Мыс штейндерін конвертрлеу

Бастапы кен шикізатынан рамына жне тріне байланысты, рамында 10 - 12ден70 - 75% - а дейінгі Сu бар, мыс штейндерін барлы жерде конвертірлеу дісімен дейді. Конвертірлеуге мыс штейндерінен баса, балытылан немесе атты кйде бай мыс кендері, кварцты флюстер (кбінесе алтын рамдылар) жне басада материалдар келіп тседі. Мыс штейндері негізінен мыс сульфидінен (Cu₂S) жне темірден (Fe₂S) трады.

Конвертірлеу рдісіні негізгі масаты темір мен ккіртті жне таы баса атысатын компоненттерді серінен ара мысты алу. Асыл металдар толыымен дерлік (сондай а селен жне теллур) ара металда алады. Экзотермиялы серге байланысты конвертірлеуді кптеген реакциялары арты отын шыынын тудырмайды, бл дегеніміз тікелей автогенді рдіс болып саналатындыын крсетеді.

Мыс штейнін конвертірлеу кезінде сульфидтерді тотыуы, темірді ожсыздануы ара мысты блуі жреді. Конвертірлеуді брышты рлеу арылы конвертірде клдене орналастыру арылы жргіземіз (9.3 - ші сурет). Конвертер ішінен магнезитті немесе хромомагнезитті кірпішпен аланан, болатты цилиндр трінде болады. Конвертерді сырты диаметрі 3 - 4, зындыы 6 - 10м. Конвертерді сиымдылыы 8 - 100т райды. Корпусты ортаны блігінде конвертерге, темір тотыынын ожсыздандыруа арналан, кварцты флюсті беретін жне балытылан штейнді ятын мойынды орналасан. Мойынды арылы ара мысты жне ожты шыарады. Конвертерді ось бойымен айналуы электр ткізгіш арылы жреді. Балыманы ауамен рлеу конвертерді бойымен орналасан фурма арылы беріледі. Фурманы санына (40 тан 50 ге дейін) конвертерді сиымдылыына байланысты згереді.

Конвертер клдене ось бойымен айналады. Конвертерді барлы ызметі (тиеу, балыма оймалжыдары, газдарды шыару) корпусты ортаы блігінде орналасан мойынды арылы жзеге асады. Конвертерге ауаны корпусты бір жа шетінде орналасан фурма арылы береді. Соы кездерде конвертерлерде коллектор - фурманы олдану кеінен таралан. Бл рылыда, ауалы коллектор, зіні корпусында орналасан фурмалы ттіктерді дегейінде орналастырылады. Коллекторды арама арсы жаында фурмалы ттіктерді ось бойымен, жмыс жасап тран конвертерге рлеуді тотатпай а, фурманы тазартуа ммкіндік беретін, шарлы бекітілген клапандар жасалан.

 

 

Сурет 9.3 - Штейнді рлеуге арналан конвертерді слбасы: а - Тік има; б - Клдене има

 

Клдене конвертерлер - здіксіз жмыс жасайтын аппараттар. Конверторды негізгі жмысшы аймаы болып, клдне ось бойымен айналу брышына байланысты: штейнді ю, штейнді рлеу (фурма балымаа жктелген), ож оймалжыы, ара мыс оймалжыы трлерінде болады. Штейнге рлеу кезінде тзілетін, газдар, конвертерде орналасан герметикалы тозадатыша мойынды арылы, арі арай газ аымыны жйесіне беріледі.

Мыс штейндерін конвертірлеуді йымдастырылан рдістері екі кезеге блінеді. Бірінші кезе - сульфидті массалар жиынтыы. Оны негізінде темір сульфидтерін тотысыздандыру жне осы кезде тзілетін тотытарды ожа туі жатыр. Темір сульфидтерін тотысыздандыруды ерекшелігі, бірінші кезеде мыспен салыстыранда темірді оттекке жоары жаындыымен аныталады.

Бірінші кезеде сульфидтерді тотысыздандырылуы ауа оттегісен жзеге асады. Осыан байланысты темір сульфидіні штейндегі концентрация тмендеп, сйкесінше мыс сульфиді жоарылайды, бл дегеніміз, негізгі рамы мыс сульфидінен тратын жне 78 - 80% Cuжне20 - 21% S райтын а штейнге дейін тзілуі.Темірді ожка туіне кварцтты (SiO₂) флюс сер етеді. Бірінші кезені негізгі реакциялары болып келесілер саналады:

 

2FeS + O₂ + SiO₂ = 2FeO · SiO₂ + 2SO₂,

2Cu₂S + 3O₂ = 2Cu₂O + 2SO₂,

Cu₂O + FeS = Cu₂S + FeO.

Бірінші кезе штейндегі мысты рамына байланысты 6 дан 25 саата дейін созылады.

Реакциялы деп аталатын, екінші кезеде, нтижесінде ара мыс алынатын а штейнде ауамен рлеу жреді. Бл кезені негізгі реакциялары болып келесілер саналады:

 

Cu₂S + 3O₂ = 2Cu₂O + 2SO₂,

Cu₂S + 2Cu₂O = 6[Cu] + SO₂.

Екінші кезе 2 - 3 саата созылады. Екінші кезені аяталуына арай мысты конвертерден алып тік брышты болатты шміштерге яды. ара мысты рамында: 97,5 - 99,5% Cu, 0,01 - 0,1% Fe, 0,3% Sb, 0,05% Bi, сондай а никельді, мышьякты, кмісті, алтынны жне т.б. біршама млшері бар. Мысты жне асыл металдарды жиынтыты бліп алу 95 - 99% райды.

Конверторды німділігі жалпы балуа кеткен уаыт затыына бюайланысты 1 саатта ара мысты ндіруге 4 - 12т райды. Ттынушылара ара мысты тікелей олдану, оны рамындаы электрлік, механикалы жне басада мысты маызды асиеттерін жне баалы элементтерін - баыттарын нашарлататын, рамындаы зиянды оспаларды серінен ммкін емес.

ара мысты рафинерлеуді экономикалы жадайлара байланысты екі сатыда жргізеді. Алдымен мысты зиянды оспалардан отты рафинерлеу дісімен, содан кейін электролитті діспен тазартады. Бір ана электролитті рафинерлеу арастырылуы ммкін. Алайда алдын ала мысты тазартусыз электролизді жргізу ымбата соуы ммкін.

Мысты рафинерлеу

ара мысты рафинерлеу (оспаларды алып тастау) алдымен отты, электролиттік діспен ндіреді. Осыан сйкес тек ана оспаларды ана емес, сондай а мыстан алтын металдарды жне басада баалы оспаларды алуа болады. Отты рафинерлеуді рылысы жаынан штейнді балытуа арналан пештерге сас, шаылыстырыш пештерде жргізеді. Пештерді сиымдылыы 200 - 400т райды. Пештерді табии газбен, мазутпен жне кмір шаымен ыздырады. Балыту рдісіндегі температура 1130 - 1150°С болады. Балу затыы 20 саат райды жне ара мысты конверторден аланнан кейін бірден пешке ятын болса 6 - 8 саата тмендейді.

Балыту рдісі кезінде темір ттіктері арылы балымаа ауа оттегісімен рілетін оспаларды тотысыздандыру жреді. Мыса араанда оттекке химиялы асиеті жаынан сас оспалар тотысызданады. Олара темір, никель, мырыш, мышьяк, сурма жатады. Асыл металдар тотысызданбайды жне мыста алып ояды. Соны ішінде селен жне теллур толыымен дерлік тотысызданбайды , ал висмут шамалы дрежеде тотысызданады. Тотысыздандыру кезеіні негізгі реакциялары болып келесілер саналады:

 

4[Cu] + O₂ = Cu₂O,

[Me]_(оспа) +Сu₂O = MeO + 2[Cu].

 

Тотысыздандыру кезеінен кейін пештен ожты алып балытылан мыстан еріген газдарды шыарып тастайды. Бл операцияны тыыздыына байланысты дразнерлеу деп атайды, ол металды ваннаа шикі оспаларды салуды арастырады. Осыан сйкес ваннаны араласуына жне одан ккіртті ангидрит жне таы баса газдар тріндегі ккіртті алып тастауа сер ететін, газ тсгіш кмірсутектілер жне су бркемесін интенсивті трде шыару жреді. Содан кейін созылымдылыа дразнерлеу операциясын жргізеді, бл операция мысты ышылсыздандыруа , яни одан ерітілген оттекті алып тастауа ажет. Ол шін ваннаны жоары бетіне кмірді бір блігін тастайдыда оан айтадан шикі оспаларды тиейді. Отты рафинерлеу нтижесінде рамында 9,0 - 99,5% Сu жне 0,5 -1,0% мысты алады. Мысты жазы шміштерге йып, электролиттік рафинерлеуге жіберетін анодтарды алады.

Электролиттік рафинерлеуді жоары дегейдегі таза мыстарды алу шін жне асыл металдарды, басада баалы оспаларды алып тастау шін жргізеді. Электролизді ккіртті ышыл оспасы бар ккіртышылды мыс ерітіндісімен толтырылан, электролиттік ванналарда жргізеді. Ванналарды ішкі жаы орасынмен немесе винипластпен апталан, темір ветоннан немесе ааштан жасайды. Цехта 1500 - 2000 ваннан орналасан. Анодтарды ванналарды шетіне іліп катодтармен (мысты немесе тотыпайтын болатты жа трі) алмастырады. Электролиз рдісінде мыс аноды еріп кетеді, яни мыс еритіндіге теді, сосын катодта шыарылады. Катодта мыс иондарыны зарядталуы жреді. рдіс 5 - 12 кнге созылады. Таза мыстан алынан катодтарды ваннадан шыарып бден жуады, сосын электр пештерінде айта балытады. Бндай оспалар, алтын, кміс, селен, теллур, электролиз рдісінде ерімейді жне тнбаа (шлам) тседі. Шламды одан баалы элементтерді алу масатында айта дейді. Тнбаа сондай а орасын, алайы, сурма тседі. 1 тонна мыс катодына кететін электр шыыны райды: 200 - 300кВт · саат, то бойынша шыын 98%. МО маркасындаы таза мыс шамамен 99,95% Сu райды.