Плавка медного концентрата во взвешенном состоянии
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?исимости от содержания меди в штейне первый период конвертирования продолжается от 5 до 20 ч. Из-за высокой экзотермичности реакций конвертирования температура в конвертере возрастает (на 2-3 за минуту продувки). Для поддержания температуры в оптимальных пределах (1180-1250С) в конвертер загружают холодные добавки (медьсодержащие материалы). По окончании последней продувки из конвертера сливают конвертерный шлак, после чего начинается второй период конвертирования.
Конвертерные шлаки первого периода конвертирования содержат 23-27% SiO2; 1,5-3,0% Сu, остальное - окислы железа, в том числе, магнетит (до 20-25%). Обычно конвертерные шлаки перерабатывают в отражательных печах или направляют на обеднение (в электропечах, флотацией).
Второй период состоит в продувке полусернистой меди (белого штейна) до получения черновой меди. Черновая медь в конвертере образуется благодаря протеканию следующих реакций:
2Cu2S + 3O2 = 2Cu2O + 2SO2 + 186 кДж (12)
Cu2O + Cu2S = 6Cu + SO2 - 30кДж (13)
Воздух вдувают в расплав полусернистой меди до полного ее окисления. Конец операции определяют по пробам. Полученная черновая медь содержит значительное количество примесей (до 4%) и направляется на огневое рафинирование. [5]
Огневое рафинирование проводят с целью удаления части примесей, обладающих по сравнению с медью повышенным сродством к кислороду. Такие примеси в отличие от благородных металлов, которые в этой стадии рафинирования практически не удаляются, часто называют неблагородными. Огневому рафинированию подвергают расплавленную медь.
Процесс огневого рафинирования меди состоит из следующих основных операций: загрузки, расплавления твердой меди и разогрева расплава, окисления примесей, съема шлака, раскисления (дразнения) меди и разливки меди в анодные слитки. Продолжительность процесса рафинирования зависит от многих факторов (состава черновой меди, вместимости печи, тепловой нагрузки, производительности загрузочных и разливочных устройств) и колеблется от 12 до 32 ч.
Процессы окисления меди ведут при 1150-1170С. Увеличение температуры хотя и ускоряет процесс, но одновременно ведёт к повышенному насыщению расплавленной ванны Cu2O, что удлиняет стадию раскисления и увеличивает расход дорогостоящих восстановителей.
В настоящее время для огневого рафинирования черновой меди в основном применяют стационарные отражательные печи и наклоняющиеся печи конвертерного типа. [3]
Металлическая медь после огневого рафинирования содержит ряд примесей (As, Sb, Se, Ni, Co, Fe). Кроме того, при рафинировании в анодную медь переходят золото, серебро и металлы платиновой группы, содержащиеся в черновой меди.
Электролитическое рафинирование меди применяют для получения меди высокой чистоты, обладающей повышенной электропроводностью и пластичностью. При этом благородные металлы, а также редкие элементы, такие, как селен и теллур, переходят в шлам.
Процесс электролитического рафинирования заключается в растворении анода под действием электрического тока и осаждении меди в виде чистого металла на катоде.
Аноды и катоды помещают в электролизные ванны, располагая электроды в ваннах вертикально, параллельно друг другу. Все аноды соединяются с положительным, а катоды с отрицательным полюсами источника постоянного тока. В ванны подают электролит в виде раствора сернокислой меди, содержащего свободную серную кислоту.
На медном аноде возможны следующие электрохимические реакции:
Cu = Cu2+ + 2eE = +0,346 B= Cu+ + eE = +0,51 B+ = Cu2+ + eE = +0,17 B(14)
На катоде выделение меди идет в основном за счет разряда ионов двухвалентной меди:
Cu2+ + 2e = Cu (15)
Одним из важных показателей качества процесса электролитического рафинирования меди является выход по току. Чем выше этот показатель, тем ниже расход электроэнергии и выше производительность электролитных ванн.
В настоящее время для получения высокого выхода по току и низкого расхода электроэнергии при электролитическом рафинировании меди на практике электролиз проводят при температуре электролита 55-60С, плотности тока 225-300 А/м2, содержании в электролите 40-50 г./л меди, 120-200 г./л свободной серной кислоты, расстоянии между центрами одноименных электродов 105-115 мм.
При этом можно получить катодную медь чистотой 99,99%. [5]
2.1.2 Гидрометаллургическая технология
Гидрометаллургический метод переработки медных руд и концентратов, осуществляемый в промышленности в различных технологических вариантах, включает следующие основные операции:
) подготовку руды (концентрата) к выщелачиванию;
) выщелачивание рудного сырья;
) осаждение извлекаемого металла из раствора в металлическом состоянии или в виде химического соединения.
Иногда осаждению металла из раствора предшествует очистка раствора от примесей.
Подготовка рудного сырья к гидрометаллургической переработке в зависимости от вида исходного материала, его свойств и требований процесса выщелачивания может включать дробление и измельчение (только руды), окислительный, сульфатизирующий или восстановительный обжиг.
Выщелачиванием называют процесс растворения ценных извлекаемых металлов из массы твердого материала в жидком растворителе - воде, растворах кислот и т.д. Выщелачивание рудных материалов проводят просачиванием раствора через слой руды или концентрата, в чанах с механическим или воздушным перемешиванием или в автоклавах при повышенных температурах (до 300С) и давлениях.
Для осаждения ?/p>