История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Топ:
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Интересное:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Дисциплины:
2018-01-07 | 335 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Медного штейна.
Оневое рафинирование
Средний состав черновой меди, выплавляемой из первичного сырья, %:
98,6…99,3 Cu, 0,01…0,04 Fe, 0,01…0,05 Zn, 0,01…0,60 Ni, 0,01…0,10 As,
0,01…0,10 Sb, 0,05…0,10 S, а также благородные и редкие металлы и рас-
творенные в меди газы.
По ГОСТ 859–66 установлены следующие марки товарной меди (кон-
ентрация меди, мас. %): М0 (99,95), М1 (99,90), М2 (99,70, М3 (99,5), М4
99,0) и др. Для особых целей выпускают и более чистую медь.
В настоящее время для рафинирования черновой меди во всем мире
применяют огневой и электролитический способы. Первым можно полу-
чить медь марок М3 и М4 чистотой 99,5…99,7 %, но не удается извлечь
благородные металлы и висмут. Электролитическое рафинирование доро-
же, но оно позволяет получить медь высших марок и во многом окупается
за счет попутного извлечения благородных и редких металлов. Качество
рафинированной меди выше, а затраты на ее очистку меньше, если металл
предварительно очистить огневым способом. В настоящее время почти
всю медь рафинируют электролизом, эффективность которого повышается
в результате предварительного удаления основной массы примесей огне-
вым рафинированием.
Огневое рафинирование меди - периодический процесс. Он состоит из последовательных стадий, включающих подготовку и загрузку печи, плавление или разогрев меди, окислительную обработку расплава и съем шлака, восстановительную обработку (дразнение) и разливку готовой меди.
Окислительное рафинирование меди является наиболее старым и рас-
пространенным способом ее очистки от примесей. Оно основано на пре-
имущественной склонности к окислению металлов-примесей (Me), более
электроотрицательных, чем медь. В печь загружают медь (или заливают,
|
если рафинирование идет совместно с выплавкой черновой меди), рас-
плавляют ее и продувают через расплав воздух при помощи стальных фу-
терованных трубок. При этом окисляется медь и примеси (кроме благо-
родных металлов). В качестве окислителя применяют воздух или воздуш-
но-кислородную смесь (ВКС). Образующиеся оксиды примесей, нераство-
римые в медном расплаве, взаимодействуют между собой, с флюсами
и с материалом футеровки, образуют самостоятельную шлаковую фазу,
всплывающую на его поверхность ванны металла, что препятствует обрат-
ному растворению примеси в медном расплаве, либо удаляются в виде воз-
гонов.
Рафинирование слагается из следующих последовательных стадий:
плавление шихты (10…12 ч), окисление примесей и съем шлака (3…4 ч),
раскисление (3…4 ч) и разливка (5…6 ч). Общая продолжительность пере-
дела при работе на твердой меди 24 ч. Если рафинируют расплавленную
медь, то этим достигается значительная экономия времени и топлива
и становится возможным рафинировочные шлаки непосредственно пере-
рабатывать в конвертере.
Независимо от состояния загруженной в печь меди (твердой или жид-
кой) окисление шихты начинается сразу после загрузки в связи с высокой
температурой печных газов, содержании в них некоторого количества сво-
бодного кислорода и большой удельной поверхности шихты, особенно –
при рафинировании медного лома.
Скорость окисления пропорциональна концентрации металлов в ванне;
поэтому в первую очередь и наиболее быстро окисляется медь, так как ееконцентрация в ванне наибольшая. Оксид Cu2O растворим в жидкой меди
и быстро насыщает ванну. Для более полного окисления примесей ванну на-
сыщают оксидом меди вплоть до предела его растворимости (при температу-
ре 1423 С концентрация его достигает 8,0 мас. % или 0,9 мас. % O2)
При дальнейшем окислении ванны избыток Cu2O выделяется в виде самостоятельной фазы и обогащает шлак медью. Появление слоя оксида меди наповерхности ванны свидетельствует о завершении процесса рафинирования.
|
Затем начинается окисление примесей растворенным оксидом меди
в соответствии с уравнением:
4Cu +O 2=2Cu2 O,
Cu2 O +Me = MeО+2 Cu
так как примеси (здесь Me – двухвалентный металл), в отличие от меди,
имеют больше сродство к кислороду.
Эффективность рафинирования в значительной степени зависит и от
использования флюса, химически активного по отношению к оксиду уда-
ляемой примеси. Такой флюс связывает оксид примеси в прочное соедине-
ние, что уменьшает концентрацию в шлаке свободного оксида примеси и
смещает равновесие между шлаком и примесью в сторону более полного
ее перевода в шлак:
Для уменьшения концентрации примеси в меди необходимо чаще
выпускать шлак, не допуская накопления в нем удаляемых элементов.
После окисления примесей концентрация растворенного оксида меди
в расплаве может достигать 12 мас. %. Раскисление необходимо для полу-
чения плотного и пластичного металла и предотвращения повышенного
химического растворения анодной меди в процессе ее дальнейшего элек-
тролитического рафинирования. Необходимым условием проведения этой
операции является тщательное удаление шлаков с поверхности расплава,
в противном случае оксиды примесей восстанавливаются и примеси вновь
переходят в расплав металла.
Расплав восстанавливают при помощи твердых (древесина), жидких
(мазут) или газообразных (природный газ) реагентов, подаваемых в глуби-
ну ванны. Барботирование расплава одновременно приводит к удалению
поглощенного SO2 и других газов, что повышает плотность меди. К окон-
чанию операции концентрация Cu2O уменьшается до 0,3…0,5 мас. %.
Выход рафинировочных шлаков составляет 2…3 % от массы черновой
меди. Ориентировочный состав шлаков (в печи с кислой футеровкой),
мас. %: SiO2 15…40, Fe 5…10, Cu 35…45, причем значительная часть меди
– в виде не отстоявшихся капель металла. В печи с основной футеровкой
концентрация меди в шлаках достигает 75 %. Шлаки перерабатывают
в конверторах, используя их в качестве холодных материалов.
Медь рафинируют в стационарных отражательных или в поворотных
печах вместимостью до 500 т. Топливом рафинировочных печей является
качественный (малосернистый) мазут или природный газ. Необходимое
|
требование к топливу – малое содержание в нем серы, поскольку диоксид
серы топочных газов загрязняет медь серой.
Ванну печи выкладывают из динасового или периклазошпинелидного
кирпича. Стены и подвесной либо распорно-подвесной свод набирают
из магнезитового или магнезитохромитового кирпича. В стенах, облицо-
ванных снаружи чугунными плитами, устраивают рабочие окна с подни-
мающимися заслонками. Отопление больших печей часто автоматизирова-
но: топливо и воздух подают в заданном соотношении. Слитки черновой
меди загружают механической лопатой, а жидкую медь заливают ковшами
с помощью крана.
Печи для огневого рафинирования подобны отражательным печам, ис-
пользуемым для выплавки штейна. Размеры печей, м: длина до 15, ширина
до 5, глубина ванны до 0,9; температура в печи 1400…1450 K. Расход топли-
ва – 10…11 % от массы черновой меди (в пересчете на условное топливо).
Рафинированную медь отливают в аноды, предназначенные для даль-
нейшего электролитического рафинирования. Применяемая для этого ка-
русельная разливочная машина представляет собой горизонтальный круг,
на котором установлены медные изложницы. За время движения по кругу
металл затвердевает и охлаждается водой из брызгал. Готовые аноды по-
гружают для полного охлаждения в бассейн с водой, а затем отвозят на
склад. Разлив автоматизирован. Извлечение меди в анодную медь достига-
ет 99 %..
Стационарная рафинировочная печь:
1 - столбчатый фундамент; 2 — основной фундамент; 3 — лещадь; 4 - откос; 5 — шлаковое окно; 6 — каркас крепления печи; 7 — газоход;
8 - свод; 9 - стены; 10 - горелочное окно; 11 - горелка; 12 - загрузочные (рабочие) окна; 13 - щелевая летка
Наклоняющиеся рафинировочные печи конструктивнсходны с горизонтальными конвертерами, но имеют большуювместимость (до 300 г). У таких печей горловина смещена обычнк одному торцу. Ее используют для заливки жидкой черновомеди, загрузки твердых оборотов и отвода отходящих газов.Для выпуска отрафинированной меди со стороны разливочно машины в печи сделана летка диаметром ~ 60 мм. Напор струи жидкой меди регулируется в этом случае углом поворота печ в сторону розлива.
|
Наклоняющиеся рафинировочные печи имеют ряд преимущест
перед стационарными, но пригодны только для переработки жид
кой черновой меди. Загрузка через горловину (с большой высо
ты) массивных слитков черновой меди приводит к быстром
разрушению футеровки пода.
. Наклоняющаяся рафинировочная печь:
1 — окно для горелки; 2 — кожух печи; Э — футеровка; 4 — горловина; 5 — налыльник; 6 — окно для дразнения; 7 - привод поворота печи; 8 - летка для иеди; 9 — фуриа
|
|
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!