4. Огневое и электролитическое рафинирование

Огневое рафинирование проводится при температуре 11301150С в отражательных печах, подобных штейновым, емкостью до 500 т (габариты 15х5х0.9м). Их отапливают природным газом или угольной пылью. Продолжительность плавки достигает 20 часов.

Огневое рафинирование состоит из следующих стадий:

1. расплавление меди;

2. окисление примесей;

3. удаление растворенных газов (дразнение на плотность);

4. раскисление (дразнение на ковкость);

5. разливка.

В результате металл содержит: 0,5% примесей, остальное – медь.

Медь разливают в плоские изложницы, получая аноды, толщиной 4050 мм и массой 300350 кг, которые отправляются на электролитическое рафинирование.

Электролитические рафинирование позволяет выпускать медь высокой степени чистоты, извлекать благородные металлы и ценные элементы. Процесс проводится в ваннах с электролитом (3040 г меди на 1 л и 200 г на 1 л серной кислоты), подогретым примерно до 70С.

Размеры ванны: длина 5,5 м, ширина 1 м, глубина 1,20 м, материал ванны – железобетон или дерево, выложенные внутри свинцом или винипластом.

В ваннах установлено до 45 катодов из чистой меди, толщиной 0,60,8 мм и на 1 меньше анодов. При электролизе анод растворяется за 512 суток. Медь из раствора выделяется на катоде; катодные матрицы обычно через сутки извлекают из ванны и снимают с них по два листа осевшей меди, толщиной 23 мм. Их промывают и переплавляют в электрических печах в вайербарсы (чушковая медь), содержащие не менее 99,95 %. (Просмотр видеофильма).

Контрольные вопросы по теме 2.1

1. Медь, ее свойства и область применения

2. Какие существуют сплавы на основе меди?

3. Какие виды руд используют в медном производстве?

4. Где и как используется сера, входящая в состав сульфидных руд?

5. Из каких переделов состоит процесс получения меди?

6. Для чего проводят обжиг концентратов и руд?

7. Химизм процесса обжига

8. В чем заключается механизм обжига?

9. Как устроена печь кипящего слоя?

10.Какие продукты получают при обжиге медных концентратов и руд?

11. Цель плавки на штейн?

12. В каких печах осуществляется плавка огарка?

13. Сущность плавки в отражательных печах

14. Что представляет собой шахтная печь?

15. Какие виды шахтных плавок существуют?

16. Цель конвертирования.

17. Из каких периодов состоит конвертирование?

18.Какие продукты получают при конвертировании?

19. Виды рафинирования черновой меди

20.В чем заключается сущность электролиза?

2.2 Автогенный нагрев печей

Автогенные процессы – это технологические процессы, которые осуществляется полностью за счет внутренних энергетических ресурсов, без затрат посторонних источников тепловой энергии.

Плавке в автогенном режиме подвергаются железосодержащее сульфидное сырье.

Основная доля тепла в автогенных процессах выделяется при окислении железа серой. В качестве окислителя могут использовать воздух (обогащенный кислородом – дутье) или технологический кислород

(98 – 99  О₂).

Основное требование к сырью:

- наличие в нем компонентов, суммарной реакцией которых при взаимодействии кислорода (дутья), выделяют тепло, достаточное для расплавления продуктов плавки.

Основное условие автогенности:

-тепло, выделяемое при окислении сульфидов, должно быть больше

тепла, расходуемого на нагрев и плавление продуктов реакции:

Все автогенные процессы являются совмещенными. Они объединяют в одном металлургическом агрегате отжиг, плавку на штейн и частичное или полное конвертирование. Это позволяет наиболее рационально переводить серу из исходной шихты в газы (постепенно).

Технологически эти процессы различаются методом сжигания сульфидов, которое проводится в факеле (во взвешенном состоянии) и в расплаве.

Оборудование:

-по методу фирмы «Норанда» (Канада);

- по методу «Мицубиси» (Япония);

-печи Ванюкова –наиболее производительные (Россия).