一
1. Кереш сүз
Пирометаллургик бакыр эретү беренчел чистартылган бакыр җитештерүнең төп ысулы булып кала, ул дөньякүләм куәтнең 80% тан артыгын тәшкил итә. Бу процесс бакыр сульфид концентратларын (нигездә, халькопирит, CuFeS₂) югары температуралы металлургик операцияләр сериясе аша югары чисталыктагы катод бакырына (≥99,99% Cu) әйләндерә. Бу мәкаләдә тиз эретү, конвертацияләү, анод чистарту һәм электролитик чистартудан торган төп интеграцияләнгән блок-схема җентекләп сурәтләнә.
2. Концентрат әзерләү һәм кушу
Бакыр концентратлары (25-35% Cu) күпләп суырту савытлары белән килә һәм ябык складларда саклана. Дымлылык гадәттә 8-12% тәшкил итә һәм шартлауларны һәм эретү процессында артык энергия куллануны булдырмас өчен әйләндергеч мичләр яки сыек катламлы киптергечләр кулланып ≤0,3% ка кадәр киметергә кирәк.
Киптерелгән концентрат флюслар (кварц, известьташ), кире кайтаргычлар һәм конвертер шлаклары белән төгәл контрольдә тотылган пропорцияләрдә кушыла. Заманча заводларда автоматлаштырылган дисклы тукландыручылар һәм йөкләнеш элементлары системалары кулланыла, алар ±0,5% эчендә кушу төгәллегенә ирешәләр.
2
3. Көчле эретү
Флеш эретү - бакыр сульфиды концентратларын эшкәртү өчен иң алдынгы технология, ул дөнья күләмендә Outotec (хәзерге Metso) флеш мичләре һәм Кытайда эшләнгән кислород белән тутырыла торган мичләр белән күрсәтелә.
3.1 Процесс принцибы
Коры концентрат 850-950°C температурада кайнар, кислород белән баетылган һава агымына кертелә (кислород концентрациясе 75-90%). Реакцияләр (киптерү, оксидлашу, шлак һәм мат барлыкка килү) 3-5 секунд эчендә тәмамлана, реакция җылылыгы автотермик эшне дәвам итә. Төп реакцияләргә түбәндәгеләр керә: 4CuFeS₂ + 9O₂ → 4CuS + 2Fe₂O₃ + 8SO₂ 2FeS + 3O₂ + 2SiO₂ → 2FeO·SiO₂ + 2SO₂
3.2 Төп җиһазлар
- Реакция шахтасы: биеклеге 11-14 м, диаметры 7-9 м, югары сыйфатлы магнезит-хром кирпеч һәм бакыр су каплагычлары белән тышланган.
- Чөкмә һәм сеңдерү шахтасы: матны (65-75% Cu) һәм шлакны гравитация белән аеру.
- Чүп-чар җылыту казаны: пар җитештерү өчен ~550°C газдан сизелерлек җылылыкны кайтара.
- Кислород-концентрат нисбәте: 1,15-1,25 Нм³ O₂/т коры концентрат
- Реакция валының температурасы: 1250-1300°C
- Мат температурасы: 1180-1220°C
- Шлак Fe/SiO₂ нисбәте: 1.1-1.4, шлактагы бакыр ≤0.6%
3.3 Критик контроль параметрлары
Бер ялкынсыну миченең куәте көн саен 4000-5500 т/көн концентратка җитә, җылылык нәтиҗәлелеге >98% һәм SO₂ тоту 100% ка якын.
4. Конверсияләү
Мат электр белән җылытыла торган кер юу машиналары яки чөгендерләр аша Peirce-Smith конвертерларына яки өзлексез конверсия мичләренә күчерелә.
4.1 Шлак формалаштыру этабы
Кислород белән баетылган һава (25-35% O₂) тимер сульфидын окислыйру өчен өрелә. 2-8% Cu булган шлак майсызландырыла һәм тиз эретү өчен кире кайтарыла.
4.2 Бакыр ясау этабы
1180-1230°C температурада өзлексез өрү Cu₂Sны оксидлаштыра, ул бакырны (98,5-99,3% Cu) күбекчәгә әйләндерә.
3
1. Төп катушканы йөкләү һәм автоматик үзәкләштерү → 15 тонналы гидравлик катушкалы машина + фотоэлектрик серво EPC, үзәк сызык буенча тигезләү хатасы < 0,1 мм
2. Чыгару һәм киеренкелекне урнаштыру → Магнит порошок тормозы + ябык цикллы серво-идарә, 50–1500 Н төгәл көйләнә
3. Төгәл кисү → Импортланган вольфрам карбиды яки PM HSS дисклары, шпиндель чыгу аралыгы ≤ 0,002 мм, аралыклар ± 0,001 мм кадәр җирләнгән, реаль вакыт режимында тузу компенсациясе
4. Кырый бизәкләрен эшкәртү → Бәйсез ике башлы металл калдыкларын төрү җайланмалары; бизәкләр спираль рәвешендә кайтарыла яки урында ваклана.
5. Кайтадан урату һәм тарту изоляциясе → Һәр җеп өчен аерым бию роллын изоляцияләү, пневматик мандреллар + автоматик почмак саклау, йөзне тигезләү ≤ ±0.3 мм
6. Автоматик кисү һәм төргәкләү → Кисәргә тизлекне киметү → кәгазь төргәкләү → этикетка → чыгаруны 45 секунд эчендә башкару
Бакыр катушкасын тулысынча автоматик рәвештә кисү процессы
5. Анод мичен ут белән эшкәртү
Оксидлашу-кайтару өчен бакыр 50-500 тонналы стационар яки авыш анод мичләренә тутырыла.
5.1 Оксидлашу этабы
Һава яки кислород нокталары белән йөзүче шлак буларак калдык Fe, Ni, As, Sb һәм Bi юк ителә.
5.2 Редукция этабы
Кислород табигый газ, дизель яки агач багана ярдәмендә 150-300 ppm га кадәр киметә. Эшкәртелгән бакыр 300-450 кг анодларга (Cu ≥99,0%) коела.
4
6.1 Эш шартлары
- Ток тыгызлыгы: 220-320 А/м²
- Элемент көчәнеше: 0,22-0,32 В
- Электролит температурасы: 60-65°C
- Cu²⁺: 40-55 г / Л, бушлай H₂SO₄: 150-220 г / Л.
6.2 Электрохимик реакцияләр
Анодның эрүе: Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ Асылрак элементлар (Au, Ag, Se, Te) анод лайласына керә; асыл булмаган элементлар эремәгә керә. Катод утырмасы ≥99.993% Cu бирә, бу LME А класс спецификацияләренә туры килә.
7. Чыгарылган газларны эшкәртү һәм әйләнә-тирә мохитне контрольдә тоту
Ялкынсыну миченнән, конвертерлардан һәм анод мичләреннән чыккан SO₂га бай газлар суытыла, тузаннан чистартыла һәм икеләтә контактлы кислота заводларында эшкәртелә, шуның белән 99,8% тан артык күкерт алуга ирешелә. SO₂ койрык газы 100 мг/Нм³ дан күпкә түбәнрәк. Мышьяк, терекөмеш һәм башка авыр металлар махсуслаштырылган процесслар ярдәмендә чыгарыла.
8. Йомгаклау
Заманча бакыр пирометаллургиясе югары өзлексезлеккә, автоматизациягә һәм экологик күрсәткечләргә иреште. Интегральләштерелгән тиз эретү-өзлексез конверсияләү-анод эшкәртү-электр эшкәртү технология схемалары гомуми бакырны 98,5% тан артыкка һәм 280-320 кгц/т катодның чагыштырма энергия куллануын тәэмин итә, бу дөнья дәрәҗәсендәге эталоннарны күрсәтә. Кислородны баету, өзлексез бакыр ясау технологияләре һәм санлы процессларны контрольдә тоту өлкәсендәге даими үсеш нәтиҗәлелекне һәм тотрыклылыкны тагын да арттырачак.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 24 декабре