Ana hammadde olarak pirometalurjik bakır sülfür konsantresinin geleneksel ekipman eritme prensibi

İzabe esas olarak, bakır konsantresi veya kavrulmuş cevherdeki bir miktar demiri oksitlemeyi ve onu gang ve akı gibi cüruf oluşumundan uzaklaştırmayı ve böylece bakır açısından zengin mat (xCu2S · yFeS) üretimiyle sonuçlanan mat eritmeyi ifade eder. Mattaki toplam bakır, demir ve kükürt miktarı genellikle yüzde 80 ila yüzde 90'dır ve fırın yükündeki neredeyse tüm değerli metaller mat olarak girer.
Mat eritme için geleneksel ekipman, yüksek fırın, reverber fırın, elektrikli fırın vb.dir. Yeni inşa edilen modern büyük bakır izabe tesisleri çoğunlukla flaş fırınları kullanır. Eritme için yüksek fırın, küçük ülkeler tarafından uzun süredir doğrudan bakır eritme için kullanılan dikey bir fırındır. Geleneksel yöntem, sinterleme ve yüksek fırın eritmedir. Sülfürlü bakır konsantresi önce sinterlenir ve kükürdün bir kısmını çıkarmak için kavrulur ve sinterlenmiş bir topak haline getirilir. Flux, kok ve diğer harman malzemeleri ile katmanlar halinde fırına eklenir ve ergitme sırasında mat ve atık cüruf üretir. Bu yöntem, baca gazında düşük SO2 içeriğine sahiptir ve bu da kükürdün ekonomik olarak geri kazanılmasını zorlaştırır. Duman tehlikelerini ortadan kaldırmak ve konsantrelerden kükürdü geri kazanmak için, 1950'lerde bakır sülfit konsantresinin karıştırılıp yoğurularak bir macun haline getirilmesini ve ardından bazı blok malzemeleri, akı, kok vb. Bir malzeme sızdırmazlığı oluşturmak, hava sızıntısını azaltmak ve SO2 konsantrasyonunu artırmak için fırın tepesinin merkezi besleme portundan partiler. Yoğurulmuş malzeme kurutulur ve fırında sıcak baca gazıyla kavrularak sinterlenmiş bir malzeme sütunu oluşturulur ve blok malzeme ayrıca sinterlenmiş malzeme sütununun etrafına nefes alabilirliği korumak ve eritme işleminin normal çalışmasını sağlamak için sütun şeklinde sarılır.
Matın bakır içeriği, kavurma ve eritme işlemi sırasında konsantre derecesine ve kükürt giderme hızına bağlıdır. Dünyanın mat sınıfı genellikle yüzde 40 ila yüzde 55 bakır içerir. Yüksek dereceli mat üretmek, sülfür reaksiyonunun ısısından daha fazla faydalanabilir ve bir sonraki işlemin üfleme süresini kısaltabilir. Eritme cürufundaki bakır içeriği matın derecesi ile ilişkilidir ve atık cüruftaki bakır içeriği genellikle yüzde 0,4 ile yüzde 0,5 arasındadır. Eritme işlemi sırasındaki ana reaksiyonlar şunlardır:
2CuFeS2→Cu2S artı 2FeS artı S
Cu2O artı FeS→Cu2S artı FeO
2FeS artı 3O2 artı SiO2→2FeO·SiO2 artı 2SO2
2FeO artı SiO2→2FeO·SiO2
Reverber fırın dikdörtgen şeklindedir ve yüksek kaliteli refrakter malzemelerle inşa edilmiştir. Brülör fırının başında bulunur ve baca gazı kuyruktan boşaltılır. Fırın malzemesi yan duvarın üstünden veya üst kısmından eklenir ve mat, yan duvarın alt kısmındaki mat portundan boşaltılır. Cüruf, yan duvarın veya uç duvarın altındaki cüruf boşaltma ağzından boşaltılır. Fırın kafa sıcaklığı 1500 derece ile 1550 derece arasında değişir, fırın kuyruk sıcaklığı 1250 derece ile 1300 derece arasında değişir ve çıkış baca gazı sıcaklığı 1200 derece civarındadır. Cevheri eritirken ve kavururken, yakıt oranı yüzde 10 ila yüzde 15 ve yatak enerji oranı 3-6t/(m2 · gün). Bakır konsantresi, yüzde 16 ila yüzde 25 yakıt oranı ve 2-4t/(m2 · gün) yatak enerji oranıyla doğrudan fırına beslenir ve buna ham konsantre eritme denir.
Reverber fırın eritme işlemi, yüzdürme toz halindeki konsantrenin işlenmesi için uygundur. Reverber fırın eritme işleminin kükürt giderme oranı düşüktür, sadece yüzde 20 ~ yüzde 30'dur ve bu, yüksek bakır dereceli konsantreyi işlemek için uygundur. Hammadde düşük bakır ve yüksek kükürt içeriyorsa eritmeden önce kavrulması gerekir. Reverber fırının üretim ölçeği büyük ölçekli olabilir ve hammaddelere ve yakıtlara güçlü bir şekilde uyarlanabilir. Uzun süredir bakır eritme için ana ekipman olmuştur. 1970'lerde ülkeler reverber fırınlı ergitmeyi geliştirmek için çalışıyorlardı ve bazıları, SO2 konsantrasyonunu artırmak için sızdırmazlığı güçlendirmek amacıyla konsantreleri fırına enjekte etmek için oksijen püskürtme cihazları kullandı. China Baiyin Corporation'ın ilk izabe tesisi, eritme gücünü artıran yüksek eritme için reverber fırındaki eriyiğe bakır konsantresi ekledi ve baca gazı sülfürik asit üretmek için kullanılabilir. 1980'lerin başına kadar, dünya çapında sürdürülen yankılanma fırını kapasitesi, bakır eritme ekipmanında hala birinci sırada yer alıyordu. Kutu tipi elektrikli fırın, ancak reverber fırın büyük miktarda baca gazına sahiptir ve sadece yüzde 1 kadar SO2'nin geri kazanılması zordur. Reverber fırının ısıl verimi sadece yüzde 25 ~ yüzde 30'dur ve eritme işlemindeki reaksiyon ısısı daha az kullanılır ve ihtiyaç duyulan ısı esas olarak ek yakıtla sağlanır.
Bakırın elektrikli fırınla ​​eritilmesi, malzemelere geniş bir uyarlanabilirlik yelpazesine sahip bir madencilik termoelektrik fırını olarak da bilinen bir dirençli ark fırını kullanır. Genellikle elektrik fiyatlarının düşük olduğu bölgelerde ve refrakter gang içeren konsantrelerin işlenmesinde kullanılır. Elektrikli fırın eritme ile üretilen baca gazı miktarı nispeten küçüktür. Düzgün kontrol edilirse, baca gazındaki SO2 konsantrasyonu yaklaşık yüzde 5'e ulaşabilir, bu da kükürt geri kazanımı için faydalıdır.
Bakır eritme elektrikli fırınları, birkaçı dairesel olmak üzere çoğunlukla dikdörtgen şeklindedir. Büyük elektrikli fırınlar genellikle 30 m ila 35 m uzunluğunda, 8 m ila 10 m genişliğinde ve 4 m ila 5 m yüksekliğindedir. 1,2 m ila 1,8 m çapında altı adet kendiliğinden pişen elektrot kullanırlar ve üç adet tek fazlı transformatörle çalışırlar. Elektrikli fırının görünür gücü 3000 ila 50000 kilovolt amper arasında değişir, birim fırın yatak alanı gücü yaklaşık 100kw/m2, yatak enerji oranı 3-6t/(m2 · gün), fırın şarj gücü 400 ila 500kw · h/t tüketim ve yaklaşık 2-3 kg/t elektrot macunu tüketimi.
Flaş eritme, bakır sülfür konsantresi ve eritken karışımını yüzde 0,3 su içeriğinin altına kadar kurutmak, sıcak hava (veya oksijen veya oksijenle zenginleştirilmiş hava) ile karıştırmak, hızlı oksidasyon için fırına püskürtmek ve erime ve mat ve cüruf oluşturur. Avantajı, elektrikli fırının yüksek erime mukavemetine sahip olması ve sülfit oksidasyon reaksiyonunun ısısını tam olarak kullanabilmesidir. Eritme işleminin enerji tüketimini azaltın. Tüp fırın Flaş eritme, mat derecesini geniş bir aralıkta ayarlayabilir, genellikle yaklaşık yüzde 50'de kontrol edilir ve bu, dönüştürmenin bir sonraki adımı için faydalıdır. Bununla birlikte, cüruf yüksek bakır içeriği içerir ve daha fazla işlem gerektirir.
Baca gazındaki SO2 konsantrasyonu yüzde 8'i geçebilir.
Mat üfleme, demir sülfürün oksitlenmesinin bakır sülfürden daha kolay olması özelliğini kullanır. Yatay bir dönüştürücüde, demir sülfidi demir okside oksitlemek için erimiş matın içine hava üflenir, bu daha sonra eklenen kuvars akısı ile cüruf oluşumuyla giderilir. Diğer safsızlıklar kısmen giderilir ve ardından üfleme, bakır sülfürdeki kükürdü baca gazına oksitlemeye devam eder, bu da yüzde 98 ila yüzde 99 bakır içeren ham bakır ve ham bakıra değerli metallerin de girmesiyle sonuçlanır.
Bakır mat dönüştürme, kendi kendine ısıtma ile gerçekleştirilebilen ekzotermik bir reaksiyondur. Genellikle fazla ısıyı emmek için bazı soğuk malzemeler eklenmelidir. Üflemeden sonra cüruf, genellikle yüzde 2 ila yüzde 5 gibi yüksek bir bakır içeriğine sahiptir ve eritme fırınına geri gönderilir veya zenginleştirme veya kutu elektrikli fırın seyreltme gibi yöntemlerle işlenir. Üfleme baca gazındaki SO2 konsantrasyonu nispeten yüksektir, genellikle yüzde 8 ila yüzde 12 arasında değişir ve asit üretimi için kullanılabilir. Üfleme işlemi genellikle aralıklı çalışan yatay bir dönüştürücü kullanılarak gerçekleştirilir. Yaklaşık 1kgf/cm2'lik bir gösterge basıncına sahip hava, dönüştürücünün uzunluğu boyunca yerleştirilmiş bir dizi hava deliğinden eriyiğin içine üflenir. Besleme, cüruf boşaltma, bakır boşaltma ve duman tahliyesi fırın gövdesindeki fırın ağzından geçer.
Ham bakırın piro arıtması ve elektrolitik arıtması piro arıtması, bazı safsızlıkların oksijen için bakırdan daha fazla afiniteye sahip olması ve oksitlerinin sıvı bakırda çözünmemesi ve oksidasyon cüruf veya buharlaşma ile uzaklaştırılması gerçeğinden yararlanır. İndirgeme işlemi sırasında, yeniden oksidasyonu önlemek için bakır sıvısının yüzeyini odun kömürü veya kok ile kaplayın. Rafine edildikten sonra, elektrolitik arıtma için bakır anot veya bakır külçeye dökülebilir. İşlem, eritmek için fırına katı bakır malzemeyi ısıtmak veya eklemek için arıtma fırınına sıvı bakır eklemek ve ardından oksitlemek, safsızlıkları buharlaştırmak, cürufu cüruflamak ve ardından bakır oksidi azaltmak için bakır sıvısına hava üflemektir. bakır sıvıya yeşil odun ekleyerek veya ağır yağ, petrol gazı veya amonyak enjekte ederek. Rafine cürufu, reverber fırın veya döner arıtma fırınında işlenmek ve rafine edilmek üzere dönüştürücüye geri gönderilebilen yüksek bakır içerir.
Bir üfleme döngüsü iki aşamaya ayrılır: ilk aşama FeS'yi FeO'ya oksitlemek, cürufu uzaklaştırmak ve beyaz mat bakır (Cu2S) elde etmektir. Eritme sıcaklığı 1150 derece ile 1250 derece arasında değişmektedir. Ana reaksiyon:
2FeS+3O2→2FeO artı 2SO2
2FeO artı SiO2→2FeO·SiO2
Eritme sıcaklığı 1200 dereceden 1280 dereceye kadar değişir ve beyaz buz bakırı üflenir ve aşağıdaki reaksiyona göre kaba bakır haline getirilir:
2Cu2S+3O2→2Cu2O artı 2SO2
Cu2S artı 2Cu2O→6Cu artı SO2

Yukarıdaki içerik Superbheater Company, superheater tarafından organize edilmektedir. Ağırlıklı olarak profesyonel üretim: endüstriyel ısıtma elemanları, sıcaklık ölçüm elemanları, üretim ekipmanları, aksesuarlar ve borulu ısıtıcılar, borulu ısıtıcılar, bantlı ısıtıcılar, seramik ısıtıcılar, silikon kauçuk ısıtıcılar, termokupllar vb. gibi hammaddeler.

İşbirliğini görüşmek üzere küresel endüstri ortaklarına hoş geldiniz!