Навигация
Технология процесса конвертирования медных штейнов
36050
знаков
2
таблицы
3
изображения
13 Технология процесса конвертирования медных штейнов
Процесс конвертирования медных штейнов осуществляется с целью перевода железа из штейнов в шлаки и сульфидных соединений меди в металлическую медь. Это возможно в процессе продувки воздуха через расплавленный штейн. В результате того, что воздух в расплав штейна врывается мощной струей с большой скоростью (130—170 м/с), он раздрабливает на своем пути жидкий штейн на мелкие капли и образует в етруе дутья штейново-воздушную эмульсию. При этом в ней бурно развиваются окислительные процессы, за счет чего в зоне окисления температура поднимается до 1400—1500 СС. Эта температура в объеме ванны конвертера снижается вследствие теплопередачи в окружающее пространство. Образующиеся в результате окисления оксиды железа на первой стадии конвертирования всплывают на поверхность шгейновой ванны и шлакуются кремнеземом, присутствующим на поверхности ванны. На второй стадии окисления образующиеся оксиды меди взаимодействуют с сульфидами меди, что приводит к образованию в конвертере расплава черновой меди и газов, удаляющихся через горловину конвертера.
Процесс переработки штейнов на СУМЗ осуществляют следующим образом. Штейны после плавки в печах Ванюкова выпускают в специальные штейновые ковши и заливают в предварительно разогретый конвертер. При каждой заливке порции штейна в конвертер загружают кварц, величина кусков которого не должна превышать 3,5 мм. Кварцевый флюс, содержащий не менее 80 % кварца, загружают в конвертер пушкой, вдувающей дробленый кварц в конвертер равномерным слоем по всей поверхности штейна.
После заливки штейна и загрузки кварца в конвертер через фурмы подают воздух при давлении около 190 кПа. По мере накопления жидкого шлака его сливают через горловину в ковш. С этой целью отключают воздух, что необходимо для разделения шлака и штейна. После слива конвертерного шлака в конвертер загружают новую порцию штейна и флюсов и снова проводят продувку для образования шлаков. Таким образом процесс продувки ведут до тех пор, пока в конвертере не накопится достаточное количество белого матта, содержащего не менее 75 % Сu и десятые доли процента железа. Производительность конвертера на этой стадии определяется содержанием меди в штейне.
Во втором периоде белый матт продувают непрерывно, без добавки флюсов и холодных присадок. Шлак, благодаря отсутствию в нем железа, практически не образуется. Содержание меди в шлаке второго периода до 30 %. Такой шлак также необходимо перерабатывать. Продувка во втором периоде продолжается 2-2.5 часа. Основной продукт черновая мед, шлак, газы.
14 Особенности проведения 1-го и 2-го периодов конвертирования
Первый период
Проводится селективное окисление сульфидов железа (FeS). Железо обладает большим сродством с кислородом, чем медь. Пока в расплаве присутствует железо, медь почти не окисляется.
Основные реакции:
2FeS + Ю2 = 3FeO + SO2 + Q
За счет кислорода воздуха дутья. Реакция проходит с выделением тепла. Для отделения оксида железа (FeO) от сульфидного расплава, необходимо FeO перевести в шлак. Для этого конвертор постояннс добавляют кварцевый флюс.
FeO + SiO2 = 2FeO • SiO2 + Q — экзотерсическая
В фурменной зоне конвертора возможно переокисление железа, т.к. там много кислорода. С образованием магнетита
6FeO + O2 = 2Fe3O4 +Q
tплFe2O3=1590"С
Поэтому образование большого количества магнетита не желательно. Разрушается магнетит (восстановление) по реакции:
3Fe^O4 + FeS + 5SiO2 - 5(2FeOSiO2) + SO2 —Q-эндотермическая
Эта реакция протекает интенсивно при температуре свыше 1200 С. Поэтому процесс конвертирования желательно проводить при максимально высоких температурах. Однако, для увеличения срока службы футеровки конвертора существует температурный придел 1280-1320°С.
Основная цель этого периода: накопление в конверторе богатой по меди сульфидной массы. После первой заливки штейна и частичной продувки из конвертора сливают шлак. После чего заливакп следующую порцию штейна. Эти операции повторяют несколько раз (3-4 раза). До тех пор пока не накопится достаточное количество сульфидной массы. После этого проводят холостую продувку (без заливки штейна). В результате получают белый штейн или белый матт. Практически чистый сульфид меди (CuS). На практике в нем остается 4% FeS. Шлаки первого периода содержат 1,5-3% меди. Это высокое содержание, их необходимо переработать. Переработка заключается в том, что их отправляют в плавильную печь или в отдельные агрегаты. Дополнительное топливо для процесса не требуется. В процессе конвертирования происходит избыток тепла. Температура повышается на 5-7°С в минуту. Для избежания перегрева расплава в конвертор загружают холодные присадки (дробленый шлак, твердый штейн, вторичное сырье, медный концентрат).
Теоретическое содержание SO2 в газах 15%, но за счет подсоса воздуха концентрация составляет 2-4%. Для обеспечения максимальной производительности в процессе работы проводят прочистку фурм. Это делают вручную или автоматически. Длительность первого периода:
- при богатом штейне 6-9 часов;
- при бедном штейне 16-24 часа
a. Второй период
Основные реакции:
2CuS + ЗО, - 2Си2 О + 2SO2
Cu2S + 2Си2О = 6Сы + SO2
3Cu2S + 3О2 = 6Cu+ 3SO2 Проведение второго периода:
Основной процесс - это продувка белого матта воздухом. Процесс ведут без добавки флюсов и холодных присадок. Однако, теоретически шлака не должно получится. Практически шлак бывает, т.к. осталось 4%FeS и полностью шлак в первом периоде не удается слить. Содержание меди в шлаке второго периода до 30%. Такой шлак так же необходимо перерабатывать. Продолжительность второго периода - 2-3 часа. Основной продукт черновая медь, шлак, газы. Теоретическое содержание SO2 21%, на практике 4-6% в газах.
Производительность конвертора определяется временем работы конвертора под дутьем (это время в течение которого идет продувка расплава). Обычно время работы под дутьем составляет 70-80% от общего времени.
Похожие работы
... , Пермской, Челябинской областей, Республики Коми, ЯНАО, ХМАО – Югры) «Соглашение о сотрудничестве в комплексном промышленном освоении Приполярного и Полярного Урала на основе опережающего развития транспортной и энергетической инфраструктуры» [38]. Нарождающийся новый экономический район, помимо развития отечественной минерально-сырьевой базы в интересах промышленности Урала, одновременно ...
... активно формировались альянсы в отрасли, что привело к значительной экономии издержек и позволило повысит маневренность и эффективность производства металла внутри России. Кроме России экспансия отечественных металлургов распространилась и в сопредельные государства – Украину, Армению, Румынию, а также и страны дальнего зарубежья – в частности в Гвинею, где не так давно один из операторов рынка ...
... Благоприятное отношение к туристам может быть создано через программы общественной пропаганды и информации, разработанные для местного населения. 2. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ТУРИСТСКОГО РЫНКА СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ 2.1 Общая характеристика ООО ТК «ГлавТур» Параметры, показатели Характеристика Полное наименование предприятия / сокращенное наименование Общество с ограниченной ответственностью ...
... без Тюменской области – соответственно 89 и 76%. В макрорегионе резко обозначена дифференциация между богатым севером и бедным югом. Чрезмерные различия в доходах населения двух зон федерального округа обусловлены не только высокой производительностью и благоприятной внешнеторговой конъюнктурой тюменской нефтегазовой промышленности, в значительной мере работающей на экспорт, но и действием ...
0 комментариев