мЕТАЛЛУРГИЯ МЕДИ. Металлургия меди
 Скачать 14.69 Mb.
|
Лекция 20. Технология рафинирования. Режимные параметры операцийВопрос 1. Основные операции рафинрвания Процесс огневого рафинирования в обычных печах состоит из операций Загрузка – плавление. Для печи 350 тонн 11-13 часов Окисление – съем шлака 3-4 часа Восстановление 3-4 часа Разливка анодов 5-6 часов Весь цикл -24 часа. Загрузку ведут через рабочие окна порционно: вначале грузят 60% меди от общей садки печи и после ее расплавления производят догрузку остальной меди. Расход газа на двух торцевых горелках – 2100-2200 м3/ч устанавливают 1,05-1,1. Верхняя граница (1,1) обусловлена возможностью окисления меди в процессе ее плавления и загрузки, что сокращает продолжительность окислительной стадии. Температура печи 1523-1573 кельвина при переработке никель-содержащей меди в наклоняющихся печах после набора 40-50 тонн жидкого металла грузят 2 тонны флюса. Важное значение для соблюдения высокой скорости плавления, играет рациональная укладка шихты с целью максимального использования высокотемпературного газового рабочего пространства печи. Шихту грузят в следующей последовательности:
Загрузку начинают с первого рабочего окна со стороны горелок. В третье окно на падину загружают известняк или древесный уголь. Для газообразования и перемешивания ванны. Обычно идет безреагентное рафинирование, так как роль флюсов выполняют составляющие огнеупорных материалов и материалы для наведения кварцевых откосов. Стенки лётки для выпуска металла на глубину 400 миллиметров промазывают огнеупорной замазкой, состоящей из 60% ди`насовой крошки, остальное молотый кварц. Не допускается загрузка сырой шихты. Загрузку шихтовых материалов ведут рядами. Операции плавления и подплавления проводят при плотно-закрытых и замазанных загрузочных окнах. Свод печи, наклоняющийся к аптейку, для интенсификаций процесса массообмена, между твердой завалкой шихты и высокотемпературными продуктами сгорания топлива. Поток газов прижимается к завалке. Тепловая нагрузка для печи 350 тонн при плавлении 70мДж/ч. Результат дает увеличение угла наклона горелок к ванне печи, повышается конвективная составляющая тепло-массо-отдачи. Применение высокоскоростных горелок, скорость истечения продуктов сгорания 100-150 М\С. Через рабочие окна вставляют газовые трубки диаметром 50 мм, обмазанные упорной глиной, и продувают воздухом 5000-6000 м3/ч. При давлении 0,5мПа. Кислород для окисления жидкой меди не применяется, потому что скорость насыщения Cu2O медной ванны и так высокая, поэтому диффузионных торможений насыщения ванны кислородом нет. Температура 1573-1673к, а для интенсификации окисления на торцевых горелках держат 1,2-1,3(избыток кислорода), это обеспечивает развитие окислительных процессов по схеме. Cu+ H2O+ O2Cu2O + H2 Результаты исследований показали, что эффективным окислителем работает водяной пар в смеси с воздухом. Применение паровоздушной смеси. Роль кислорода воздуха сводится к окислению меди с образованием закиси меди. По мере образования закиси меди и растворения водяного пара образуется гидроксильная группа ОН. 2Cu + O2^своб = Cu2O O2- + H2O = 2OH- Cu2O в Cu Происходит интенсивное растворение паров воды в Cu2O и, учитывая высокую растворимость закиси меди в металлической меди, анионы гидроксила ОН переходят в объем металла, что увеличивает полноту окисления меди в глубине расплава. Кроме того, замечено селективное окисление ряда примесей черновой меди при снижении общей окисленности металла. Me + Cu2O= (MeO)+2[Cu], а вот с участием паров воды происходит прямое селективное окисление примесей не окисляя меди Me[Cu] +OH (MeO) + H2+ e. При этом увеличивается глубина удаления никеля и перевод его в шлак. Завершение операции контролируют по ложечной пробе, поверхность должна быть с усадкой и иметь крупноморщинистую «рожу». Остаточное содержание кислорода по завершении операции 0,6-0,9%, концентрация серы от 0,005-0,01, ее определяют экспресс-анализом. Шлаки убирают шлакосъемной машиной (робот – слон с хоботом и скребком). Выход шлака незначителен 2-4%, содержание меди в шлаке – 20-30%, SiO2 – 20-35%, Ni -6-8%, Pb- 8-10%, As,Sb-6-8% при высоком содержании никеля – шлаки свернутые, сыпучие и физически представляют полу расплавленную массу. В шлаках есть 60% меди виде металла и 40% Cu2O. Шлаки, конечно, имеют ценность из-за благородных металлов и меди в них. И поэтому их перерабатывают, отправкой их на конвертирование для доизвлечения меди и благородных металлов. |