Pürometallurgilise vasksulfiidi kontsentraadi kui peamise tooraine traditsioonilise seadmete sulatamise põhimõte

Sulatamine viitab peamiselt mattsulatamisele, mille eesmärk on oksüdeerida osa rauda vaskkontsentraadis või röstitud maagis ja eemaldada see räbu moodustumisest, nagu räbu ja räbustik, mille tulemusena tekib vaserikas matt (xCu2S · yFeS). Vase, raua ja väävli koguhulk mattis moodustab sageli 80–90 protsenti ning peaaegu kõik ahju laengus olevad väärismetallid sisenevad matti.
Traditsioonilised mattsulatuse seadmed on kõrgahi, reverberatorahi, elektriahi jne. Vastvalminud kaasaegsed suured vasesulatused kasutavad valdavalt kiirahjusid. Sulatamiseks mõeldud kõrgahi on vertikaalahi, mida on väikeriigid juba pikka aega kasutanud vase otseseks sulatamiseks. Traditsiooniline meetod on paagutamine ja kõrgahjus sulatamine. Sulfiidvase kontsentraat esmalt paagutatakse ja röstitakse, et eemaldada osa väävlist, muutes selle paagutatud tükiks. See lisatakse ahju kihtidena koos räbusti, koksi ja muude partiimaterjalidega ning see tekitab sulatamisel matt- ja jäätmeräbu. Sellel meetodil on suitsugaasides madal SO2 sisaldus, mistõttu on väävli ökonoomne taaskasutamine raskendatud. Suitsuohu kõrvaldamiseks ja väävli taaskasutamiseks kontsentraatidest töötati 1950. aastatel välja kontsentraadi kõrgahjus sulatusmeetod, mis hõlmab vasksulfiidi kontsentraadi pastaks segamist ja sõtkumist ning seejärel mõne plokkmaterjali, räbusti, koksi jms lisamist. partiid ahju ülaosa kesksest etteandeavast, et moodustada materjali tihend, vähendada õhuleket ja suurendada SO2 kontsentratsiooni. Sõtkutud materjal kuivatatakse ja röstitakse ahjus kuuma suitsugaasiga, et moodustada paagutatud materjali kolonn, samuti mähitakse plokkmaterjal sambakujuliselt ümber paagutatud materjali kolonni, et säilitada hingavus ja tagada sulatusoperatsiooni normaalne toimimine.
Mati vasesisaldus sõltub kontsentraadi kvaliteedist ja väävlitustamise kiirusest röstimis- ja sulatusprotsessi ajal. Maailma mattkivi sisaldab tavaliselt 40 protsenti kuni 55 protsenti vaske. Kvaliteetse mati tootmine võib rohkem ära kasutada sulfiidreaktsiooni soojust ja lühendada järgmise protsessi puhumisaega. Vasesisaldus sulatusräbus on seotud mati kvaliteediklassiga ja vasesisaldus räbujäätmetes on üldiselt vahemikus 0,4 kuni 0,5 protsenti. Peamised reaktsioonid sulamisprotsessi ajal on:
2CuFeS2→Cu2S pluss 2FeS pluss S
Cu2O pluss FeS → Cu2S pluss FeO
2FeS pluss 3O2 pluss SiO2→2FeO·SiO2 pluss 2SO2
2FeO pluss SiO2→2FeO·SiO2
Reverberatory ahi on ristkülikukujuline ja ehitatud kvaliteetsetest tulekindlatest materjalidest. Põleti asub ahju eesotsas ja suitsugaasid juhitakse välja sabast. Ahju materjal lisatakse külgseina ülemisest või ülemisest osast ja matt väljutatakse külgseina allosas olevast matist. Räbu juhitakse välja külgseina või otsaseina all olevast räbu väljalaskeavast. Ahju pea temperatuur on vahemikus 1500 kraadi kuni 1550 kraadi, ahju saba temperatuur on vahemikus 1250 kraadi kuni 1300 kraadi ja väljalaskegaaside temperatuur on umbes 1200 kraadi. Maagi sulatamisel ja röstimisel on kütusekulu 10–15 protsenti ja kihi energiamäär 3-6t/(m2 · päev). Vase kontsentraat juhitakse otse ahju kütusekuluga 16–25 protsenti ja kihi energianormiga 2-4t/(m2 · päev) ning seda nimetatakse toorkontsentraadi sulatamiseks.
Reverberatory ahju sulatusprotsess sobib flotatsioonipulbri kontsentraadi töötlemiseks. Reverberatory ahju sulatusprotsessi väävlitustamise määr on madal, ainult 20% ~ 30%, mis sobib kõrge vasekvaliteediga kontsentraadi töötlemiseks. Kui tooraine sisaldab madala vase- ja kõrge väävlisisaldusega, tuleb see enne sulatamist röstida. Reverberatory ahju tootmismaht võib olla suuremahuline ning sellel on tugev kohanemisvõime tooraine ja kütustega. See on pikka aega olnud vase sulatamise põhiseade. 1970. aastatel uurisid riigid reverberatsiooniahju sulatamise parandamist ja mõned kasutasid hapnikku pihustusseadmeid kontsentraatide ahju süstimiseks, et tugevdada tihendit, et suurendada SO2 kontsentratsiooni. Hiina Baiyin Corporationi esimene sulatustehas lisas kõrgsulatusahjus sulatisele vasekontsentraati, mis parandas sulatustugevust ja suitsugaase saab kasutada väävelhappe tootmiseks. Kuni 1980. aastate alguseni oli üle maailma säilinud kajaahjude võimsus vasesulatusseadmetes endiselt esikohal. Kasttüüpi elektriahi, kuid kajaga ahjus on palju suitsugaase ja ainult umbes 1 protsenti SO2 on raskesti taastatav. Reverberatory ahju soojuslik kasutegur on vaid 25% ~ 30% ja sulatusprotsessis kasutatakse reaktsioonisoojust vähem ning vajalik soojus saadakse peamiselt lisakütusega.
Vase elektriahju sulatamisel kasutatakse takistuskaarahju, mida tuntakse ka kaevandustermoelektrilise ahjuna ja millel on lai materjalidega kohanemisvõime. Seda kasutatakse üldiselt madalate elektrihindadega piirkondades ja tulekindlat kiudu sisaldavate kontsentraatide töötlemiseks. Elektriahju sulatamisel tekkivate suitsugaaside hulk on suhteliselt väike. Õige kontrolli korral võib SO2 kontsentratsioon suitsugaasis ulatuda umbes 5 protsendini, mis on kasulik väävli taaskasutamiseks.
Vase sulatamise elektriahjud on enamasti ristkülikukujulised, mõned neist on ringikujulised. Suured elektriahjud on üldjuhul 30–35 m pikad, 8–10 m laiad ja 4–5 m kõrged. Nad kasutavad kuut iseküpsevat elektroodi läbimõõduga 1,2–1,8 m ja toiteallikaks on kolm ühefaasilist trafot. Elektriahju näivvõimsus jääb vahemikku 3000 kuni 50 000 kilovolti amprit, ahju ühikpinna võimsusega umbes 100kw/m2, kihi energiakulu 3-6t/(m2 · päev), ahju laadimisvõimsusega tarbimine 400–500 kW · h/t ja elektroodipasta kulu umbes 2-3 kg/t.
Kiirsulatus on vasksulfiidi kontsentraadi ja räbusti segu kuivatamine alla 0,3 protsendi veesisalduseni, segamine kuuma õhuga (või hapnikuga või hapnikuga rikastatud õhuga), kiireks oksüdeerumiseks ahju pihustamine ja sulamisel ning tekitavad matti ja räbu. Selle eeliseks on see, et elektriahjul on kõrge sulamistugevus ja see suudab täielikult ära kasutada sulfiidi oksüdatsioonireaktsiooni soojust. Vähendage sulatusprotsessi energiatarbimist. Toruahi Kiirsulatus võib reguleerida matti kvaliteeti suures vahemikus, mida tavaliselt kontrollitakse umbes 50 protsendiga, mis on kasulik muundamise järgmisel etapil. Räbu sisaldab aga suurt vasesisaldust ja vajab edasist töötlemist.
SO2 kontsentratsioon suitsugaasis võib ületada 8 protsenti.
Mattpuhumisel kasutatakse omadust, et raudsulfiidi on kergem oksüdeeruda kui vasksulfiidi. Horisontaalses muunduris puhutakse õhku sulamatti, et raudsulfiid oksüdeerida raudoksiidiks, mis seejärel eemaldatakse räbu moodustamise teel koos lisatud kvartsi vooga. Teised lisandid eemaldatakse osaliselt ja puhumine jätkab vasksulfiidis sisalduva väävli oksüdeerimist suitsugaasidesse, mille tulemuseks on toorvask, mis sisaldab 98–99 protsenti vaske, ja väärismetallid sisenevad ka toorvasesse.
Vase mati muundamine on eksotermiline reaktsioon, mida saab läbi viia isekuumenemise teel. Tavaliselt tuleb liigse kuumuse neelamiseks lisada veidi külmi materjale. Pärast puhumist on räbu kõrge vasesisaldus, tavaliselt 2–5 protsenti, ja see suunatakse tagasi sulatusahju või töödeldakse selliste meetoditega nagu rikastamine või kastelektriline ahjulahjendus. SO2 kontsentratsioon puhumis suitsugaasis on suhteliselt kõrge, üldiselt vahemikus 8 kuni 12 protsenti, mida saab kasutada happe tootmiseks. Puhumisprotsess viiakse tavaliselt läbi horisontaalse muunduri abil, millel on katkendlik töö. Õhk rõhuga umbes 1kgf/cm2 puhutakse sulatisse läbi õhuavade rea, mis on paigaldatud piki konverterit. Söötmine, räbu väljavool, vasest väljutamine ja suitsu väljalaskmine läbivad kõik ahju korpusel oleva ahju suudme.
Toorvase pürorafineerimine ja elektrolüütiline rafineerimine pürorafineerimine kasutab ära asjaolu, et mõnel lisandil on suurem afiinsus hapniku suhtes kui vasel ja nende oksiidid on vedelas vases lahustumatud ning eemaldatakse oksüdatsiooniräbu või lendumise teel. Redutseerimise käigus katke vase vedeliku pind söe või koksiga, et vältida reoksüdatsiooni. Pärast rafineerimist saab selle elektrolüütiliseks rafineerimiseks valada vase anoodi või vase valuplokki. Protsess seisneb vedela vase lisamises rafineerimisahju kuumutamiseks või tahke vaskmaterjali lisamises ahju sulatamiseks ning seejärel õhu puhumiseks vasevedelikku, et oksüdeerida, lendustada lisandid, eraldades räbu ja seejärel vähendada vaskoksiidi. lisades rohelist puitu või süstides vasevedelikku rasket õli, naftagaasi või ammoniaaki. Rafineerimisräbu sisaldab suure vasesisaldusega, mida saab tagasi suunata konverterisse töötlemiseks ja rafineerimiseks reverberatsiooniahjus või pöördrafineerimisahjus.
Puhumistsükkel jaguneb kaheks etapiks: esimene etapp on FeS oksüdeerimine FeO-ks, räbu eemaldamine ja valge mattvase (Cu2S) saamine. Sulamistemperatuur on vahemikus 1150 kuni 1250 kraadi. Peamine reaktsioon on:
2FeS＋3O2 → 2FeO pluss 2SO2
2FeO pluss SiO2→2FeO·SiO2
Sulamistemperatuur on vahemikus 1200 kraadi kuni 1280 kraadi ja valge jää vask puhutakse ja rafineeritakse jämedaks vaseks vastavalt järgmisele reaktsioonile:
2Cu2S＋3O2→2Cu2O pluss 2SO2
Cu2S pluss 2Cu2O→6Cu pluss SO2

Ülaltoodud sisu korraldab Superb heater Company, superheer. Peamiselt professionaalne tootmine: tööstuslikud kütteelemendid, temperatuuri mõõteelemendid, tootmisseadmed, tarvikud ja toorained, näiteks torukujulised küttekehad, torukujulised küttekehad, rihmküttekehad, keraamilised küttekehad, silikoonkummist küttekehad, termopaarid jne.

Tere tulemast ülemaailmsed tööstuspartnerid, et arutada koostööd!