Отстаивание
Печь отстоя AUSMELT может быть либо электрической, либо топливной. Печь отстоя предназначена для физического отделения штейна от шлака. Печь отстоя AUSMELT непрерывно принимает штейн и шлак из плавильной печи и создаёт «буферную» ёмкость, необходимую для последующих переделов, и обеспечения непрерывной работы плавильной печи.
При стандартной плавке шлак из печи отстоя AUSMELT содержит менее 0,6% меди. Такой шлак обычно относится к отвальным и из печи отстоя вывозится в отвал через сифонный выпуск. Штейн может выпускаться непрерывно или периодически в зависимости от того, как организовано конвертирование.
Конвертирование
Конвертер AUSMELT посредством погружной фурмы позволяет получать высокосортную малосернистую черновую медь. Конвертеры непрерывного действия позволяют получать до 400000 тонн в год черновой меди с одной печи, что есть существенное преимущество в сравнении с конвертерами AUSMELT полунепрерывного действия, ограниченными производительностью в 100000 тонн черновой меди.
Непрерывное конвертирование позволяет получить черновую медь в один этап непосредственно из штейна, что исключает необходимость производства сначала белого матта (рис. 4), в то время как конвертеры AUSMELT полунепрерывного действия основаны на двухстадийном процессе, в котором:
1) штейн окисляется во время подачи или загрузки штейна для получения белого матта, содержащего 72-78% меди;
2) белый матт далее окисляется до черновой меди, подходящей для розлива анодов.
Конвертеры AUSMELT могут перерабатывать жидкий штейн, твердый штейн или их сочетание. Высокая интенсивность перемешивания ванны обеспечивает высокую степень переноса энергии и реакции кислорода. В отличие от традиционных технологий с роторными агрегатами конвертеры AUSMELT непрерывно перерабатывают штейн в черновую медь без необходимости остановки работы между стадиями для добавления флюса или слива шлака. Конвертеры AUSMELT имеют высокий коэффициент полезного использования, т.к. конвертер задействован по времени на 90% по сравнению с 40-50% у конвертеров Peirce Smith. Таким образом, сокращается количество ёмкостей, снижаются расходы на техническое обслуживание и удельные затраты на тонну производимой меди.
Как и медеплавильная печь AUSMELT, стационарный неподвижный конвертер обеспечивает прекрасную герметичность между печью и системой отходящих газов, высокий уровень улавливания серы (более 98%) и низкий уровень разбавления потока отходящего газа (исчезают «подсосы»), что обеспечивает высокую концентрацию SO2 (> 8% SO2). Системы управления процессом, интегрированные с оборудованием, позволяют добиться повышенного уровня контроля качества продукции операторами, содержания Fe и S — в пределах ± 0,2%.
Рис.4. Схема технологического процесса непрерывного конвертирования AUSMELT
Процесс ausmelt
Технология плавки AUSMELT для переработки медного сырья основана на реакциях между сульфидными и металлическими компонентами сырья с кислородом и оксидом железа, содержащимся в ванне. Все критические для технологии процессы, включая растворение сырья, перенос энергии, реакции и первичное сгорание, происходят в шлаковом слое. Интенсивное бурление в емкости печи обеспечивает быстрые реакции и небольшой период выдержки. Печь AUSMELT схематически показана на рис. 6.
Ядро технологии — это вертикально подвешенная фурма, погруженная в расплавленную ванну. Технологические газы (воздух и кислород) и топливо вдуваются через фурму. Топливо сгорает у кончика фурмы, обеспечивая разогрев печи. Шлак прекрасно перемешивается, движимый потоками технологических газов. Контролируемое вихревое движение технологического воздуха в фурме охлаждает внешний слой для затвердевания шлакового слоя на поверхности фурмы. Твердый шлаковый слой защищает фурму от разрушения в высоко агрессивной среде.
Фурма AUSMELT имеет сходство с традиционными дутьевыми фурмами — она так же дозирует технологический газ в среду реакции, в данном случае — в шлак. Однако, в отличие от дутьевой фурмы, фурмы AUSMELT не «зарастают» и не испытывают износа горелочных камней.
Степень окисления и восстановления процесса управляется настройкой соотношения между подачей топлива и кислорода, поступающих в фурму, и настройкой пропорции восстановительного угля и сырья. Это обеспечивает работу печи в различных условиях — от сильно окислительных до резко восстановительных.