Лекция 7 Огневое рафинирование черновой меди

Цель огневого рафинирования: перевести в шлак примеси, имеющие большее сродство к кислороду, чем медь.

Огневое рафинирование проводят при температуре 1130-1150 ⁰С в отражательных печах. Длительность - несколько суток.

Этапы рафинирования:

а) расплавление меди;

б) окисление примесей;

в) удаление растворенных газов;

г) раскисление меди;

д) разливка.

Окисление примесей

Основная реакция этой стадии:

4Cu + O₂ à 2 Cu₂O

Эта реакция идет вследствие преобладающей массы меди. Затем идет реакция взаимодействия оксида меди с примесями:

Cu₂O + Me à MeO + 2 Cu

В результате окисления образуется шлак (2-3% от массы меди, подвергающейся рафинированию), который содержит до 50% Cu, 5-40% SiO₂, 5-10% оксидов металлов. Этот шлак возвращают на конвертирование.

Удаление растворенных газов

После удаления шлака в ванну опускают сырое дерево. При этом происходит бурное выделение паров воды, что способствует перемешиванию меди, завершению окисления серы, удалению SO₂ и др. газов. Также для удаления газов можно использовать природный газ.

Раскисление. Основная задача раскисления - понижение содержания оксида меди.

При проведении раскисления ванну покрывают слоем угля, продувают природным газом, а если использовали жерди, то их погружают глубже и на более длительное время.

При продувке природным газом идет реакция:

4Cu₂O + CH₄ à CO₂ + 2H₂O + 8Cu

Если используется уголь или жерди, то идет следующая реакция:

2Cu₂O + C à CO₂ + 4Cu

Coдержание Cu₂O понижается с 10-12% до 0,3-0,5%. Содержание меди после огневого рафинирования составляет 99-99,5%.