yandex.metrica
Металлургия меди

Подготовка медных руд к плавке

Сульфидные медные руды обогащают преимущественно методом пенной флотации. Предварительно руду измельчают до частиц крупностью 0,1—0,5 мм. После флотации получают медный концентрат, содержащий 8—35 % Cu, 40—50 % S, 30—35 % Fe и пустую породу, главными сос­тавляющими которой являются SiO2, Al2O3 и СаО. Медь в концентрате находится в виде сернистых соединений, желе­зо — в основном в виде пирита FeS2. Концентрат содержит 8—10 % влаги.

Обжиг медных концентратов. Большую часть концентратов (богатые концентраты, содержащие 25—35 % Cu) переплавляют на штейн без обжига, а незначительную часть (бедные кон­центраты, содержащие 10—25 % Cu) предварительно подвер­гают обжигу. Основная цель обжига — частичное окисление содержащихся в концентрате серы и железа с тем, чтобы в последующем обеспечивалось получение штейна с достаточно высоким (~ 25—30 %) содержанием меди.

Обжиг осуществляют преимущественно в печах кипящего слоя. Печь представляет собой футерованную шамотным кирпичом вертикальную шахту высотой до 9 м со сводом и подом, в котором расположены сопла (30—50 сопел на 1 м2 площади пода), через которые в печь снизу вдувают воздух, иногда обогащенный кислородом. Над подом печи имеется окно, через которое непрерывно загружают шихту, а с противоположной стороны печи — отверстие для непрерывной выгрузки продукта плавки (огарка). Загружаемая в печь шихта состоит из медного концентрата, флюсов (измельченных известняка и кварцита) и оборотной пыли. Расход воздуха поддерживают таким, чтобы зерна загружае­мой шихты находились во взвешенном состоянии, совершая в потоке воздуха непрерывное возвратно-поступательное дви­жение (движение, похожее на кипение жидкости).

В процессе обжига происходят: нагрев шихты; термичес­кая диссоциация высших сульфидов (FeS2 → FeS + 1/2S2 и 2CuS → Cu2S + 1/2S2); окисление образующихся паров серы до SO2 с выделением тепла; горение сульфида железа 2FeS + 3,5O2 = Fe2O3 + 2SO2 с выделением тепла. Этого тепла с избытком хватает для требуемого нагрева шихты (700— 850 °С). Температура в печи не должна превышать 850 °С во избежание спекания шихты; чтобы избежать перегрева, в шихту вводят флюсы, иногда в печь вдувают воду или в ки­пящий слой вводят трубчатые холодильники.

Продукт обжига — огарок состоит из низших сульфидов Cu2S и FeS и различных оксидов. Отходящие из печи газы, содержащие 7—13 % SO2, используют для производства серной кислоты. Чтобы уменьшить вынос мелкой шихты отходящими газами, иногда перед обжигом медный концентрат подвергают окомкованию. Широко распространенный в прошлом обжиг мед­ных концентратов в многоподовых печах с механическим перегребанием материалов применяется в настоящее время редко.