- •Металлургия цветных металлов. Комков Алексей Александрович (тел. 236-10-01).
- •Общие вопросы металлургии.
- •Металлы и их классификация.
- •Цветные металлы
- •Классификация металлургических процессов.
- •Пирометаллургические процессы.
- •Плавка.
- •Дистилляция.
- •Гидрометаллургические процессы.
- •Металлургия меди.
- •Традиционные процессы плавки.
- •1. Отражательная плавка.
- •Окислительный обжиг.
- •2. Рудотермическая электроплавка.
- •Автогенные процессы плавки.
- •Плавка во взвешенном состоянии (пвп)
- •Кислородно-факельная плавка (кфп)
- •Характеристики процессов.
- •Особенности технико-экономических показателей с физико-химическими условиями и конструкцией аппарата.
- •3 Стадии превращений:
- •Конвертирование медных штейнов.
- •Периодическое конвертирование медных штейнов в горизонтальных конверторах Пирс-Смитта.
- •2 Основных периода:
- •Первый период конвертирования:
- •Второй период конвертирования:
- •Рафинирование черновой меди.
- •Окислительное (анодное, огненное (высок. T)) рафинирование.
- •Электролиз.
- •Электролизная ванна:
- •Основные технико-экономические показатели при электролизе.
- •Производство никеля из окисленных никелевых руд.
- •Получение Ni из окисленных Cu-Ni руд.
- •Конвертирование.
- •Разделение файнштейна.
- •Традиционная схема обогащния.
- •Плавка на штейн.
- •Получение никеля из сульфидных руд.
2 Основных периода:
Получение белого мата;
Получение черновой меди.
Первый период конвертирования:
Окисление сульфида железа. 80% Cu определ. набор последовательных операций – циклический период.
Залив штейна в конвертор. Для этого конвертор поворачивают.
Окисление меди. Для этого добавляют кремнезем; по мере продувки штейна конвертор начинает разогреваться. Температура может превысить пределы и для предотвращения этого в конвертор дают холодные обороты. Холодные обороты – твердые, медесодержащие материалы: корки застывшего при перевозке расплава штейна, корки конверторного шлака, низкосортный лом.
Слив конверторного шлаки в ковш. Перед сливом добавляют новую порцию конверторного шлака.
Накапливание внутри конвертора до 50-60% богатой массы с содержанием Cu до 50-60%, для чего постоянно добавляют новый конверторный шлак.
Эту богатую массу продувают так, чтобы удалить все железо и получить белый матт.
Конверторный шлак, который сливают из конвертора содержит 3% Cu. и затем заливается ковшами в плавильные печи для извлечения Сu.
Шлак холостой продувки в печи не возвращается, а направляется в другие конверторы.
Отходящие газы первого периода конвертирования, без разбавления, могут содержать, теоретически – 14% SO2, на практике, газы разбавляются и содержат 6-12% SO2.
Первый период конвертирования заканчивается получением белого матта и конверторного шлака.
В первом периоде топливо не используется.
Тепловой баланс зависит от состава исходного штейна. Конвертирование бедных штейнов невыгодно т. к. температура, холодные обороты, период конвертирования.
Второй период конвертирования:
Цель – получение из белого матта черновой меди.
Шлаков практически не образуется. Образуется только газ и черновая меде в конце процесса. Холодные обороты не добавляются.
Температура – 1220-1250 С и постепенно к концу процесса.
Внутри конвертора 2-го расплава – белый матт и черновая медь.
Содержание серы в черновой меди – 1,3 %. По мере продувки белый матт удаляется, окисляется.
После того, как белый матт полностью окислится черновая медь еще некоторое время продувается воздухом с целью удаления из нее растворенной серы.
Затем, конвертер останавливают и черновую медь сливают.
Содержание меди в черновой меди – 97,5-99,5%.
Недостатки:
Основные недостатки связанны с периодичностью, цикличностью процесса.
Нестабильный поток отходящих газов. Для утилизации серы из отходящих газов необходимо выдерживать строгий совместной работы конверторов. Одновременно под дутьем должны находиться как минимум 2 конвертора.
Малый срок службы (в лучшем случае, конверторы служат 3 месяца между ремонтами), т. к. разрушается футеровка внутри аппарата из-за колебаний температуры внутри конвертора и высоких температур в околофурменной зоне.
Выбросы в атмосферу цеха сернистого газа.
Малое время под дутье, что снижает производительность аппарата. Под дутье находится около 50% времени, увеличить это время удается только до 60%.
Достоинства:
Простота конструкции;
Большой опыт эксплуатации.
Будущее за процессами непрерывного конвертирования.
3 технологии непрерывного получения Cu из штейна:
Мицубиси;
Процесс взвешенного конвертирования;
Процесс Норандо.
Достоинства:
Получение стабильного потока отходящих газов возможность исключить выбросы SO2 в атмосферу и в цех.