Tradiční zařízení na princip tavení pyrometalurgického koncentrátu sulfidu mědi jako hlavní suroviny

Tavení se týká hlavně tavení matu, jehož cílem je oxidovat určité množství železa v měděném koncentrátu nebo pražené rudě a odstranit ho z tvorby strusky, jako je hlušina a tavidlo, což vede k produkci kamínku bohatého na měď (xCu2S · yFeS). Celkové množství mědi, železa a síry v kamínku často tvoří 80 až 90 procent a téměř všechny drahé kovy ve vsázce pece vstupují do kamínku.
Tradičním zařízením pro tavení kamínku je vysoká pec, dozvuková pec, elektrická pec atd. Nově budované moderní velké měděné hutě většinou využívají bleskové pece. Vysoká pec pro tavení je vertikální pec, kterou malé země používají k přímé tavbě mědi již dlouhou dobu. Tradiční metodou je slinování a vysokopecní tavení. Koncentrát sulfidové mědi se nejprve slinuje a praží, aby se odstranila část síry, čímž se z něj vytvoří slinutá hrudka. Přidává se do pece ve vrstvách s tavidlem, koksem a dalšími vsázkovými materiály a při tavení vytváří kamínky a odpadní strusku. Tato metoda má nízký obsah SO2 ve spalinách, což ztěžuje ekonomickou regeneraci síry. Za účelem eliminace nebezpečí kouře a získání síry z koncentrátů byla v 50. letech minulého století vyvinuta metoda vysokopecního tavení koncentrátu, která zahrnuje smíchání a hnětení koncentrátu sulfidu měďnatého na pastu a poté přidání některých blokových materiálů, tavidla, koksu atd. vsázky z centrálního přívodního otvoru v horní části pece k vytvoření těsnění materiálu, snížení úniku vzduchu a zvýšení koncentrace SO2. Hnětený materiál se suší a praží horkými spalinami v peci za vzniku sloupce slinutého materiálu a blokový materiál se také obaluje kolem sloupce slinutého materiálu ve sloupovitém tvaru, aby byla zachována prodyšnost a zajištěn normální provoz tavby.
Obsah mědi v kamínku závisí na jakosti koncentrátu a rychlosti odsíření během pražení a tavení. Světová třída matu obecně obsahuje 40 procenta až 55 procent mědi. Výroba vysoce kvalitního matu může více využít teplo sulfidové reakce a zkrátit dobu vyfukování dalšího procesu. Obsah mědi v tavicí strusce souvisí se stupněm kamínku a obsah mědi v odpadní strusce je obecně mezi 0,4 procenta a 0,5 procenta. Hlavní reakce během procesu tavení jsou:
2CuFeS2→Cu2S plus 2FeS plus S
Cu2O plus FeS→Cu2S plus FeO
2FeS plus 3O2 plus SiO2→2FeO·SiO2 plus 2SO2
2FeO plus SiO2→2FeO·SiO2
Reverberatorní pec je obdélníková a postavená z vysoce kvalitních žáruvzdorných materiálů. Hořák je umístěn v hlavě pece a spaliny jsou odváděny z ocasu. Materiál pece se přidává z horní nebo horní části boční stěny a kamínek je vypouštěn z otvoru pro kamínky ve spodní části boční stěny. Struska je vypouštěna z výstupního otvoru strusky pod boční stěnou nebo koncovou stěnou. Teplota hlavy pece se pohybuje od 1500 stupňů do 1550 stupňů, teplota na konci pece se pohybuje od 1250 stupňů do 1300 stupňů a výstupní teplota spalin je kolem 1200 stupňů. Při tavení a pražení rudy je spotřeba paliva 10 až 15 procent a spotřeba energie lože je 3-6 t/(m2 · den). Měděný koncentrát se přivádí přímo do pece s množstvím paliva 16 až 25 procent a energetickou rychlostí lože 2-4 t/(m2 · den) a nazývá se tavení surového koncentrátu.
Proces tavení v dozvukové peci je vhodný pro zpracování flotačního práškového koncentrátu. Rychlost odsiřování procesu tavení v dozvukové peci je nízká, pouze 20 procent ~ 30 procent, což je vhodné pro zpracování koncentrátu s vysokou kvalitou mědi. Pokud surovina obsahuje nízký obsah mědi a vysoký obsah síry, je třeba ji před tavením pražit. Rozsah výroby dozvukové pece může být velký a má silnou adaptabilitu na suroviny a paliva. Již dlouhou dobu je hlavním zařízením pro tavení mědi. V 70. letech 20. století se země zabývaly studiem zlepšení tavení v dozvukové peci a některé používaly zařízení pro rozprašování kyslíku ke vstřikování koncentrátů do pece, aby se posílilo utěsnění a zvýšila se koncentrace SO2. První tavírna společnosti China Baiyin Corporation přidala do taveniny v dozvukové peci koncentrát mědi pro vysokotlaké tavení, což zlepšilo pevnost tavení, a spaliny lze použít k výrobě kyseliny sírové. Až do počátku 80. let 20. století byla kapacita dozvukových pecí udržovaná po celém světě stále na prvním místě v zařízeních pro tavení mědi. Skříňová elektrická pec, ale dozvuková pec má velké množství spalin a jen asi 1 procento SO2 je obtížné získat zpět. Tepelná účinnost reverberační pece je pouze 25 procent ~ 30 procent a reakční teplo v procesu tavení se spotřebuje méně a potřebné teplo je dodáváno hlavně přídavným palivem.
Tavení mědi v elektrické peci využívá odporovou obloukovou pec, známou také jako důlní termoelektrická pec, která má široký rozsah adaptability na materiály. Obecně se používá v oblastech s nízkými cenami elektřiny a pro zpracování koncentrátů obsahujících žáruvzdornou hlušinu. Množství spalin produkovaných tavením v elektrické peci je relativně malé. Pokud je správně kontrolována, může koncentrace SO2 ve spalinách dosáhnout přibližně 5 procent, což je výhodné pro regeneraci síry.
Elektrické pece na tavení mědi jsou většinou pravoúhlé, z nichž některé jsou kruhové. Velké elektrické pece jsou obecně 30 m až 35 m dlouhé, 8 m až 10 m široké a 4 m až 5 m vysoké. Používají šest samozapalovacích elektrod o průměru 1,2 m až 1,8 m a jsou napájeny třemi jednofázovými transformátory. Zdánlivý výkon elektrické pece se pohybuje od 3 000 do 50 000 kilovoltampérů, s výkonem plochy lože pece asi 100 kW/m2, energetickým výkonem lože 3-6 t/(m2 · den), výkonem vsázky pece spotřeba 400 až 500 kW · h/t a spotřeba elektrodové pasty asi 2-3 kg/t.
Bleskové tavení je sušení směsi koncentrátu sulfidu měďnatého a tavidla na obsah vody pod 0,3 procenta, smíchání s horkým vzduchem (nebo kyslíkem nebo vzduchem obohaceným kyslíkem), nastříkáním do pece pro rychlou oxidaci a tavení a vytváření kamínku a strusky. Její výhodou je, že elektrická pec má vysokou tavnou pevnost a dokáže plně využít teplo oxidační reakce sulfidu. Snižte spotřebu energie tavícího procesu. Trubkové pece Flash tavení může upravit jakost kamínku ve velkém rozsahu, obecně řízeno na asi 50 procent, což je výhodné pro další krok přeměny. Struska však obsahuje vysoký obsah mědi a vyžaduje další zpracování.
Koncentrace SO2 ve spalinách může překročit 8 procent.
Matte blowing využívá vlastnosti, že sulfid železnatý se snadněji oxiduje než sulfid měďný. V horizontálním konvertoru je do roztaveného kamínku vháněn vzduch za účelem oxidace sulfidu železnatého na oxid železnatý, který se pak odstraňuje tvorbou strusky s přidaným křemenným tavidlem. Ostatní nečistoty jsou částečně odstraněny a pak foukání pokračuje v oxidaci síry v sulfid měďný do spalin, což vede k tomu, že surová měď obsahuje 98 procent až 99 procent mědi a do surové mědi vstupují také drahé kovy.
Přeměna měděného kamínku je exotermická reakce, kterou lze provést samozahříváním. Obvykle se musí přidat nějaké studené materiály, aby absorbovaly přebytečné teplo. Struska po foukání má vysoký obsah mědi, obvykle 2 až 5 procent, a je vrácena do tavicí pece nebo zpracována metodami, jako je zušlechťování nebo ředění skříňové elektrické pece. Koncentrace SO2 ve vyfukovaných spalinách je poměrně vysoká, obecně se pohybuje od 8 procent do 12 procent, což lze použít pro výrobu kyseliny. Vyfukování se obecně provádí pomocí horizontálního konvertoru s přerušovaným provozem. Vzduch o přetlaku asi 1 kgf/cm2 je vháněn do taveniny řadou vzduchových otvorů instalovaných po délce konvertoru. Plnění, odvod strusky, odvod mědi a odvod kouře, to vše prochází ústím pece na tělese pece.
Pyrorafinace a elektrolytická rafinace pyrorafinace surové mědi využívá skutečnosti, že některé nečistoty mají větší afinitu ke kyslíku než měď a jejich oxidy jsou nerozpustné v kapalné mědi a odstraňují se oxidační struskou nebo těkáním. Během procesu redukce zakryjte povrch měděné kapaliny dřevěným uhlím nebo koksem, abyste zabránili reoxidaci. Po rafinaci může být odlit do měděné anody nebo měděného ingotu pro elektrolytickou rafinaci. Proces spočívá v přidání tekuté mědi do rafinační pece, aby se zahřála, nebo přidání pevného měděného materiálu do pece, aby se roztavil, a pak vhánění vzduchu do měděné kapaliny, aby došlo k oxidaci, odpaření nečistot, strusce ze strusky a poté ke snížení oxidu mědi. vkládáním zeleného dřeva nebo vstřikováním těžkého oleje, ropného plynu nebo čpavku do měděné kapaliny. Rafinační struska obsahuje vysoký obsah mědi, která se může vracet do konvertoru ke zpracování a rafinaci v reverberační peci nebo rotační rafinační peci.
Foukací cyklus je rozdělen do dvou fází: první fází je oxidace FeS na FeO, odstranění strusky a získání bílé matné mědi (Cu2S). Teplota tavení se pohybuje od 1150 stupňů do 1250 stupňů. Hlavní reakce je:
2FeS＋3O2→2FeO plus 2SO2
2FeO plus SiO2→2FeO·SiO2
Teplota tavení se pohybuje od 1200 stupňů do 1280 stupňů a měď z bílého ledu se fouká a rafinuje na hrubou měď podle následující reakce:
2Cu2S＋3O2→2Cu2O plus 2SO2
Cu2S plus 2Cu2O→6Cu plus SO2

Výše uvedený obsah organizuje společnost Superb heather Company, super topidlo. Především profesionální výroba: průmyslová topná tělesa, prvky pro měření teploty, výrobní zařízení, příslušenství a suroviny jako trubkové ohřívače, trubkové ohřívače, pásové ohřívače, keramické ohřívače, ohřívače ze silikonové pryže, termočlánky atd.

Vítejte globální průmyslové partnery k diskusi o spolupráci!