Автогенные процессы плавки.

– это такие процессы, в которых используется тепло от окисления сульфидов исходного сырья.

С точки зрения химии процесса, в автогенных процессах удается реализовать всего одну дополнительную реакцию:

Преимущества реакции:

• Реакция идет с большим выделением Q  не нужны расходы на топливо (2%);

• Можно регулировать состав штейна режимами самого процесса плавки;

• Т. н. малый расход топлива и степень десульфуризации = 80%, концентрация СО₂ – высокая (такие газы легко утилизировать с получением SO₂);

• V отходящих газов резко сокращается.

По способу окисления компонентов сырья:

1. Процессы плавки во взвешенном состоянии;

2. кислородно-факельная плавка

Процессы плавки в расплаве:

1. Процесс Ванюкова (плавка в жидкой ванне);

2. Процесс Мицубиси;

3. Процесс Осмелт;

4. Процесс Норада;

5. Процесс Кивует

6. Процесс Пекин.

Плавка во взвешенном состоянии (пвп)

Сжигание шихты в вертикальном падающем потоке.

В горелку подается нагретый до 500-600С воздух.

Можно получать штейны любого состава.

В качестве дутья используется воздух. подогретый до 600С или обогащенный кислородом.

Газы направляются в котел-утилизатор (он осаждает газы и удаляет пыль).

Получают пар → перегревают его → получают электроэнергию → на производство технического кислорода на плавку.

Печь может перерабатывать 300-2000т. шихты в сутки различного состава.

Из газов получают утилизированную серу.

Шлаки содержат 8-1% Cu, а штейны до 60%.

В конце устанавливается 2 электропечи для объединения шлаков.

Недостатки:

• Окисление происходит в газовой фазе  материал переокислен, содержит переизбыток магнетита;

• 7-8% загружаемого материала уходит с газовым потоком  надо опять собирать и направлять на плавку;

• Процесс требует дополнительного аппарата для объединения шлаков с получением бедного штейна;

• Глубокая сушка материала.

Технико-экономические показатели:

• Удельная производительность: при воздушном дутье – 7-12 т/м² в сутки

при обогащенном дутье – до 20 т/м² в сутки

• Температура подогрева дутья до 600С.

• Состав штейнов: 40-65% Cu, 10-20% SO₂, 7-11% пылеунос.

Кислородно-факельная плавка (кфп)

Кислород 75-98%.

Горение в горизонтальном факеле.

Шихту подают кислородом.

Получают штейны с содержанием меди 60-65%.

Регулируется состав штейна.

Процессы, происходящие в печи: нагрев, термическая диссоциация частиц, окисление, расплавление легкоплавких эвтектиков.

Процессы аналогичны ПВП.

Температура в факеле 1600-1700С.

Интенсивное горение  плавка характеризуется высоким пылеуносом: 14% шихты уносится с газовым потоком.

Из-за использования технического кислорода концентрация SO₂ в отходящих газах достигается 80%, температура отходящих газов – 1300-1350С. Газы горячие, их трудно охлаждать, поэтому их разбавляют и получают из них H₂SO₄.

Шлаки еще более окисленные, содержат 1,2-1,5% Cu  подвергают объединению, олучают бедный штейн (способ малоэффективный).

Не удается снизить содержание S менее 1%.

Шлаки отправляют на флотацию или в отражательную печь.

Температура высокая  аппаратура не очень стойкая.

Процессом неудобно управлять.

Пути управления температурными процессами:

1. Снижают расход шихты   расход дутья  температура ;

2.  расхода кислорода  Д_S  штейны более бедные  нагрузка на соседей;

Процесс Ванюкова как представитель процессов,

осуществляемых в расплавах.

Прототипом этого процесса послужил горизонтальный конвертер Пирса и Смита. Он применяется когда штейн перерабатывают на черновую медь.

Организация плавки

сульфидно-медного сырья в печи Ванюкова.

Дутье – высокообогащенное (содержание кислорода – 65-92%).

Шихта моментально перемешивается дутьем в расплав, где происходят физико-химические процессы. В фурменной зоне происходит образование шлака и штейна.

Штейновые капли скапливаются внизу, шлак непрерывно выпускается через шлаковый сифон, а штейн – через штейновый сифон.

Отходящие газы через аптейк печи поступают в процесс газоочистки.