عالم مثير لعمليات صهر النحاس!

تنقسم طرق الصهر المستخدمة في العالم لإنتاج النحاس الكهربائي من مركبات النحاس إلى فئتين رئيسيتين: صهر Pyrometallurgical والصهر الهيدروميتالي.
في الوقت الحاضر ، يتم إنتاج أكثر من 80 ٪ من إنتاج النحاس المكرر بواسطة صهر Pyrometallurgical ، وينتج الصهر الرطب حوالي 20 ٪ من النحاس المكرر ، كما هو مفصل أدناه.
I. Pyrometallurgy
Pyrometallurgical Copper هي الطريقة الرئيسية لإنتاج النحاس اليوم ، حيث تمثل 80 ٪ إلى 90 ٪ من إنتاج النحاس ، وخاصة للتعامل مع خام الكبريتيد. تعتبر مزايا صهر النحاس القدرة على التكيف القوية للمواد الخام ، والاستهلاك المنخفض للطاقة ، والكفاءة العالية ، وارتفاع معدل الاسترداد المعدني. يمكن تقسيم Pyro-Refining Copper إلى فئتين: واحدة هي العملية التقليدية: مثل صهر فرن الصهر ، صهر الفرن العاكس ، صهر الفرن الكهربائي. والثاني هو العملية الحديثة المعززة: مثل صهر فرن الفلاش ، صهر بركة الذوبان.
نظرًا للمشاكل العالمية للطاقة والمشاكل البيئية منذ القرن المتوسط ​​-20 ، أصبحت الطاقة متوترة بشكل متزايد ، وأصبحت لوائح حماية البيئة صارمة بشكل متزايد ، والارتفاع التدريجي في تكاليف العمالة ، التي تدفعها تقنية النحاس الصهر من الثمانينات فصاعدًا للحصول على تطور سريع ، يجب استبدال الأساليب التقليدية بطرق جديدة للتعزيز ، يتم القضاء على أساليب الصهر التقليدية تدريجياً. مع ظهور صهر الفلاش والذوبان ، تمثل تمثيل التكنولوجيا المتقدمة للصرخ المحسّن ، فإن الاختراق الأكثر أهمية هو التطبيق الواسع للأكسجين أو المخصب على الأكسجين. بعد عقود من الجهود ، استبدلت صهر الفلاش وصهر الحمام بشكل أساسي عملية صهر Pyrometallurgical التقليدية.
1 ، عملية صهر النار
تتكون عملية Pyrometallurgical بشكل أساسي من أربع خطوات رئيسية: صهر غير لامع ، ونحاس غير لامع (النحاس الجليدي) ، والتكرير النحاسي النحاسي النحاسي ، والتكرير الكهربائي النحاسي النحاسي.
صهر الكبريت (تركيز النحاس - النحاس الجليدي): بشكل أساسي استخدام صهر النحاس النحاسي النحاسي ، والغرض من ذلك هو جعل الجزء النحاسي تركيز جزء من أكسدة الحديد ، وإزالة الخبث ، وإخراج النحاس الجليدي مع محتوى النحاس العالي.
نفخ النحاس الجليدي (النحاس الجليدي - النحاس الخام): يتأكسد النحاس الجليدي والكبريت لإزالة الحديد والكبريت من النحاس الجليدي لإنتاج النحاس الخام.
تكرير النار (النحاس الخام - النحاس الأنود): النحاس الخام من خلال الأكسدة والخبث لإزالة عناصر الشوائب ، إنتاج النحاس الأنود.
التكرير الكهربائي (النحاس الأنود - النحاس الكاثود): من خلال إدخال التيار المباشر ، يتم حل النحاس الأنود ، ويتم ترسيب النحاس النقي عند الكاثود ، ودخول الشوائب إلى حمأة الأنود أو المحلول الكهربائي ، حتى إدراك فصل النحاس والشوائب ، وإنتاج النحاس الكاثود.
2 ، تصنيف عملية pyrometallurgical
(1) صهر فلاش
Flash Smelting (Flash Smelting) ، بما في ذلك فرن Flash International Nickel Inco (Inco) ، فرن Otokumpu (Outokumpu) وورثبول أعلى صهر (Contop) ثلاثة أنواع. صهر الفلاش هو طريقة صهر تستفيد بالكامل من السطح النشط الضخم للمادة الأرضية بدقة لتعزيز عملية تفاعل الصهر. التركيز بعد التجفيف العميق ، والتدفق عن طريق التجفيف جنبا إلى جنب مع الهواء المخصب الأكسجين يرش في برج التفاعل ، وتركيز الجزيئات المعلقة في الفضاء ل {1}} ، وترتفع تدفق الهواء المؤكسدة بسرعة أكسدة أكسدة الكبريتات ، والتحرير كمية كبيرة من الحرارة لإكمال تفاعل الصهر ، أي عملية صنع غير لامع. يقع ناتج التفاعل في خزان هطول الأمطار في فرن الفلاش للاستقرار ، بحيث يتم فصل النحاس غير اللامع والخبث. تستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي للنحاس والنيكل وغيرها من خامات الكبريتيد الصهر غير اللامع.
بدأ Flash Smelting الإنتاج في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي ، وقد تم تعميمه وتطبيقه في أكثر من أربعين مؤسسة ، بسبب التحسن المستمر في توفير الطاقة وحماية البيئة له إنجازات كبيرة. تتمتع تكنولوجيا العملية بمزايا السعة الإنتاجية الكبيرة ، وانخفاض استهلاك الطاقة ، وأقل تلوث ، وما إلى ذلك. يمكن أن تصل السعة الإنتاجية النحاسية للخام إلى مجموعة واحدة من الأنظمة إلى أكثر من 400 ، 000 t/a ، قابلة للتطبيق على مقياس 200 ، 000 t/a فوق المصنع. ومع ذلك ، فإنه يتطلب تجفيف المواد الخام بعمق على محتوى الماء<0.3%, the concentrate size <1mm, and the impurity lead and zinc in the raw materials should not be higher than 6%. The disadvantages of the process are complex equipment, high soot rate, slag containing high copper, need to be depleted.

(2) صهر تجمع
صهر ذوبان بركة تجمع بما في ذلك طريقة تكرير النحاس Teniente ، وطريقة Mitsubishi ، وطريقة Osmert ، وطريقة تحسين النحاس Warnucoff ، وطريقة صهر ISA ، وطريقة نوراندا ، وتضمين طريقة محول الدوران (TBRC) ، وطريقة صقل النحاس الفضية ، وطريقة صقل النحاس Shuikoushan ، وطريقة التحسين النحاسية المتساقطة ، طريقة الصهر الغنية بالأكسجين. يهدف صهر بركة الذوبان إلى إضافة مركزات كبريتيد ناعمة إلى الذوبان في نفس الوقت ، إلى أسطوانة الذوبان في الهواء أو الأكسجين الصناعي ، في التحريض العنيف لمجموعة ذوبان لذوبانه المحسن. نظرًا للهواء الذي ينفجر في فقاعات الهواء المضغوطة في تجمع الذوبان ، عندما ترتفع فقاعات الهواء عبر تجمع الذوبان ، مما يؤدي إلى حركة "عمود الذوبان" ، والتي ستمنح إدخال الذوبان وظيفة رائعة. نوع الفرن الخاص به هو أفقي أو عمودي أو دوار أو ثابت ، وطريقة النفخ هي النفخ الجانبي ، والهفور العلوي والهفرة السفلية.

بدأ تطبيق صهر تجمع الذوبان في الصناعة في السبعينيات. نظرًا لنقل الحرارة الجيد والكتلة في عملية صهر تجمع الذوبان ، يمكن تعزيز عملية المعادن بشكل كبير لتحقيق الغرض من تحسين إنتاجية المعدات وتقليل استهلاك الطاقة في عملية الصهر. ومتطلبات مادة الفرن ليست عالية ، جميع أنواع المركزات ، والحبوب الجافة ، الرطبة ، الكبيرة ، المسحوق قابلة للتطبيق ، وحجم الفرن صغير ، وفقدان الحرارة صغير ، وتوفير الطاقة وحماية البيئة أفضل ، وخاصة السخام معدل أقل بكثير من صهر الفلاش.
ثانياً ، الصهر الرطب (طريقة SX-WEW)
يمثل الصهر الرطب من 10 ٪ إلى 20 ٪ من إنتاج النحاس ، وهو عبارة عن خام النحاس الذي يتسرب المذيبات أو تركيز النحاس بحيث يكون النحاس في محلول ، ثم من الحل الذي يحتوي على النحاس المنقى لاستعادة طريقة النحاس. يتم استخدامه بشكل أساسي لمعالجة خامات النحاس منخفضة الدرجة وخامات النحاس المؤكسدة وبعض خامات النحاس المعقدة.
تعد معدات تكرير النحاس الرطبة أبسط ، بالقرب من المنجم بالقرب من الإنتاج ، وتكاليف الإنتاج المنخفضة ، ولا إنتاج من حمض الكبريتيك ، ولا تلوث SO2. ومع ذلك ، فإن محتوى الشوائب مرتفع ، ودورة تحسين النحاس طويلة ، وكفاءة منخفضة ، ومقياس السعة الصغيرة ؛ إن الانتعاش المعدني الثمين أمر صعب ، ومعدل الاسترداد غير مؤكد ؛ لم يتم تطبيق العملية الرطبة لعلاج تركيز chalcopyrite صناعياً ، وهناك حواجز فنية.
على الرغم من أن تكرير النحاس الرطب الحالي في إنتاج النحاس يمثل نسبة صغيرة ، ولكن من اتجاه التطوير المستقبلي للموارد ، مع النضوب التدريجي للخامات وخامات مؤكسدة ، يصعب اختيار الخامات من الخام سيصبح تكرير النحاس الرطب الذي يتم استخدامه ، وسيلة فعالة للتعامل مع هذه المواد الخام.
1 ، عملية الصهر الرطب
تتضمن عملية الصهر الرطب بشكل أساسي أربع خطوات: الرشاش ، الاستخراج ، المضاد للاستفادة ، إعداد المعادن (الكهرباء أو الاستبدال). يمكن ترشيح خام الأكسيد مباشرة ، خام أكسيد منخفض الدرجة هو كومة مبللة ، ويتم ترشيح خام الغنية. يجب تحميص خامات الكبريتيد قبل الترشيح بشكل عام ، أو يمكن تعريضها مباشرة تحت الضغط العالي. تشمل المذيبات الشائعة الاستخدام لعملية الترشيح حمض الكبريتيك والأمونيا ومحلول كبريتات الحديد العالي.
ثالثًا ، Outlook طريقة صهر النحاس
اتجاهات تنمية النحاس الصاخبة في العالم يتم تلخيص اتجاهات تطوير صهر النحاس على النحو التالي:
(1) نظرًا لطبيعة خام النحاس ، من أجل استرداد الفضة والكبريت ، لا تزال طريقة إطلاق النار في تكرير النحاس تحتل موقفًا كبيرًا ، ولكن سيتم زيادة نسبة تكرير النحاس الرطب.
(2) سيكون نبات النحاس خالٍ من التلوث ، وسيكون تركيز انبعاثات عادم ثاني أكسيد الكبريت أقل من 300PPM ، ومعدل الاسترداد الحقيقي الكبريت من 95 ٪ إلى 99 ٪. لن يكون هناك تصريف مياه الصرف الصحي والخبث.
(3) سيكون تكرير Pyro-Copper في الأساس صهرًا للتسخين الذاتي.
(4) سيتم استخدام النفخ المستمر النحاس غير اللامع على نطاق واسع.
(5) سيتم استخدام خام منخفض الدرجة بواسطة Hydrometallurgy. سيتم تحسين عملية ترشيح الصهر الرطب والاستخراج.
(6) سيكون التحكم المحوسب عبر الإنترنت وسيلة رئيسية للتحكم في الإنتاج.
(7) سيكون حجم المصنع أكبر ، وستكون كل عملية إنتاج فرن واحد ، وسيتم تقليل عمل التشغيل.
مع شدة سياسات حماية البيئة وزيادة تكاليف الإنتاج ، من منظور عالمي ، سيتم إغلاق مصهرات صغيرة عالية التكلفة من الناحية التكنولوجية واحدة تلو . ومن خلال الترقية التكنولوجية والتحول ، فإن زيادة معدل استخدام المواد الخام ، وزيادة عملية الصهر في استرداد الخبث ، ومياه الصرف الصحي ، وعناصر غاز النفايات ستكون أهم وسيلة لخفض التكلفة.