Gdfg

  • 28 нояб. 2012 г.
  • 6844 Слова
14.3 Металлургия меди
14.3.1. Подготовка сырых материалов и получение меди пирометаллургическим способом
Для получения меди используют медьсодержащие руды, а также промышленные и бытовые отходы цветных металлов. Содержание меди в рудах невелико и обычно составляет 1…6 %. Горные породы, содержание 0,5 Cu, не перерабатывают вследствие нерентабельности процесса извлечение из них меди. В рядеслучаев медные руды содержат и другие ценные металлы: цинк, свинец, никель, золото, серебро, селен, теллур и др. Медь в рудах находится в виде сульфидов (сульфидные руды) или оксидов (окисленные руды). Медные руды подвергают обогащению, обычно флотации. В результате обогащения получают медный концентрат и хвосты. При обогащении руд наряду с медным получают и другие концентраты, например цинковый,свинцовый, пиритный и др. Медный концентрат, получаемый из сульфидных руд, содержит 10…35% Cu, 30…35% Fe и 20…24% S. Содержание пустой породы (преимущественно SiO2, а также Al2O3 и CaO) колеблется в пределах 3…15%.
Существуют два способа переработки медных руд и концентратов: пиро- и гидрометаллургический. Преимущественное применение получил пирометаллургический способ, включающий обжиг, плавку на штейн,конвертирование штейна, огневое и электролитическое рафинирование (рисунок 14.1).

Обжиг концентратов проводят для снижения содержания серы и перевода части сульфидов меди и железа в оксиды. Это необходимо для получения достаточно богатого медью сплава сульфидов (так называемого штейна). Плавка на штейн предусматривает получение расплавов сульфидов (штейна) и оксидов (шлака). Жидкий штейн подвергаютконвертированию, т. е. продувке воздухом в конвертере, при этом происходит окисление сульфидов, ошлакование железа и получение черновой меди. Черновую медь рафинируют (удаляют примеси) вначале огневым, а затем электролитическим способом.
14.3.2. Обжиг концентратов
Обжигу обычно подвергают бедные концентраты, которые содержат 8…25% Cu. Богатые медью концентраты плавят без обжига. Наиболее совершенным способом являетсяобжиг в так называемом кипящем слое. Сущность явления кипящего слоя заключается в следующем: если через слой зернистого материала пропускать восходящий поток газа, то при небольших скоростях твердые частицы остаются неподвижными, слой при этом не изменит объема, это характерно для процессов, протекающих в шахтных печах. Если скорость увеличивать, то при некотором ее значении частички материалабудут свободно и интенсивно перемещаться: увеличится объем слоя, и он станет похожим на кипящую жидкость. Скорость газового потока, необходимая для образования кипящего слоя, зависит от диаметра и плотности частиц обжигаемого материала.
Печь для обжига в кипящем слое представляет собой вертикально расположенную камеру прямоугольного сечения, в нижней части которой имеется под. Снизу камеры черезсвод подают сжатый воздух. Шихтовые материалы (70…80% медных концентратов, 15…20% кварцевых флюсов, 2…3% известняка и 2…3% оборотных материалов) при помощи загрузочного устройства подают на под печи. Обжиг проводят при 850°С, при этом происходит взаимодействие сульфидов меди и железа с кислородом воздуха. Основными реакциями, протекающими при обжиге, являются следующие

3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2;Cu2S4+2O2=2CuO+SO2.

В результате обжига получают так называемый огарок, в котором содержание серы составляет 10…12%, в то время как в исходном концентрате оно составляло 24…28%.
Для обжига применяют также многоподовые печи с механическим перегреванием. Печь представляет собой цилиндр, футерованный огнеупорным кирпичом. В печи имеются 8…13 подов-полок, также выложенных из огнеупорного кирпича. Пооси печи проходит вертикальный пустотельньй вал с гребкодержателями, на которых укреплены лопаткообразные гребки. Гребки расположены так, что при вращении вала (2…3 об/мин) они обеспечивают перемещение материала на одних полках к периферии, на других в обратном направлении. Загружаемая сверху шихта постепенно перемещает вниз с пода на под по зигзагообразному...
tracking img