3.2 Производство меди

Сырьем для производства меди служат сульфидные, оксидные или смешанные медные р у д ы, а также отходы меди и ее сплавов.

Медные руды подвергают обогащению. Их дробят и измельчают, затем рудный минерал отделяют от пустой породы на механических, пневматических или комбинированных флотационных машинах. В машины загружают пульпу, представляющую собой суспензию тонкоизмельченной руды в воде с добавками небольших количеств различных реагентов, продувают воздухом и перемешивают. Минералы под действием реагентов теряют способность смачиваться, зерна их прилипают к пузырькам воздуха и вместе с ними всплывают на поверхность ванны. Снятую пену с частицами минералов обезвоживают и получают концентраты медных руд.

Далее в печах КС проводится окислительный обжиг, направленный на десульфурацию бедных медью (<25%) концентратов. В результате содержание серы в концентрате уменьшается почти в два раза, а отходящие богатые серой газы (до 18...20% ) используются для производства серной кислоты.

Следующим этапом производства меди является плавка конце нтрата штейн. При этом расплавленная масса концентрата разделяется на две части: штейн, включающий сульфиды, и шлак-оксиды. Параллельно из медных руд могут извлекаться и другие металлы, в том числе и драгоценные. Существует несколько методов плавки концентрата паштейн.

Штейн, состоящий в основном из сульфидов, скапливается на дне ванны, а шлак, в котором собираются оксиды, растворенные в расплавленном силикате железа, располагается сверху. Выпуск штейна и шлака проводится раздельно. Содержание меди в штейне 20...45 %, шлаке 0,4 – 0,6%.

Плавка в шахтных печах также распространена в производстве штейна, когда из медных руд минуя окислительный обжиг серу во время процесса выжигают. В шахтных печах проводится и плавка вторичных медьсодержащих отходов. Шахта заполняется смесью кусковой руды, флюсов и кокса. В нижней части шахты через фурмы вдувается воздух, расходуемый на горение топлива и окисление сульфидов.

Преимуществами этого способа плавки являются высокая удельная производительность, лучшее использование теплоты, меньший расход топлива. Содержание меди в штейнах 15...25 %, на богатых рудах – 45...50 %, в шлаках – около 0,3 %.

В производстве цветных металлов все более широкое применение находят электрические печи. Для плавления медных руд бедных серой и тугоплавких концентратов используют руднотермические печи, работающие по принципу печей для электрошлакового переплава. Преимущества плавки в руднотермических печах по сравнению с отражательными признаны: повышенное извлечение цветных металлов; более высокая достижимая температура плавки; уменьшение газовыделения в 6... 10 раз; меньший расход флюсов.

В соответствии с ГОСТом первичная медь поставляется марок МОО (9,99% Си), МО (99,95% Си), Ml (99, 9% Си), М2 (99,7% Си), МЗ (99,5% Си).

3.3 Производство титана

Наиболее распространенными титановыми рудами являются ильменит, рутил, титаномагнетит, титанит и др.

В связи с низким содержанием оксида титана титановые руды обогащаются различными способами: гравитацией, магнитной или электрической сепарацией и т. д., после чего получают титановые концентраты, в которых содержание ТЮ₂ поднимается до 42...65%.

Следующим этапом производства титана является отделение оксидов железа (их более 40 % в концентратах наиболее распространенных ильменитовых руд) от оксида титана ТЮ₂. Восстановительную плавку концентрата титановой руды в смеси с древесным углем или антрацитом ведут в руднотермических печах при температуре 1600... 1650 °С. Извлечение титана в шлак составляет 96...97%; состав шлака: 80...90 % ТЮ₂, 2...S % FeO, 2 А % SiO₂, ОД..1 % СаО,2...4 % А1₂О₃, остальное – MgO, MnO, V₂O₅, Сг₂Оз- Титановый шлак хлорируют, чтобы получить четыреххлористый титан.

Шлак измельчают, перемешивают с углем или коксом и связующим веществом. Смесь прессуют в брикеты, прокаливаемые без доступа воздуха при 65О...8ОО°С.

Хлорирование брикетов проводят в шахтных хлораторах непрерывного действия.