Виробництво кольорових металів Виробництво міді

 

 

Мідь у природі перебуває у вигляді сірчистих з'єднань , оксидів , гідрокарбонатів , вуглекислих з'єднань у складі сульфідних руд і самородний металевої міді.

Найпоширеніші рудій - мідний колчедан і мідний блиск, що містять 1...2 % міді.

90 % первинної міді одержують пірометалургійним способом, 10 % - гідрометалургійним.

Гідрометалургійний спосіб – одержання міді шляхом її вилугування слабким розчином сірчаної кислоти й наступного виділення металевої міді з розчину.

Одержання міді пірометалургійним способом складається зі збагачення, випалу, плавки на штейн, продувки в конвертері, рафінування.

Збагачення мідних руд виробляється методом флотації й окісного випалу.

Метод флотації засновано на використанні різної зволожуємості часток, що містять мідь і порожньої породи. Дозволяє одержувати мідний концентрат, що містить 10...35 % міді.

Мідні рудій й концентрати, що містять більші кількості сірки, піддаються окісному випалу. У процесі нагрівання концентрату або рудій до 700…800⁰Cу присутності кисню повітря сульфіди окисляються й зміст сірки знижується майже вдвічі проти вихідного. Обпалюють тільки бідні (зі змістом міді 8...25 %) концентрати, а багаті (25...35 % міді) плавлять без випалу.

Після випалу руда й мідний концентрат піддаються плавці на штейн, що представляє собою сплав, що містить сульфіди міді й залоза . Штейн містить 20...50% міді, 20...40% заліза, 22...25% сірки, близько 8 % кисню й домішки нікелю, цинку, свинцю, золота, срібла.

Найчастіше плавка виробляється в полум'яних відбивних печах. Температура в зоні плавки 1450 ⁰C.

Отриманий мідний штейн, з метою окислювання сульфідів і заліза, піддають продувці стисненим повітрям у горизонтальних конвертерах з бічним дуттям. окисли, Що Утворяться, переводять у шлаки, а сірку - в . Тепло в конвертері виділяється за рахунок протікання хімічних реакцій без подачі палива. Температура в конвертері становить 1200…1300°C. Таким чином, у конвертері одержують чорнову мідь, що містить 98,4... 99,4%міді, 0,01...0,04 % заліза, 0,02...0,1 % сірки й невелика кількість нікелю, олова, сурми, срібла, золота. Цю мідь зливають у ківш і розливають у сталеві ізложниці або на розливної машині.

Чорнову мідь рафінують для видалення шкідливих домішок, проводять вогневе, а потім електролітичне рафінування.

Сутність вогневого рафінування чорнової міді полягає в окислюванні домішок, що мають більшу спорідненість до кисню, чим мідь, видаленні їх з газами й перекладі в шлаки. Після вогневого рафінування одержують мідь чистотою 99...99,5%. Її розливають в ізложниці й одержують паці для подальшої виплавки сплавів (бронзи й латуні) або злитки для електролітичного рафінування.

Електролітичне рафінування проводять для одержання чистої від домішок міді (99,95% ).

Електроліз проводять у ваннах, де анод виготовляють із міді вогневого рафінування, а катод - з тонких аркушів чистої міді. Електролітом служити водяний розчин (10...16%) і (10...16%).

При пропущенні постійного струму анод розчиняється, мідь переходити в розчин, а на катодах розряджаються іони міді, осаджуючись на них кулею чистої міді.

Домішки осаджуються на дно ванни у вигляді шлаків, що йде на переробку з метою добування металів.

Катоди вивантажують через 5...12 днів, коли їхня маса досягне 60...90 кг. Їх ретельно промивають, а потім переплавляють в електропечах.

Мідь по чистоті підрозділяється на марки: М0 (99,95% Cu), М1 (99,9%), М2(99,7%), М3 (99,5%), М4 (99%).