§ 27 Получение черновой меди

Черновую медь получают путем продувки воздуха через жидкий рас­плав сульфидных соединений меди,, железа и других металлов. Продувку ведут по способу Семенникова в конвертерах, которые по устройству раз­деляются на вертикальные и горизонтальные; последние на наших заво­дах имеют большее распространение.

На фиг. 30 показан горизонтальный конвертер диаметром 3—4 м, дли­ной 6—10 м и емкостью до 75 т. Конвертер установлен на роликах / и снабжен механическим приводом 2 для поворота. В процессе получения черновой меди конвертер наклоняют для слива шлака и выпуска черновой меди. Внутри конвертер футерован магнезитовым кирпичом 3. Медный штейн заливают через горловину 4, на поверхность залитого расплава забрасывают через горловину или через специальное приспособление 5 кремнезем Si0₂, необходимый для ошлаковывания FeO. После этого дают дутье. Воздух подводится под давлением 0,8—1,2 am. по трубам 6 и рас­пределяется в фурмы 7 диаметром 30—40 мм, расположенные вдоль кон­вертера. Сразу загрузить конвертер на полную емкость в расчете на чистую медь невозможно, поэтому в процессе плавки его несколько раз догружают, пока не будет достигнута полная емкость.

После очередной заливки и засыпки кремнезема пускают дутье, погру­жая фурмы в расплав. Проходящий кислород в первой стадии окисляет железо:

FeS+l,5 О₂ FeO + SO₂.

Получающаяся закись железа ошлаковывается кремнеземом:

2FeO + Si0₂ 2FeO + Si0₂.

. Эти реакции протекают с выделением большого количества тепла:

2FeS + 30₂ + Si0₂ 2FeO • Si0₂ + 2S0₂ + 249 200 кал,

поэтому получение черновой меди в конвертере по указанному способу осуществляется за счет химического тепла, без внешнего нагрева. Обра­зующийся шлак сливают и добавляют новую порцию расплава, который

снова .продувают. После удаления железа весь

шлак сливают и начинают вторую ста­дию

процесса. В этот момент в конвертере остается

главным обра­зом CuS (содержащий 78% Си)

и небольшое количество примесей. Во время

второй стадии.. процесса дутье не выключают

и шлаки не снимают. Реакции второго периода

протекают частично с выделением тепла:

Cu₂S +1,50₂-*Cu₂O+SO₃-4-92 760 кал.

Полусернистая медь взаимодей­ствует с окисными

соединениями меди, и восстанавливается чистая медь:

Си₂5+2СиО₂-»бСи+8О_г—38 640 кал.

Эта реакция протекает с погло­щением тепла,

вследствие чего в кон­вертере должен оставаться

некото­рый запас тепла от первого периода.

Общая продолжительность про­цесса конвертирования

для конвер­тера емкостью 40 m при содержа­нии в

расплаве 24% Си составляет 15 час., а для более

крупных кон­вертеров 25—30 час.

После обработки медного штей­на в конвертере

получается черно­вая медь. Готовую черновую медь

разливают в чушки или на плиты специальной формы.

Для техниче­ских целей эту медь нельзя исполь­зовать,

так как она содержит окислы сернистые соединения,

же­лезо и другие примеси и не обла­дает характерными

свойствами тех­нической меди. Для возможности

использования такой меди в тех­нике ее подвергают

Фиг. 30. Конвертер для получения . черновой меди.

очистке — ра­финированию Сернистые газы SO₂,

образующиеся в процессе продувки медного штейна,

используют для про­изводства кислот и солей. Шлаки содержат до 5% Си; их используют в медеплавильных процессах как оборотные материалы. Черновую медь рафинируют двумя способами: огневым и электролитическим.