CUPRU pirometalurgice de.
Există două metode de recuperare a cuprului din minereuri și concentrate: hidrometalurgice și pirometalurgice.
Prima dintre ele nu este utilizat pe scară largă. Acesta este utilizat în prelucrarea minereurilor native și sărace oxidați. Această metodă este în contrast cu pirometalurgie nu permite să extragă simultan cu metale prețioase din cupru.
A doua metodă este adecvată pentru prelucrarea minereurilor și este deosebit de eficient atunci când minereurile sunt supuse la îmbogățire.
Baza acestui proces este de topire, în care masa topită este separată în două straturi de lichid, mată-zgură și sulfuri din aliaj din aliaj de oxizi. Topitura vine fie de minereu de cupru sau concentrat de cupru minereuri calcinate. Concentratele calcinarea se realizează pentru a reduce conținutul de sulf la valori optime.
Mată lichid este purjat cu aer în convertizoare pentru oxidarea sulfurii de fier, transferul de fier la zgură și separarea cuprului brut.
Cuprul brut este supus în continuare la rafinare - purificare din impurități.
Prepararea minereurilor de topire.
Majoritatea minereu de cupru este îmbogățit printr-un proces de flotație. Rezultatul este un concentrat de cupru care conține 8-35% Cu, 40-50% S, 30-35% Fe și gangă în principal constituenți care sunt SiO2, Al2O3 și CaO.
Calcinarea asigură o bună amestecare a tuturor componentelor lot, și încălzirea acestuia până la 550-600 0C, și în cele din urmă, reducerea consumului de combustibil într-un cuptor cu reverberație de două ori. Cu toate acestea, declansati taxa de topire crește oarecum pierderile de cupru din zgură și praf antrenării. Prin urmare, concentrate de cupru, de obicei, bogate (25-35% Cu) sunt topite fără ardere, și săraci (8-25%
Cu) a fost supus calcinării.
CONCENTRATES Temperatura de ardere utilizată vatră multiplă cu o supraîncălzire mecanică. Aceste cuptoare funcționează continuu.
Topirea mată de cupru
mată de cupru, constând în principal din sulfuri de cupru și fier
(Cu2S + FeS = 80-90%) și alte sulfuri și oxizi de fier, siliciu, aluminiu și calciu, este topit în cuptoare de diferite tipuri.
minereuri complexe conținând aur, argint, seleniu și telur, este recomandabil să se îmbogățească, astfel încât a fost transferat la concentrat, nu numai cupru, dar aceste metale. Concentratul a fost topit în mata în cuptorul cu reverberație sau electric.
Sulf, pur proces expedient minereu de cupru în furnale.
Când un conținut ridicat de sulf minereu este recomandabil să se folosească așa-numitul cupru sulfuric topire proces într-un cuptor cu cuvă, cu gazele prin captarea și eliminarea lor din sulf elementar.
Cuptorul este încărcat cu minereu de cupru, calcar, cocs și produse actuale.
Se încarcă sunt porțiuni separate de materii prime și cocs.
Nivelurile superioare ale minei este un mediu reducător, iar în partea inferioară a cuptorului - oxidant. Straturile inferioare ale încărcăturii sunt topite și se coboară treptat spre fluxul de gaze fierbinți. Temperatura la tuyere ajunge la 1500 0C la partea superioară a cuptorului este egal cu circa 450 0C.
O astfel de temperatură ridicată a gazelor de evacuare este necesară pentru a permite curățarea prafului înainte de condensarea vaporilor de sulf.
În partea inferioară a cuptorului, în principal, la diuze apar în urma principalelor procese: a) de ardere de cocs carbon
C + O2 = CO2
b) Incinerarea sulfură de fier sulf
2FeS + 3O2 = 2 FeO + 2SO2 c) silicat de fier Educație
2 FeO + SiO2 = (FeO) 2 (SiO2
Gaze conținând CO2, SO2, excesul de oxigen și azot trec în sus prin coloana de încărcare. În acest fel, căldura este schimbată între gazele și ele încărcătura și CO2 este reacționat cu un amestec de carbon. La temperaturi ridicate, CO2 și SO2 recuperat cocs de carbon și în care monoxidul de carbon, sulfura de carbon și carbonil sulfurat format:
CO2 + C = 2CO
2SO2 + 5C = 4CO + CS2
SO2 + 2C = COS + CO
Nivelurile superioare ale piritei cuptor se descompune conform reacției:
FeS2 = Fe + S2
La o temperatură de aproximativ 1000 0C mai topiturii eutectică fuzibil de FeS și Cu2S, formând astfel o masă poroasă.
Porii debitul masic sulfurilor topit are loc cu curentul de gaz fierbinte în creștere și în care reacțiile chimice, dintre care cele mai importante sunt enumerate mai jos: a) formarea de sulfură de cupru cu oxid cupros
2Cu2O + 2FeS + SiO2 = (FeO) 2 (SiO2 + 2Cu2S; b) formarea oxizilor de silicați de fier
3Fe2O3 + FeS + 3,5SiO2 = 3,5 (2FeO (SiO2) + SO2;
3Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5 (2FeO (SiO2) + SO2; c) descompunerea CaCO3 și formarea de silicat de var
CaCO3 + SiO2 = CaO (SiO2 + CO2; g) recuperarea dioxidului de sulf în sulf elementar
SO2 + C = CO2 + S2 S
După cum se obțin în urma mată de topire, care conține 8-15% Cu, zgură constă în principal din silicați, fier și var, gaz de furnal care conține S2, COS, H2S și CO2. Din primul praful osazhayut de gaz, apoi este recuperat din sulf (până la 80% S)
retopire scăzut de topire concentrate, așa cum sa menționat deja, folosesc cuptoare reflectorizante și electrice. Uneori cuptoarele direct deasupra unei platforme cuptor cu reverberație, astfel încât să nu se răcească concentrat prăjită și să le utilizeze cald.
Deoarece taxa în cuptorul de încălzire în urma reacțiilor de reducere a oxidului de cupru și oxizi de fier mai mare:
6CuO + FeS = 3Cu2O + SO2 + FeO;
FeS + 3Fe3O4 + 5SiO2 = 5 (2FeO (SiO2) + SO2
Reacția rezultată Cu2O oxid cupros este obținut cu FeS
Cu2S:
Cu2O + FeS = Cu2S + FeO
sulfurilor de cupru și fier, fiind aliat unul cu celălalt, formează mata primar și silicați de fier topit, care curge în jos de-a lungul pante de suprafață, dizolvat alți oxizi și formează o zgură.
Metale prețioase (aur și argint) nu se dizolvă în zgură și, practic, aproape complet transformată în mat.
Topire mata reflectivitate cu 80-90% (în greutate) constă din sulfuri de cupru și fier. Stein cuprinde,%: 15-55 cupru; 15-50 de fier; 20-30 S; 0.5
1,5 SiO2; 0,5-3,0 Al2O3; 0,5-2,0 (CaO + MgO); aproximativ 2% Zn și mici cantități de aur și argint. Zgura constă în principal din SiO2, FeO, CaO,
Al2O3 și conținând 0,1-0,5% cupru. Recuperarea cuprului și a metalelor prețioase din mată ajunge la 96-99%.
Conversia matei de cupru
In 1866, inginerul român G. S. Semennikov sugerează utilizarea unui convertor de tip Bessemer pentru suflare mat. Purjarea aerului de sub mată furnizată numai primirea polusernistoy de cupru (aproximativ 79% cupru) - așa-numitul alb mat. Mai departe de purjare a dus la solidificare a cuprului. In 1880, inginerul român a propus convertor de purjare suflare laterală mată, făcând posibilă obținerea cuprului brut în convertoare.
Converter face lungimea 6-10, cu un diametru exterior de 3-4 m.
Performanța într-o singură operațiune este de 80-100 m. Caramida convertor de subsol magnezit. Vărsarea mată și de evacuare a produselor topite se realizează prin gura convertizorului, situat în partea de mijloc a corpului său. Prin aceeași duza se îndepărtează gazele. Duzele pentru injectarea de aer sunt dispuse de-a lungul generatoarei suprafeței convertorului. Numărul de lănci este de obicei 46-52, iar diametrul prăjinii - 50mm. Debitul de aer ajunge la 800 m2 / min. convertor mată este turnat și un flux de cuarț hrănite conținând 70-
80% SiO2, și, de obicei, o anumită cantitate de aur. Acesta este servit în timpul topirii, folosind o sarcină pneumatică printr-o gaură rotundă în peretele de capăt al convertorului sau încărcat prin gura convertizorului.
Procesul poate fi împărțită în două perioade. Prima perioadă (oxidarea sulfurii de fier pentru a obține un alb mat) dureaza aproximativ 6-024 ore, în funcție de conținutul de cupru al matei. Se incarca flux de cuarț începe de la începutul epurării. Odată cu acumularea de zgură este parțial îndepărtată și se toarnă într-o nouă porțiune din mată convertor sursă, menținerea unui anumit nivel în mata convertor.
În prima perioadă următoare reacții de oxidare sulfurat:
2FeS + 3O2 = 2FeO + 2SO2 + 930 360 J.
2Cu2S + 3O2 = 2Cu2O + 2SO2 + 765600 J.
În timp ce există FeS, oxid de cupru nu este stabil și este convertit în sulfura:
Cu2O + FeS = Cu2S + FeO
Feros zgură de oxid se adaugă la SAW convertor cuarț:
2FeO + SiO2 = (FeO) (SiO2
Cu o lipsă de oxid de fier SiO2 este oxidat la magnetit:
6FeO + O2 = 2Fe3O4, care se desfășoară în zgură.
Temperatura din mată turnat, ca urmare a apariției acestor reacții exoterme crește de la 1100-1200 la 1250-1350 0C. Temperaturi mai mari sunt nedorite și, prin urmare, atunci când suflare matele săraci care conțin multe FeS, a adaugat racitoare - mata solid spleski cupru.
În a doua perioadă, denumită reacție durează aproximativ 2-3 ore, cupru blister este produs din alb mat. Pe parcursul acestei perioade, sulfura de cupru este oxidat și cuprul este eliberat prin reacția de schimb:
2Cu2S + 3O2 = 2Cu2O + 2SO2
Cu2S + 2Cu2O = 6CU + O2
Astfel, ca rezultat al epurării se obține cuprul brut care conține 98,4-99,4% - cupru, 0.01-0.04% fier, .02-0.1% sulf, și o cantitate mică de nichel, staniu, arsenic , argint, aur și zgură de convertor care conține 22-30% SiO2, 47-70% FeO, aproximativ 3% Al2O3 și 1,5-2,5% cupru.