Традиционални принцип топљења опреме пирометалуршког концентрата бакар сулфида као главне сировине

Топљење се углавном односи на топљење мат, које има за циљ да оксидира нешто гвожђа у концентрату бакра или прженој руди и уклони га из формирања шљаке као што су шљака и флукс, што резултира производњом мат богатог бакром (кЦу2С · иФеС). Укупна количина бакра, гвожђа и сумпора у мату често износи 80 до 90 процената, а скоро сви племенити метали у пуњењу пећи улазе у мат.
Традиционална опрема за топљење матирања су високе пећи, реверберационе пећи, електричне пећи, итд. Новоизграђене модерне велике топионице бакра углавном користе флеш пећи. Висока пећ за топљење је вертикална пећ, коју су мале земље дуго користиле за директно топљење бакра. Традиционална метода је синтеровање и топљење у високој пећи. Концентрат сулфидног бакра се прво синтерује и пржи да би се уклонио део сумпора, чиме се претвара у синтеровану груду. Додаје се у пећ у слојевима са флуксом, коксом и другим шаржним материјалима и производи мат и отпадну шљаку током топљења. Ова метода има низак садржај СО2 у димном гасу, што отежава економично обнављање сумпора. Да би се елиминисале опасности од дима и повратио сумпор из концентрата, 1950-их година развијена је метода топљења у високој пећи концентрата, која подразумева мешање и гњечење концентрата бакар-сулфида у пасту, а затим додавање неких блок материјала, флукса, кокса итд. шарже из централног улаза за напајање на врху пећи да формирају материјалну заптивку, смањују цурење ваздуха и повећавају концентрацију СО2. Мешани материјал се суши и пржи врелим димним гасом у пећи да би се формирала колона од синтерованог материјала, а блок материјал је такође омотан око колоне синтерованог материјала у облику стуба да би се одржала прозрачност и обезбедио нормалан рад операције топљења.
Садржај бакра у мату зависи од квалитета концентрата и брзине одсумпоравања током процеса печења и топљења. Светска класа мат обично садржи 40 процената до 55 процената бакра. Производња мат високог квалитета може више искористити топлоту сулфидне реакције и скратити време дувања следећег процеса. Садржај бакра у шљаци за топљење је повезан са класом мат, а садржај бакра у отпадној шљаци је углавном између 0,4 процената и 0,5 процената. Главне реакције током процеса топљења су:
2ЦуФеС2→Цу2С плус 2ФеС плус С
Цу2О плус ФеС→Цу2С плус ФеО
2ФеС плус 3О2 плус СиО2→2ФеО·СиО2 плус 2СО2
2ФеО плус СиО2→2ФеО·СиО2
Реверберациона пећ је правоугаона и изграђена је од висококвалитетних ватросталних материјала. Горионик се налази на челу пећи, а димни гас се испушта из репа. Материјал пећи се додаје са горњег или горњег дела бочног зида, а мат се испушта из мат отвора на дну бочног зида. Шљака се испушта из отвора за испуштање шљаке испод бочног или крајњег зида. Температура главе пећи се креће од 1500 степени до 1550 степени, температура репа пећи се креће од 1250 степени до 1300 степени, а температура димних гасова на излазу је око 1200 степени. Приликом топљења и пржења руде, количина горива је 10 до 15 процената, а енергетска стопа је 3-6т/(м2 · дан). Концентрат бакра се директно убацује у пећ, са потрошњом горива од 16 до 25 процената и енергетском стопом слоја од 2-4т/(м2 · дан), и назива се топљење сировог концентрата.
Процес топљења у ревербераторној пећи је погодан за прераду флотационог прашкастог концентрата. Стопа одсумпоравања процеса топљења у ревербераторној пећи је ниска, само 20% ~ 30%, што је погодно за прераду концентрата са високим степеном бакра. Ако сировина садржи мало бакра и висок садржај сумпора, потребно је пржити пре топљења. Обим производње реверберационих пећи може бити великих размера и има снажну прилагодљивост сировинама и горивима. Дуго је био главна опрема за топљење бакра. Током 1970-их, земље су проучавале побољшање топљења у реверберационим пећима, а неке су користиле уређаје за распршивање кисеоника да убризгавају концентрате у пећ како би ојачали заптивање и повећали концентрацију СО2. Прва топионица Цхина Баииин Цорпоратион додала је концентрат бакра у топљење у ревербераторној пећи за високо топљење, што је побољшало снагу топљења, а димни гас се може користити за производњу сумпорне киселине. Све до раних 1980-их, капацитет реверберационе пећи који се одржава широм света и даље је био на првом месту у опреми за топљење бакра. Електрична пећ са кутијом, али реверберациона пећ има велику количину димних гасова и само око 1 проценат СО2 је тешко повратити. Топлотна ефикасност реверберационе пећи је само 25% ~30% и реакциона топлота у процесу топљења се користи мање, а потребна топлота се углавном снабдева додатним горивом.
У електричној пећи за топљење бакра користи се отпорна лучна пећ, позната и као рударска термоелектрична пећ, која има широк спектар прилагодљивости материјалима. Обично се користи у областима са ниским ценама електричне енергије и за прераду концентрата који садрже ватростални слој. Количина димног гаса произведеног топљењем у електричној пећи је релативно мала. Ако се правилно контролише, концентрација СО2 у димном гасу може достићи око 5 процената, што је корисно за опоравак сумпора.
Електричне пећи за топљење бакра су углавном правоугаоне, а неке су кружне. Велике електричне пећи су углавном дугачке 30 м до 35 м, широке 8 м до 10 м и високе 4 м до 5 м. Користе шест самопечећих електрода пречника од 1,2 м до 1,8 м и напајају их три монофазна трансформатора. Привидна снага електричне пећи се креће од 3000 до 50000 киловолт ампера, са јединичном снагом лежишта пећи од око 100кв/м2, енергетском стопом од 3-6т/(м2 · дан), снагом пуњења пећи потрошња од 400 до 500кв · х/т, и потрошња електродне пасте од око 2-3 кг/т.
Брзо топљење је да се смеша концентрата бакар сулфида и флукса осуши до испод 0.3 процента садржаја воде, помеша се са врућим ваздухом (или кисеоником, или кисеоником обогаћеним ваздухом), распрши се у пећ ради брзе оксидације и топљење, и стварају мат и шљаку. Његова предност је у томе што електрична пећ има високу снагу топљења и може у потпуности искористити топлоту реакције оксидације сулфида. Смањите потрошњу енергије у процесу топљења. Флеш топљење у цевној пећи може подесити квалитет мат у великом опсегу, генерално контролисан на око 50 процената, што је корисно за следећи корак конверзије. Међутим, шљака садржи висок садржај бакра и захтева даљу обраду.
Концентрација СО2 у димном гасу може да пређе 8 процената.
Мат дување користи карактеристику да је жељезни сулфид лакше оксидирати него бакров сулфид. У хоризонталном претварачу, ваздух се удувава у растопљени мат да би се оксидовао сулфид гвожђа у железов оксид, који се затим уклања формирањем шљаке са додатком кварцног флукса. Остале нечистоће се делимично уклањају, а затим се дувањем наставља оксидација сумпора у бакровом сулфиду у димни гас, што резултира сировим бакром који садржи 98 до 99 процената бакра, а племенити метали такође улазе у сирови бакар.
Конверзија бакарног мат је егзотермна реакција, која се може извести самозагревањем. Обично се морају додати неки хладни материјали да апсорбују вишак топлоте. Шљака након дувања има висок садржај бакра, обично 2 до 5 процената, и враћа се у пећ за топљење или се третира методама као што су обогаћивање или разблаживање у кутији у електричној пећи. Концентрација СО2 у димном гасу је релативно висока, углавном се креће од 8 до 12 процената, који се може користити за производњу киселине. Процес дувања се углавном изводи помоћу хоризонталног претварача са повременим радом. Ваздух са манопритиском од око 1 кгф/цм2 удувава се у растоп кроз низ ваздушних рупа постављених дуж дужине претварача. Напајање, испуштање шљаке, испуштање бакра и одвод дима пролазе кроз отвор пећи на телу пећи.
Пиро рафинација и електролитичка рафинација пиро рафинација сировог бакра користе предност чињенице да неке нечистоће имају већи афинитет за кисеоник од бакра, а њихови оксиди су нерастворљиви у течном бакру и уклањају се оксидационим троском или испаравањем. Током процеса редукције, покријте површину бакарне течности угљем или коксом да бисте спречили реоксидацију. Након рафинације, може се излити у бакарну аноду или бакарни ингот за електролитичку рафинацију. Процес је додавање течног бакра у пећ за рафинацију да се загреје или додавање чврстог бакарног материјала у пећ да се топи, а затим удувавање ваздуха у бакарну течност да оксидира, испари нечистоће, отклања шљаку, а затим смањи оксид бакра убацивањем зеленог дрвета или убризгавањем тешке нафте, нафтног гаса или амонијака у бакарну течност. Рафинациона шљака садржи висок ниво бакра, који се може вратити у конвертор за прераду и рафинацију у ревербераторној пећи или ротационој пећи за рафинацију.
Циклус дувања је подељен у две фазе: прва фаза је оксидација ФеС у ФеО, уклањање шљаке и добијање белог мат бакра (Цу2С). Температура топљења се креће од 1150 до 1250 степени. Главна реакција је:
2ФеС＋3О2→2ФеО плус 2СО2
2ФеО плус СиО2→2ФеО·СиО2
Температура топљења се креће од 1200 степени до 1280 степени, а бели ледени бакар се дува и рафинише у груби бакар према следећој реакцији:
2Цу2С＋3О2→2Цу2О плус 2СО2
Цу2С плус 2Цу2О→6Цу плус СО2

Горњи садржај организује компанија Суперб хеатер, супер грејач. Углавном професионална производња: индустријски грејни елементи, елементи за мерење температуре, производна опрема, прибор и сировине као што су цевасти грејачи, цевасти грејачи, грејачи на тракама, керамички грејачи, грејачи од силиконске гуме, термопарови итд.

Добродошли глобални индустријски партнери да разговарамо о сарадњи!