1.5.2. Збагачення мідних руд

Мідні руди збагачують головним чином методом флота­ції. Попередньо руду подрібнюють і розмелюють на частинки завбільшки 0,05.-0,5 мм. їх перемішують з водою та невели­кою кількістю спеціальних реагентів, що утворюють на по­верхні рудної речовини плівку, погано змочувану водою. Таку

Таблиця 1.5.1 Виробництво рафінованої міді в світі та в деяких країнах, млн т

[13; 21]

водяну суспензію — пульпу — наливають у ванну флотацій­ної машини і продувають стисненим повітрям. Дрібні бульбаш­ки повітря прилипають до плівки, яка є на частинках рудної речовини, й виносять їх у вигляді піни на поверхню ванни. Піну згрібають і після фільтрації й подальшого сушіння з неї отримують мідний концентрат, що містить 10...35 % міді. Пуста порода, змочена водою, осідає на дно машини, звідки її періодично вибирають.

1.5.3. Випалювання мідних руд

Випалюванням, частково вилучають із руди сірку, перетво­рюючи її під дією кисню в сірчистий ангідрид S0₂. За рахунок цієї реакції піч нагрівається до температури 600...700 °С.

Піч для випалювання дрібного мідного концентрату склада­ється зі сталевого циліндричного корпуса, викладеного всередині футерівкою 8 (рис. 1.5.2) із шамотної цегли. Концентрат 4 заван­тажують у піч через вікно 5. У дні 1 печі є отвори, крізь які вдувають повітря, що надходить від труби 3 через коробку 2. Швидкість повітря добирають так, щоб частинки концентрату зависали в його потоці. Через це внизу печі утворюється шар, що нагадує в'язку киплячу рідину. Частинки руди в ньому кон­тактують з повітрям всією поверхнею, внаслідок чого їхня окси­дація відбувається дуже інтенсивно. Випалений концентрат — огарок -- пересипається через поріг 10 у вивідну трубу 11.

5

Найдрібніші частинки концентрату 6 виносять гази в циклон-апарат 7, де вони осідають і зсипаються також у вивідну трубу. Ангідрид S0₂ використовують для отримання сірчаної кислоти. Випалювання у киплячому шарі є прогресивним технологіч­ним процесом порівняно з випалюванням у вертикальних багато-подових циліндричних печах.

1.5.4. Отримання мідного штейну

Мідний штейн отримують із випаленого мідного концент­рату у полуменевих печах місткістю 100 т і більше. Піч нагрі­вають мазутом, вугільним порошком або природним газом до температури 1600 °С. Шихту — мідний концентрат і флюс (Si0₂) — завантажують крізь отвори у склепінні печі. Під час виплавлення деяка частина сульфіду заліза FeS переходить в оксид заліза за реакцією:

Cu₂0 + FeS = Cu₂S + FeO. (1.5.1)

Оксид заліза FeO вступає у взаємодію з флюсом Si0₂:

2FeO + Si0₂ = (FeO)₂-Si0₂. (1.5.2)

Утворена сполука (FeO)₂^-Si0₂ переходить у шлак. У шлак

переходять також інші оксиди пустої породи. Штейн і шлак

періодично випускають.

До складу мідного штейну входять переважно сульфід міді

Cu₂S, сульфід заліза FeS і невелика кількість інших домішок.

Штейн містить 20...60 % міді й має температуру плавлення

950...1050 °С.

1.5.5. Отримання чорнової міді

Чорнову мідь отримують із рідкого штейну в циліндрично­му конвертері горизонтального типу з бічним повітряним дут­тям. Він складається зі сталевого кожуха 3 (рис. 1.5.3), футеро-ваного магнезитною цеглою 4. Крізь горловину 5 наливають штейн і насипають флюс у вигляді Si0₂. Конвертер опирається бандажами 2 на тяглові ролики 1, які повертають його горлови­ною вниз для виливання шлаку 6 і чорнової міді 7. Повітря під деяким тиском вдувають у фурми 8 кількістю 40...50 штук.

58

Процес отримання чорнової міді складається із двох стадій. У першій стадії, що триває 6...25 год, киснем повітря окси­дують сульфід заліза FeS:

2FeS + ЗО, = 2FeO + 2S0₂. (1.5.3)

Кремнезем Si0₂ ошлаковує FeO за реакцією (1.5.2). Напри­кінці першої стадії шлак виливають у ківш.

2Cu₂S + 30₂ = 2Си₂0 + 2S0₂, 2Cu₂0 + Cu₂S = 6Cu + S0₂.

У другій стадії протягом 2...З год сульфід міді оксидується вдуванням у розплав повітря, утворюючи чорнову мідь за реак­ціями:

(1.5.4)

(1.5.5)

Теплота оксидації підвищує температуру розплаву до 1200... 1300 °С. Отримана чорнова мідь містить до 2 % домішок (нікель, олово, свинець, срібло, золото). ї розливають у зливки або плити, які використовують згодом для рафінування.