Мыс кендерін шахталық балқыту

Мазмұны

1. Кіріспе
2. Пиритті балқыту
3. Мыс-күкірт балқыту
4. Жартылай пиритті балқыту
5. Шахталық балқытуды жетілдіру жолдары

Мыс кендерін шахталық балқыту

Мыс металлургиясында қара металл металлургиясы сияқты, өткен жылы шахталық пештердің дөңгелек қимасы болды; оларды кірпіштерден және басқа да отқа төзімді материалдардан осындай түрде жекелеген елдерде олар XX ғасырдың басына дейін сақталған. Фурм саласындағы мұндай пештердің ені 1-1,6 м; пештің ұзындығы әртүрлі болуы мүмкін — мыс балқыту зауыттарының көпшілігінде 1-ден шамамен 15 м-ге дейін шахта пештерінің жоғарғы жағы кеңеюімен профилі бар. Кессондардың көлбеу бұрышы 3-5°; пештің биіктігі фурм осінен колошникті алаңға дейін-балқытудың технологиялық ерекшеліктеріне байланысты 4-7 м шегінде.

Фурмнің төменгі бөлігінде ішкі горн орналасқан, ол науа алдыңғы таулы тікбұрышты немесе сопақ пішінді.

Өңделетін шикізаттың құрамына байланысты түсті металлургияда шахталық балқыту тотығу және қалпына келтіру болып бөлінеді. Тотықтырғыш балқыту пиритті және жартылайиритті болып бөлінеді. Пиритті балқытудың бір түрі-мыс-күкірт немесе жетілдірілген пиритті балқыту.

Сульфидті кендердің балқу сипаты пирит пен бос жыныстың құрамымен анықталады. Егер кенде тек мыс пириті (70-75% пирит, 8-10% халькопирит) болса, онда оны қайта өңдеу үшін пиритті немесе мыс-күкіртті балқытуды қолданады, қалған жағдайларда сульфидті мыс кендерін жартылайиритті балқытумен өңдейді. Қалпына келтіру балқыту қазіргі уақытта қолданылмайды, себебі бұл балқыту үшін қажетті бай тотыққан кендерді өндірмейді.

Пиритті балқыту

Таза пиритті балқыту өткен жүзжылдықтың тоқсаныншы жылдардағы өнеркәсіптік ауқымда Ресей мен Австралияда бір мезгілде жүзеге асырылды. Ол балқыту аймағында қатты тотығу атмосферасымен және дайындық аймағында бейтарап атмосферамен сипатталады. Шихтаны балқытуға қажетті жылу пештің фокусында күкіртті Темірдің тотығуы және түзілетін темір тотығы арқылы алынады. Жылутехникалық есептеулер кенде пириттің 75% болған кезде көміртекті отын шығынынсыз балқыту мүмкін екендігін көрсетеді. Алайда пиритті балқыту кезінде шикіқұрамның салмағынан 1-2% Кокс жұмсалады.

Пиритті балқыту шихтасы кен, кварц, әктас қоспасынан тұрады, шихтадағы әрбір компоненттің құрамы келесідей, шихта салмағынан % 60-70 пирит, 5-7 халькопирит, 25 кремнеземге дейін, 8-10 әктас, 1-2 Кокс.

Пиритті балқыту кезінде шартты түрде шахталық пештің биіктігі бойынша үш аймақ бөлінеді: дайындық, фокус аймағы және ішкі көріктің аймағы. Дайындық аймағында гигроскопиялық және конституциялық ылғал жойылады, жоғары сульфидтер мен карбонаттарды диссоциациялайды, кокс көміртегі келесі реакция бойынша жанады

[pic 1]

Дайындық аймағы бейтарап атмосферамен анық сипатталады. Дайындық аймағына төменнен көтерілетін газдар 3,0—5,9% CO2, 6,6—8.9% SO2, 0,35 — 0,5% O2, іздерден 0,16% CO дейін, сондай-ақ бу тәріздес күйдегі күкірттің бір бөлігі бар

Пешті қалыпты тиеу кезінде дайындық аймағының тереңдігі 2-3 м, аймақтағы температура жоғарыдан төмен қарай 300-400° - ден 1000° - ға дейін өзгереді. Шихтадан 1000° жеткенде сульфидтер тез балқитын эвтектик түрінде жылытылады және пештің тотығу аймағына жеке тамшылармен ағады.

Пеш фокус кеңістігі кеуекті саптама түрінде қызған кварцпен толтырылған. Метал сульфидтері (FeS), нор бойынша төмен қарай әйнек ауа үрлегішінің оттегімен әрекеттеседі. Қолданыстағы массалар Заңының негізінде, сондай-ақ металдардың оттегіге және күкіртке ұласуы, бұрын басқа сульфидтердің пештің фокусында күкіртті темір тотығады. Пиритті балқытудың негізгі реакциясы кремнезем болған кезде күкіртті Темірдің Тотығу реакциясы болып табылады:

[pic 2]

Негізгі реакциямен қатар, пештің фокусында темір тотығының магнетитке дейін ішінара тотығуы мүмкін: