Рафинирование черновой меди.
Медь должна быть очищена от примесей.
Для Норильского региона: Со, Ni,
Для Уральского региона: Pb, Zn, As.
Рафинирование черновой меди проводят в 2 стадии:
Окислительная стадия – не дает возможности получить чистую медь, марки M0 или М1;
Электролитическая стадия – получается более чистая медь, но это в 2-2,5 раза дороже, поэтому – 2 стадии.
Электролитическое рафинирование проводят всегда, когда есть благородные металлы, которые извлекаются только при электролизе.
Если благородных металлов мало, то применяется только окислительное рафинирование.
Окислительное (анодное, огненное (высок. T)) рафинирование.
Основано на различии, в сродстве к кислороду, меди и примесей.
При окислительном рафинировании удаляются примеси, имеющие более высокое сродство к кислороду.
Практическая возможность реализации принципа окислительного рафинирования черновой меди: оксиды большинства примесей не растворяются в металлической меди и они легче ее..
В расплав черновой меди подается дутье
По мере накапливания Cu2О в расплаве начинает протекать основная реакция:
Закись меди регулируется примесями, которые отбирают у нее О. Они не растворяясь всплывают на поверхность, образуя шлак.
Активность примесей минимальна если минимальна активность оксида металла, а активность закиси максимальна.
Чтобы достаточное содержание примесей было минимальным:
Надо обеспечить max активность CuО (достигается добавление О);
Надо обеспечить min активность MeО (достигается добавкой флюсов и частым сниманием шлака).
Процесс рафинирования – периодический процесс.
Весь цикл занимает 18-32 ч.
Основные операции анодного рафинирования:
Загрузка черновой меди в печь (либо в твердом, либо в жидком виде);
Нагрев черновой меди (за счет тепла от сжигания топлива). Сжигание топлива производится над медью по типу ОП. Процесс ведется с небольшим избытком О;
Окисление черновой меди (в расплав попадает воздух через боковые фурмы или через специальные трубочки, погружаемые в расплав Cu);
Съем шлака после окисления Cu. В нем концентрируются примеси, которые окисляются быстрее Cu, и анодная медь (до 40-54%)
Дразнение (раскисление) Cu (восстановление)
Дразнение на плотность: Цель: удалить газовые включения из Cu после ее окисления. Ведется в нейтральной или слабо-восстановительной среде. |
Дразнение на ковкость: Цель: Восстановить закись меди, т. е. удалить из нее О
|
Из насыщенной по О, Cu аноды получаются плохого качества при электролизе химический раствор Cu в электролите Cu восстанавливают.
Восстановитель: природный газ, мазут, дизельное топливо, древесина.
Кислород из меди полностью не удаляется, а оставляется [О] = 0,05=0,2%.
При [О] 0,05 Сu получается навороженная, пузырчатая плохие аноды.
Основное требование к восстановителю – малая концентрация серы.
Разливка анодной меди в слитки (аноды весом 300 кг.). Разливка производится на карусельных машинах охлаждение этих слитков затем они направляются на электролитическое рафинирование.
Медь, насыщенную кислородом нельзя отправлять на электролиз по двум причинам:
Из такой меди получаются аноды плохого качества;
При электролизе такой меди происходит химическое растворение меди.
Медь надо подвергать раскислению (восстановлению) или дразнению.