fúkanie vzduchu do medenej kvapaliny, aby sa oxidovala, odparili nečistoty, troska z trosky a potom sa zredukoval oxid medi. vložením zeleného dreva alebo vstrekovaním ťažkého oleja, ropného plynu alebo čpavku do medenej kvapaliny. Rafinačná troska obsahuje vysoký obsah medi, ktorá sa môže vrátiť do konvertora na spracovanie a rafináciu v dozvukovej peci alebo rotačnej rafinačnej peci.
Fúkací cyklus je rozdelený do dvoch fáz: prvá fáza je oxidácia FeS na FeO, odstránenie trosky a získanie bielej matnej medi (Cu2S). Teplota tavenia sa pohybuje od 1150 stupňov do 1250 stupňov. Hlavná reakcia je:
2FeS＋3O2→2FeO plus 2SO2
2FeO plus Si02→2FeO·SiO2
Teplota tavenia sa pohybuje od 1200 stupňov do 1280 stupňov a meď z bieleho ľadu sa fúka a rafinuje na hrubú meď podľa nasledujúcej reakcie:
2Cu2S＋3O2→2Cu2O plus 2SO2
Cu2S plus 2Cu2O→6Cu plus SO2

Vyššie uvedený obsah organizuje spoločnosť Superb heather Company, super ohrievač. Hlavne profesionálna výroba: priemyselné vykurovacie telesá, prvky na meranie teploty, výrobné zariadenia, príslušenstvo a suroviny ako rúrkové ohrievače, rúrkové ohrievače, pásové ohrievače, keramické ohrievače, ohrievače zo silikónovej gumy, termočlánky atď.

Vitajte globálnych priemyselných partnerov na diskusiu o spolupráci!