3. Оборудование, технические инструментальные средства:

В лабораторных условиях плавка медного концентрата проводится в электропечи с силитовыми нагревателями. Для работы используются термостойкие графитошамотовые тигли. Замер температуры в печи производится платино-платинородиевой термопарой с регистрацией ее ПСР 1-03. Схема установки представлена на рисунке 3.

Шихта для плавки состоит из огарка или концентрата (в зависимости от задания), состав которого дается преподавателем, флюсов и конверторного шлака. Количество флюсов и конверторного шлака определяется металлургическим расчетом.

4. Описание установки

Лабораторная установка для плавки медного концентрата представляет собой электропечь с силитовыми нагревателями и плотно закрываемой крышкой. Температура в печи контролируется платино-платинородиевой термопарой. установленной в печь сбоку. Шихта для плавки загружается в термостойкие графитошамотовые тигли, тигли устанавливаются в печь, предварительно разогретую до нужной температуры, и закрывается крышкой.

Рисунок 3 – Печь для плавки руд и концентратов

1. Электропечь, 2 – тигель с шихтой, 3 – термопара

5. Порядок выполнения работы

Проведение работы начинается с расчета шихты. Состав концентрата, конверторного шлака, флюса и другие данные, необходимые для расчета шихты, задаются преподавателем. Методика расчета шихты приведена ниже.

Найденные путем металлургического расчета количества компонентов шихты взвешиваются. Шихта тщательно перемешивается и загружается в предварительно прокаленный графитошамотовый тигель. Тигель с шихтой железными щипцами ставится в разогретую до 1300⁰С печь. По мере нагрева шихты в тигле можно наблюдать за процессом ее плавления. Смотреть в раскаленную печь можно только через защитные синие очки, работа около печи ведется в спецодежде.

После расплавления всей массы шихты тигель выдерживают в печи еще в течение 10 минут для лучшего отстаивания штейна от шлака. Затем тигель осторожно извлекается из печи щипцами и охлаждается. Следует познакомиться с некоторыми свойствами шлака в расплавленном состоянии. По ним можно приближенно судить о составе шлака. Если шлак кислый, содержит много кремнезема, то он обладает способностью вытягиваться в длинные нити, что объясняется значительной вязкостью такого шлака. Основной, сильно железистый или известковистый, «короткий» шлак не обладает способностью вытягиваться в нити. Это можно наблюдать при осторожном прикосновении железным прутом к поверхности расплавленного шлака.

После охлаждения продукты плавки выбиваются из тигля (при этом надо стараться не разбить его). Штейн в шлак тщательно отделяются друг от друга и взвешиваются. Полученные результаты сравниваются с расчетными. В случае значительного их расхождения выясняются причины отклонения опытных данных от расчетных.

Цвет штейна в изломе изменяется в зависимости от содержания меди в нем. Полученный штейн сравнивается с образцами, имеющими точный химический состав.

6. Пример расчета

Расчет шихты ведется на 100г исходного материала (огарка, концентрата).

Плавка огарка. Состав огарка: Cu-13%, Fe-44,5%, Zn-2,7%, S-13,5%, SiO₂-6,0%, CaO-1,3%.

Степень десульфуризации при плавке 23%.

Извлечение меди в штейн -95%.

Содержание серы в штейне (по правилу Мостовича) – 25%.

Состав флюсов: кварц -100% SiO₂, известняк -56%СаО.

Состав конвертерного шлака: Cu-1,5%, Fe-50%, SiO₂-26%.

Извлечение меди из конвертерного шлака – 85%.

Плавку ведут на один из шлаков, составы которых представлены в таблице 2.

Таблица 2- Состав шлаков

№ шлака	Состав шлака, %
	SiO2	FeО	СаО
1	34,0	50,0	6,0
2	34,0	48,0	8,0
3	35,0	50,0	5,0
4	35,0	45,0	10,0
5	36,0	50,0	4,0
6	36,0	45,0	9,0
7	37,0	48,0	5,0
8	37,0	50,0	3,0
9	38,0	45,0	7,0
10	38,0	48,0	6,0