Мыстың пирометаллургиялық өндірісінің өнімдері

№1 зертханалық жұмыс

Мыстың пирометаллургиялық өндірісінің өнімдері

Жұмыстың мақсаты: мыс өндірудің пирометаллургиялық тәсілімен, мыс өндірісінің пирометаллургиялық өнімдерімен танысу.

Пирометаллургиялық процестің негізі балқыту болып табылады, онда балқытылған масса екі сұйық қабатқа бөлінеді: Стейн-сульфидтер қорытпасы және шлак-оксидтер қорытпасы. Балқытуға мыс рудасы немесе күйдірілген мыс рудасының концентраттары кіреді. Концентраттарды күйдіру күкірттің құрамын оңтайлы мәндерге дейін төмендету мақсатында жүзеге асырылады. Сұйық штейн конвертерлерде күкіртті темірді тотықтыру, темірді қожға айналдыру және қара мыс шығару үшін ауамен үрленеді. Қара мыс одан әрі тазартылады – қоспалардан тазартылады.

1 Мыс кенін байыту

Мыс кендерінің көпшілігі флотация әдісімен байытылған. Нәтижесінде құрамында 8-35% Cu, 40-50% S, 30-35% Fe және негізінен SiO2, Al2O3 және CaO құрайтын бос жыныс бар мыс концентраты алынады. Концентраттар әдетте тотығу ортасында күйдіріледі, осылайша күкірттің шамамен 50%-ы жойылады және балқыту кезінде жеткілікті бай штейнді алу үшін қажетті күкірт мөлшері бар күйдірілген концентрат алынады. Күйдіру шихтаның барлық компоненттерінің жақсы араласуын және оны 550-600 °C дейін қыздыруды қамтамасыз етеді және сайып келгенде, шағылыстырғыш пеште отын шығынын екі есе азайтады. Алайда, күйдірілген шихтаны балқыту кезінде қождағы мыс жоғалуы және шаңның кетуі біршама артады. Сондықтан, әдетте, бай мыс концентраттары (25-35% Cu) күйдірусіз ериді, ал кедейлер (8-25% Cu) күйдіріледі. Концентраттарды күйдіру үшін механикалық қызып кететін көп отты пештер қолданылады. Мұндай пештер үздіксіз жұмыс істейді.

2 Мыс штейнді балқыту

Негізінен мыс және темір сульфидтерінен (Cu2S+Fes=80-90%) және басқа сульфидтерден, сондай-ақ темір, кремний, алюминий және кальций оксидтерінен тұратын мысты штейн әртүрлі типтегі пештерде балқытылады. Құрамында алтын, күміс, селен және теллур бар күрделі кендерді концентратқа мыс қана емес, сонымен қатар осы металдар да аударылатындай етіп байытқан жөн. Концентрат шағылыстырғыш немесе электр пештерінде штейнге балқытылады. Күкіртті, таза мыс кендерін шахта пештерінде өңдеген жөн. Кендердегі күкірт мөлшері жоғары болған кезде шахта пешінде мыс-күкіртті балқыту процесін газдарды ұстап, олардан қарапайым күкірт алу арқылы қолданған жөн. Пешке мыс кені, әктас, кокс және қайта өңделген өнімдер жүктеледі. Жүктеу шикі материалдар мен кокстың жеке бөліктерімен жүзеге асырылады. Шахтаның жоғарғы горизонттарында тотықсыздану ортасы, ал пештің төменгі бөлігінде тотығу ортасы жасалады. Шихтаның төменгі қабаттары ериді және ол біртіндеп ыстық газдар ағынына қарай төмендейді. Фурмалардың температурасы пештің жоғарғы жағында 1500 °С-қа жетеді, ол шамамен 450 °С-қа тең. Шығатын газдардың мұндай жоғары температурасы күкірт буларының конденсациясы басталғанға дейін шаңнан тазарту мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін қажет.

Пештің төменгі бөлігінде, негізінен фурмаларда келесі негізгі процестер жүреді:

а) Кокс көміртегін жағу

C + O2 = CO2

б) Күкіртті темір түрінде күкіртті күйдіру

2FeS + 3O2 = 2FeO + 2SO2

в) Темір силикатының түзілуі

2FeO + SiO2 =(FeO)2 · SiO2

Құрамында CO2, SO2, артық оттегі және азот бар газдар шихта бағанасы арқылы жоғары қарай өтеді. Газдардың бұл жолында шихта мен олардың арасында жылу алмасу, сондай-ақ СО2-нің шихта көміртегімен әрекеттесуі жүреді. Жоғары температурада CO2 және SO2 кокс көміртегімен тотықсызданады және көміртегі тотығы, күкірт көміртегі және күкірт көміртегі тотығы (COS) түзіледі: