Подготовка медных руд к плавке

Основными этапами подготовки медных руд к плавке являются:

1. дробление, измельчение

2. обогащение

3. окускование

Дробление и измельчение проводятся с использованием того же оборудования, что и в черной металлургии.

Обогащение проводится обычно методом флотации. В результате обогащения получают медный концентрат, содержащий 8-35% меди, 40-50% серы и 30-35% железа.

Окускование проводят методами агломерации, окатывания и брикетирования. Агломерация и получение окатышей проводится также как в черной металлургии.

Метод брикетирования

В состав шихты входят: руда и брикетная мелочь - 87-90%; трепел (осадочный кремнезем, содержащий до 75% SiО₂) – 6-8%; известь (размер частиц до 3 мм) – 4-5%.

Всю шихту подают в смесительный барабан, туда же подают пар и немного воды. Там идут процессы смешения и гашения извести. Затем смесь из барабана подают в бункер и на пресс, где получают брикеты. Их направляют на пропарку, которая идет 5-6 часов при температуре 175⁰C и повышенном давлении. При этом идет процесс взаимодействия извести с кремнеземом:

Ca(OH)₂ + SiO₂ + 1,5H₂O => CaO*SiO₂* 2,5H₂O

В результате взаимодействия образуется гидросиликат кальция, который придает прочность брикетам, служит связующим.

Обжиг медного концентрата

Обжиг проводится для удаления излишков серы, кроме того, он обеспечивает хорошее смешение всех компонентов шихты и нагревание ее до температуры 500-600⁰С.

Однако при плавке обожженных концентратов увеличиваются потери меди с шлаком и повышается унос пыли, поэтому богатые медные концентраты с содержанием меди более 25% плавят без обжига, бедные (с содержанием меди менее 25%) – обжигают.

Обжиг ведут в печах различной конструкции. Наиболее эффективными являются печи кипящего слоя, которые обеспечивают высокое содержание сернистого газа, что позволяет использовать отходящие газы для производства серной кислоты.

При обогащении дутья кислородом до 25% производительность печей возрастает на 26%, а до 27% - на 38 %, кроме того увеличивается концентрация SO₂ в отходящих газах.

В процессе обжига шихту нагревают до 750 - 800 ⁰С, сульфиды загораются и обжиг затем идет автотермично (т. е. без подвода тепла извне). Температура обжига не должна превышать 850 ⁰С, чтобы не происходило спекания шихты. Поэтому содержание серы не должно превышать 27%.

Для поддержания температуры на необходимом уровне к шихте добавляют флюсы (в первую очередь известняк).

Получение черновой меди

Получение черновой меди идет в несколько этапов.