Det traditionelle udstyrssmelteprincip for pyrometallurgisk kobbersulfidkoncentrat som det vigtigste råmateriale

Smeltning refererer hovedsageligt til matsmeltning, som har til formål at oxidere noget jern i kobberkoncentrat eller brændt malm og fjerne det fra slaggedannelse såsom gang og flus, hvilket resulterer i produktionen af ​​kobberrig sten (xCu2S · yFeS). Den samlede mængde af kobber, jern og svovl i matte tegner sig ofte for 80 procent til 90 procent, og næsten alle ædle metaller i ovnladningen kommer ind i mat.
Det traditionelle udstyr til matsmeltning er højovn, efterklangsovn, elektrisk ovn osv. De nybyggede moderne store kobbersmeltere bruger for det meste flashovne. Højovnen til smeltning er en vertikal ovn, som i lang tid har været brugt af små lande til direkte kobbersmeltning. Den traditionelle metode er sintring og højovnssmeltning. Sulfidkobberkoncentratet sintres og ristes først for at fjerne noget af svovlen, hvilket gør det til en sintret klump. Det tilsættes til ovnen i lag med flusmiddel, koks og andre batchmaterialer og producerer mat og affaldsslagge under smeltning. Denne metode har lavt SO2-indhold i røggassen, hvilket gør det vanskeligt økonomisk at genvinde svovl. For at eliminere røgfare og genvinde svovl fra koncentrater blev koncentrat højovnssmeltemetoden udviklet i 1950'erne, som går ud på at blande og ælte kobbersulfidkoncentrat til en pasta og derefter tilsætte nogle blokmaterialer, flusmiddel, koks osv. batches fra den centrale fødeport i ovntoppen for at danne en materialeforsegling, reducere luftlækage og øge SO2-koncentrationen. Det æltede materiale tørres og ristes af varm røggas i ovnen til dannelse af en sintret materialesøjle, og blokmaterialet er også viklet rundt om den sintrede materialesøjle i en søjleformet form for at opretholde åndbarheden og sikre normal drift af smelteoperationen.
Kobberindholdet i stensten afhænger af koncentratkvaliteten og afsvovlingshastigheden under riste- og smelteprocessen. Verdens matkvalitet indeholder generelt 40 procent til 55 procent kobber. Fremstilling af mat af høj kvalitet kan gøre mere brug af varmen fra sulfidereaktionen og forkorte blæsetiden for den næste proces. Kobberindholdet i smelteslagge er relateret til graden af ​​sten, og kobberindholdet i affaldsslagge er generelt mellem 0,4 procent og 0,5 procent. De vigtigste reaktioner under smeltningsprocessen er:
2CuFeS2→Cu2S plus 2FeS plus S
Cu2O plus FeS→Cu2S plus FeO
2FeS plus 3O2 plus SiO2→2FeO·SiO2 plus 2SO2
2FeO plus SiO2→2FeO·SiO2
Efterklangsovnen er rektangulær og bygget med ildfaste materialer af høj kvalitet. Brænderen er placeret i toppen af ​​ovnen, og røggassen udledes fra halen. Ovnmaterialet tilføres fra den øverste eller øverste del af sidevæggen, og stenpladen udledes fra matporten i bunden af ​​sidevæggen. Slaggen udledes fra slaggeudløbsporten under sidevæggen eller endevæggen. Ovnhovedets temperatur varierer fra 1500 grader til 1550 grader, ovnens haletemperatur varierer fra 1250 grader til 1300 grader, og udløbsrøggastemperaturen er omkring 1200 grader. Ved smeltning og ristning af malm er brændstofhastigheden 10 til 15 procent, og lejeenergihastigheden er 3-6t/(m2 · dag). Kobberkoncentrat tilføres direkte i ovnen med en brændstofhastighed på 16 procent til 25 procent og en lejeenergihastighed på 2-4t/(m2 · dag), og kaldes råkoncentratsmeltning.
Efterklangsovnens smelteproces er velegnet til behandling af flotationspulverformigt koncentrat. Afsvovlingshastigheden for efterklangsovnssmelteprocessen er lav, kun 20 procent ~ 30 procent, hvilket er egnet til behandling af koncentrat med høj kobberkvalitet. Hvis råvaren indeholder lavt kobber og højt svovlindhold, skal det ristes før smeltning. Produktionsskalaen for efterklangsovn kan være storstilet, og den har stærk tilpasningsevne til råmaterialer og brændstoffer. Det har været det vigtigste udstyr til kobbersmeltning i lang tid. I 1970'erne undersøgte lande for at forbedre efterklangsovnssmeltning, og nogle brugte iltsprøjteanordninger til at sprøjte koncentrater ind i ovnen for at styrke tætningen for at øge SO2-koncentrationen. Den første smelter fra China Baiyin Corporation tilsatte kobberkoncentrat til smelten i efterklangsovnen til blæstsmeltning, hvilket forbedrede smeltestyrken, og røggassen kan bruges til at fremstille svovlsyre. Frem til begyndelsen af ​​1980'erne var den efterklangsovnskapacitet, der blev opretholdt rundt om i verden, stadig på førstepladsen inden for kobbersmelteudstyr. Bokstype elektrisk ovn, men efterklangsovn har en stor mængde røggas, og kun omkring 1 procent SO2 er svær at genvinde. Den termiske effektivitet af efterklangsovnen er kun 25 procent ~30 procent, og reaktionsvarmen i smelteprocessen bruges mindre, og den nødvendige varme leveres hovedsageligt af ekstra brændstof.
Elektrisk ovnsmeltning af kobber bruger en modstandsbueovn, også kendt som en termoelektrisk mineovn, som har en bred vifte af tilpasningsevne til materialer. Det bruges generelt i områder med lave elpriser og til forarbejdning af koncentrater, der indeholder ildfast gang. Mængden af ​​røggas produceret ved elektrisk ovnsmeltning er relativt lille. Hvis det kontrolleres korrekt, kan koncentrationen af ​​SO2 i røggassen nå op på omkring 5 procent, hvilket er gavnligt for svovlgenvinding.
Elektriske ovne til smeltning af kobber er for det meste rektangulære, hvoraf nogle er cirkulære. Store elektriske ovne er generelt 30 m til 35 m lange, 8 m til 10 m brede og 4 m til 5 m høje. De bruger seks selvbagende elektroder med en diameter på 1,2 m til 1,8 m og drives af tre enfasede transformere. Den tilsyneladende effekt af den elektriske ovn spænder fra 3000 til 50000 kilovolt ampere, med en enhedsovns lejeeffekt på ca. forbrug på 400 til 500kw · h/t, og et elektrodepastaforbrug på omkring 2-3 kg/t.
Flashsmeltning er at tørre blandingen af ​​kobbersulfidkoncentrat og flux til under 0,3 procent vandindhold, blande den med varm luft (eller oxygen eller oxygenberiget luft), sprøjte den ind i ovnen for hurtig oxidation og smeltning og genererer mat og slagger. Dens fordel er, at den elektriske ovn har høj smeltestyrke og fuldt ud kan udnytte varmen fra sulfidoxidationsreaktionen. Reducer energiforbruget i smelteprocessen. Rørovn Flash-smeltning kan justere matkvaliteten i et stort område, generelt styret til omkring 50 procent, hvilket er gavnligt for det næste trin i konverteringen. Slaggen indeholder dog et højt kobberindhold og trænger til yderligere behandling.
Koncentrationen af ​​SO2 i røggas kan overstige 8 procent.
Mattblæsning udnytter den egenskab, at ferrosulfid er lettere at oxidere end kobber(II)sulfid. I en horisontal konverter blæses luft ind i den smeltede sten for at oxidere jernsulfid til jernoxid, som derefter fjernes ved slaggedannelse med den tilsatte kvartsflux. Andre urenheder fjernes delvist, og derefter fortsætter indblæsningen med at oxidere svovlen i kobber(II)sulfid til røggassen, hvilket resulterer i, at råkobber indeholder 98 procent til 99 procent kobber, og ædelmetaller kommer også ind i råkobberet.
Kobbermat-konvertering er en eksoterm reaktion, som kan udføres ved selvopvarmning. Normalt skal nogle kolde materialer tilsættes for at absorbere overskudsvarmen. Slaggen efter indblæsning har et højt kobberindhold, sædvanligvis 2 procent til 5 procent, og returneres til smelteovnen eller behandles ved metoder såsom beneficiation eller bokselektrisk ovnfortynding. Koncentrationen af ​​SO2 i den blæsende røggas er relativt høj, generelt fra 8 procent til 12 procent, som kan bruges til syreproduktion. Blæseprocessen udføres generelt ved hjælp af en horisontal konverter med intermitterende drift. Luft med et manometertryk på ca. 1 kgf/cm2 blæses ind i smelten gennem en række lufthuller installeret langs konverterens længde. Fodring, slaggeudledning, kobberudledning og røgudslip passerer alle gennem ovnmundingen på ovnlegemet.
Pyroraffinering og elektrolytisk raffinering pyroraffinering af råkobber udnytter det faktum, at nogle urenheder har en større affinitet til oxygen end kobber, og deres oxider er uopløselige i flydende kobber og fjernes ved oxidationsslaggning eller fordampning. Under reduktionsprocessen skal du dække overfladen af ​​kobbervæsken med trækul eller koks for at forhindre reoxidation. Efter raffinering kan den støbes til kobberanode eller kobberbarre til elektrolytisk raffinering. Processen er at tilføje flydende kobber til raffineringsovnen for at varme op eller tilføje fast kobbermateriale ind i ovnen for at smelte, og derefter blæse luft ind i kobbervæsken for at oxidere, fordampe urenheder, slagger af slaggen og derefter reducere kobberoxidet ved at indsætte grønt træ eller sprøjte tung olie, petroleumsgas eller ammoniak ind i kobbervæsken. Raffineringsslaggen indeholder høj kobber, som kan returneres til konverteren for bearbejdning og raffinering i efterklangsovnen eller roterende raffineringsovn.
En blæsecyklus er opdelt i to trin: Det første trin er at oxidere FeS til FeO, fjerne slagger og opnå hvidt mat kobber (Cu2S). Smeltetemperaturen varierer fra 1150 grader til 1250 grader. Hovedreaktionen er:
2FeS＋3O2→2FeO plus 2SO2
2FeO plus SiO2→2FeO·SiO2
Smeltetemperaturen varierer fra 1200 grader til 1280 grader, og hvid iskobber blæses og raffineres til groft kobber i henhold til følgende reaktion:
2Cu2S＋3O2→2Cu2O plus 2SO2
Cu2S plus 2Cu2O→6Cu plus SO2

Ovenstående indhold er organiseret af Superb heater Company, super heater. Hovedsageligt professionel produktion: industrielle varmeelementer, temperaturmåleelementer, produktionsudstyr, tilbehør og råmaterialer såsom rørvarmere, rørvarmere, bæltevarmere, keramiske varmelegemer, silikonegummivarmere, termoelementer mv.

Velkommen globale industripartnere til at diskutere samarbejde!