Tradicinis pirometalurginio vario sulfido koncentrato kaip pagrindinės žaliavos įrangos lydymo principas

Lydymas daugiausia susijęs su matiniu lydymu, kuriuo siekiama oksiduoti dalį geležies vario koncentrate arba skrudintoje rūdoje ir pašalinti ją iš šlakų susidarymo, pvz., šlako ir srauto, todėl susidaro daug vario matinis sluoksnis (xCu2S · yFeS). Bendras vario, geležies ir sieros kiekis matiniame sluoksnyje dažnai sudaro 80–90 procentų, o beveik visi taurieji metalai, esantys krosnies įkrovoje, patenka į matinį paviršių.
Tradicinė matinio lydymo įranga yra aukštakrosnė, reverberacinė krosnis, elektrinė krosnis ir kt. Naujai pastatytose moderniose didelėse vario lydyklose dažniausiai naudojamos žaibokrosnys. Lydymo aukštakrosnė yra vertikali krosnis, kurią jau seniai naudojo mažos šalys tiesioginiam vario lydymui. Tradicinis metodas yra sukepinimas ir lydymas aukštakrosnėse. Sulfido vario koncentratas pirmiausia sukepinamas ir skrudinamas, kad būtų pašalinta dalis sieros, todėl jis tampa sukepinta gabalėliu. Jis dedamas į krosnį sluoksniais su srautu, koksu ir kitomis partinėmis medžiagomis, o lydymo metu susidaro matinis ir atliekų šlakas. Šis metodas turi mažą SO2 kiekį išmetamosiose dujose, todėl sunku ekonomiškai išgauti sierą. Siekiant pašalinti dūmų pavojų ir atgauti sierą iš koncentratų, 1950-aisiais buvo sukurtas koncentrato lydymo aukštakrosnėse metodas, kurio metu vario sulfido koncentratas sumaišomas ir minkomas į pastą, o po to pridedama kai kurių blokinių medžiagų, srauto, kokso ir kt. partijos iš centrinės krosnies viršaus padavimo angos, kad susidarytų medžiagos sandariklis, sumažintų oro nuotėkį ir padidėtų SO2 koncentracija. Sumaišyta medžiaga džiovinama ir skrudinama karštomis išmetamosiomis dujomis krosnyje, kad susidarytų sukepintos medžiagos kolonėlė, o blokinė medžiaga taip pat apvyniojama aplink sukepintos medžiagos koloną stulpelio forma, kad būtų išlaikytas kvėpavimas ir užtikrintas normalus lydymo operacijos veikimas.
Vario kiekis mate priklauso nuo koncentrato laipsnio ir desulfuracijos greičio skrudinimo ir lydymosi metu. Pasaulio matinės klasės vario paprastai yra nuo 40 procentų iki 55 procentų. Gaminant aukštos kokybės matinį, galima labiau išnaudoti sulfido reakcijos šilumą ir sutrumpinti kito proceso pūtimo laiką. Vario kiekis lydymo šlake yra susijęs su matinės medžiagos rūšimi, o vario kiekis šlako atliekose paprastai yra nuo 0,4 procento iki 0,5 procento. Pagrindinės reakcijos lydymosi proceso metu yra šios:
2CuFeS2→Cu2S plius 2FeS plius S
Cu2O plius FeS → Cu2S plius FeO
2FeS plius 3O2 plius SiO2 → 2FeO·SiO2 plius 2SO2
2FeO plius SiO2→2FeO·SiO2
Reverberacinė krosnis yra stačiakampė ir pagaminta iš aukštos kokybės ugniai atsparių medžiagų. Degiklis yra krosnies gale, o išmetamosios dujos išleidžiamos iš uodegos. Krosnies medžiaga pridedama iš viršutinės arba viršutinės šoninės sienelės dalies, o matinis išleidžiamas iš matinės angos, esančios šoninės sienelės apačioje. Šlakas išleidžiamas iš šlako išleidimo angos po šonine sienele arba galine sienele. Krosnies galvutės temperatūra svyruoja nuo 1500 laipsnių iki 1550 laipsnių, krosnies uodegos temperatūra svyruoja nuo 1250 laipsnių iki 1300 laipsnių, o išmetamųjų dujų temperatūra yra apie 1200 laipsnių. Lydant ir skrudinant rūdą kuro norma yra 10–15 procentų, o sluoksnio energijos norma – 3-6t/(m2 · parą). Vario koncentratas tiesiogiai tiekiamas į krosnį, kurio kuro norma yra 16–25 proc., o sluoksnio energijos norma yra 2-4t/(m2 · parą). Tai vadinama neapdoroto koncentrato lydymu.
Reverberacinės krosnies lydymo procesas yra tinkamas miltelinio koncentrato flotacijai apdoroti. Reverberacinės krosnies lydymo proceso desulfuravimo greitis yra mažas, tik 20 procentų ~ 30 procentų, tinkamas apdoroti koncentratą, turintį daug vario. Jei žaliavoje yra mažai vario ir daug sieros, prieš lydant ją reikia paskrudinti. Reverberacinės krosnies gamybos mastai gali būti didelio masto ir puikiai prisitaiko prie žaliavų ir kuro. Tai ilgą laiką buvo pagrindinė vario lydymo įranga. Aštuntajame dešimtmetyje šalys studijavo, kaip pagerinti reverberacinį krosnies lydymą, o kai kurios naudojo deguonies purškimo prietaisus, kad į krosnį būtų įpurškiami koncentratai, kad sustiprintų sandarumą, kad padidėtų SO2 koncentracija. Pirmoji Kinijos Baiyin Corporation lydykla į aukštakrosnio lydymo krosnyje esantį lydalą pridėjo vario koncentrato, todėl pagerėjo lydymosi stiprumas, o išmetamosios dujos gali būti naudojamos sieros rūgščiai gaminti. Iki devintojo dešimtmečio pradžios visame pasaulyje išlaikoma reverberacinė krosnies talpa vis dar buvo pirmoji vario lydymo įrangos srityje. Dėžės tipo elektrinė krosnis, tačiau reverberacinėje krosnyje yra daug išmetamųjų dujų ir tik apie 1 procentą SO2 sunku atgauti. Reverberacinės krosnies šiluminis naudingumo koeficientas yra tik 25–30 procentų, o reakcijos šilumos lydymo procese sunaudojama mažiau, o reikalinga šiluma daugiausia tiekiama papildomu kuru.
Vario lydymui elektrinėje krosnyje naudojama atsparumo lankinė krosnis, taip pat žinoma kaip kasybos termoelektrinė krosnis, kuri yra labai įvairiai pritaikoma prie medžiagų. Jis paprastai naudojamas vietovėse, kuriose elektros kainos yra žemos, ir koncentratų, kuriuose yra ugniai atsparių gumbų, perdirbimui. Dūmų dujų kiekis, susidarantis lydant elektrinėje krosnyje, yra palyginti mažas. Tinkamai kontroliuojant, SO2 koncentracija išmetamosiose dujose gali siekti apie 5 procentus, o tai naudinga sieros regeneravimui.
Vario lydymo elektrinės krosnys dažniausiai yra stačiakampės, kai kurios yra apskritos. Didelės elektrinės krosnys paprastai būna 30–35 m ilgio, 8–10 m pločio ir 4–5 m aukščio. Juose naudojami šeši savaiminio kepimo elektrodai, kurių skersmuo yra nuo 1,2 m iki 1,8 m, ir maitinami trimis vienfaziais transformatoriais. Tariama elektrinės krosnies galia svyruoja nuo 3000 iki 50000 kilovoltų amperų, ​​kai vieneto krosnies lovos ploto galia yra apie 100kw/m2, lovos energijos norma 3-6t/(m2 · parą), krosnies įkrovimo galia suvartojimas nuo 400 iki 500 kW · h/t, o elektrodų pastos sąnaudos apie 2-3 kg/t.
Greitasis lydymas yra išdžiovinti vario sulfido koncentrato ir srauto mišinį, kad vandens kiekis būtų mažesnis nei 0,3 proc., sumaišyti su karštu oru (arba deguonimi, arba deguonimi praturtintu oru), purkšti į krosnį, kad greitai oksiduotųsi ir lydosi ir susidaro matinės medžiagos bei šlakas. Jo pranašumas yra tas, kad elektrinė krosnis turi didelį lydymosi stiprumą ir gali visiškai išnaudoti sulfido oksidacijos reakcijos šilumą. Sumažinkite lydymo proceso energijos sąnaudas. Vamzdžių krosnis Lydymosi greitis gali reguliuoti matinį sluoksnį dideliame diapazone, paprastai valdomas maždaug 50 procentų, o tai naudinga kitam konvertavimo žingsniui. Tačiau šlakuose yra daug vario, todėl jį reikia toliau apdoroti.
SO2 koncentracija išmetamosiose dujose gali viršyti 8 procentus.
Matinis pūtimas naudoja savybę, kad geležies sulfidas yra lengviau oksiduojamas nei vario sulfidas. Horizontaliame keitiklyje oras pučiamas į išlydytą matinį, kad geležies sulfidas oksiduotųsi į geležies oksidą, kuris vėliau pašalinamas formuojant šlaką su pridėtu kvarco srautu. Kitos priemaišos iš dalies pašalinamos, o pučiant vario sulfide esanti siera ir toliau oksiduojama į išmetamąsias dujas, todėl neapdorotas varis, kuriame yra 98–99 procentai vario, o taurieji metalai taip pat patenka į neapdorotą varį.
Vario matinis konvertavimas yra egzoterminė reakcija, kurią galima atlikti savaime kaitinant. Paprastai reikia pridėti šiek tiek šaltų medžiagų, kad sugertų šilumos perteklių. Šlake po pūtimo yra daug vario, paprastai nuo 2 iki 5 procentų, ir jis grąžinamas į lydymo krosnį arba apdorojamas tokiais metodais kaip sodrinimas arba skiedimas elektrinėje krosnyje. SO2 koncentracija pučiamose dūmų dujose yra gana didelė, paprastai svyruoja nuo 8 iki 12 procentų, kuri gali būti naudojama rūgščių gamybai. Pūtimo procesas paprastai atliekamas naudojant horizontalųjį keitiklį su pertrūkiais. Oras, kurio manometrinis slėgis yra apie 1kgf/cm2, pučiamas į lydalą per oro angų eilę, sumontuotą išilgai keitiklio. Tiekimas, šlako išmetimas, vario išmetimas ir dūmų išmetimas praeina per krosnies angą ant krosnies korpuso.
Neapdoroto vario piro rafinavimas ir elektrolitinis rafinavimas pirorinis rafinavimas naudojasi tuo, kad kai kurios priemaišos turi didesnį afinitetą deguoniui nei varis, o jų oksidai netirpsta skystame varyje ir pašalinami oksiduojant šlakus arba išgaruojant. Redukavimo proceso metu vario skysčio paviršių uždenkite medžio anglimi arba koksu, kad išvengtumėte reoksidacijos. Po rafinavimo jis gali būti išlietas į vario anodą arba vario luitą elektrolitiniam rafinavimui. Procesas yra į rafinavimo krosnį įpilama skysto vario, kad jis įkaistų, arba į krosnį įpilama kietos vario medžiagos, kad ištirptų, o po to į vario skystį įpučiamas oras, kad oksiduotųsi, išgaruotų priemaišos, pašalintų šlaką ir sumažintų vario oksidą. įterpiant žalią medieną arba įpurškiant alyvą, naftos dujas ar amoniaką į vario skystį. Rafinavimo šlake yra daug vario, kuris gali būti grąžinamas į keitiklį perdirbimui ir rafinavimui reverberacinėje krosnyje arba rotacinėje rafinavimo krosnyje.
Pūtimo ciklas yra padalintas į du etapus: pirmasis etapas yra FeS oksidavimas į FeO, šlako pašalinimas ir baltojo matinio vario (Cu2S) gavimas. Lydymosi temperatūra svyruoja nuo 1150 laipsnių iki 1250 laipsnių. Pagrindinė reakcija yra tokia:
2FeS＋3O2 → 2FeO plius 2SO2
2FeO plius SiO2→2FeO·SiO2
Lydymosi temperatūra svyruoja nuo 1200 laipsnių iki 1280 laipsnių, o baltojo ledo varis pučiamas ir rafinuojamas į šiurkštų varį pagal šią reakciją:
2Cu2S＋3O2→2Cu2O plius 2SO2
Cu2S plius 2Cu2O→6Cu plius SO2

Aukščiau pateiktą turinį organizuoja Superb heater Company, super šildytuvas. Daugiausia profesionali gamyba: pramoniniai kaitinimo elementai, temperatūros matavimo elementai, gamybos įranga, priedai ir žaliavos, tokios kaip vamzdiniai šildytuvai, vamzdiniai šildytuvai, juostiniai šildytuvai, keraminiai šildytuvai, silikoninės gumos šildytuvai, termoporos ir kt.

Sveiki atvykę į pasaulinius pramonės partnerius aptarti bendradarbiavimo!