Виплавлення міді зі штейнів
Сторінки роботи
зміст роботи
26 питання (Виплавлення міді зі штейнів. Пристрій конвертера. Робота конвертера)
6.9.Виплавлення міді зі штейнів
Склад штейнів, виплавлених із руд та концентратів
Зміст у штейні, %
6.9.1. пристрій конвертера
Сучасний мідеплавильний конвертер (рис. 42) має форму горизонтально встановленого циліндра, утворює якого розташовані фурми.
Бочка конвертера (кожух) футерована зсередини магнезитовою цеглою. На бочці встановлені два гладкі - опорні обода і один зубчастий - ведучий обід. Кожен гладкий обід спирається на дві пари роликів, укріплених на опорах, що гойдаються, зубчастий обід знаходиться в зачепленні з провідною шестернею - редуктором електромотора, за допомогою якого конвертер може повертатися в обидві сторони на 180 град.
Мал. 42. Конвертор для продування штейнів:1 – фундамент; 2 – опорні ролики; 3 – бочка; 4 – опорний обід; 5 – горловина; 6 - футерування; 7 – повітряний колектор; 8 – фурма; 9 – зубчастий обід; 10 - привід для обертання бочки
У середині бочки є отвір для заливки розплавленого штейна, зливу продуктів плавки та видалення газів – горловина. У робочому положенні горловина спрямована вгору і поміщається під залізним коробом - напилком, з'єднаним з газоходами, що відводять. Краї напилка мають виріз формою зовнішньої поверхні конвертера і щільно примикають до корпусу, попереджаючи зайве розведення газів повітрям, що підсмоктується з атмосфери. Іноді напилки для кращого ущільнення мають передню підйомну стінку і водяне охолодження.
По однійіз утворюючих бочки встановлені фурми, з'єднані із загальним колектором для стиснутого повітря 1-1,2 ат. Фурма має кульовий клапан, сталева кулька, яка в робочому положенні перекриває вихід повітря назовні, а при прочищенні відходить у верхнє гніздо.
З горловини через напилок гази надходять у збірний газохід, з нього - в пилову камеру, потім в електрофільтр, а потім трубопроводами на виробництво сірчаної кислоти.
Конвертери працюють періодично, виплавляючи одну операцію до 100 т міді. Зовнішній діаметр конвертера 2,3-4 м, довжина його 4,3-10 м.
6.9.2. Робота конвертера
Продування штейна в конвертері складається з двох періодів. У першому з них відбувається окислення сульфіду заліза і ошлакування оксиду(II) заліза кварцем, що додається в конвертер, при цьому виходять білий штейн і шлак. Шлак зливають через горловину, нахиляючи конвертер.
Повітря, що вдмухується через фурми в розплавлений штейн, енергійно перемішує ванну. На поверхні повітряних бульбашок протікають реакції окиснення сульфідів:
Оксид (I) міді шляхом обмінної взаємодії з FeS знову перетворюється на сульфід:
Тому в першому періоді окислюється тільки сірчисте залізо, а мідь залишається у вигляді сульфіду.
Оксид (II)заліза шлакуется кварцем, що додається в конвертер:
Окислення сульфіду заліза в присутності кварцу можна виразити сумарною реакцією, яка є в конвертері основним джерелом тепла:
При нестачі кварцу закис заліза окислюється до магнетиту:
Магнетит може відновлюватися сірчистим залізом штейну у присутності кварцу за реакцією:
Рівномірна подача в конвертер подрібненого кварцу крупністю 6-12 мм і досить висока температура сприяють відновленню Fе3О4, отриманню менш в'язких шлаків ізниження механічних втрат міді. Феріти, не відновлені за час продування, переходять у шлак головним чином у вигляді твердих зважених частинок, збільшуючи в'язкість шлаку.
Перед заливкою штейна конвертер повертають так, щоб фурми виявилися вищими за шар розплаву.
Температура штейна, що заливається, близько 1200 °С. Під час продування вона швидко підвищується внаслідок інтенсивного окислення сульфідів. Нормальна температура першого періоду має бути в межах 1250 - 1350 ° С.
Регулювання температури необхідне для запобігання футеровки від передчасного зносу та отримання досить рідкорухливих шлаків. Для підвищення збільшують подачу повітря і додають рідкий штейн, для зниження завантажують холодні присадки, наприклад, кірки з ковшів, твердий штейн. Завантаження кварцу починають з початку продування.