Приблизний вміст концентратів, які містять мідь %

Тип концентрату	Сu	РЬ	Zn	Fе	S	SiO2	Al2O3	СаО
Мідний	13,5	-	0,5	36.5	39.0	2.7	3.4	0.5
Мідний	36.5	1.5	1.1	7.1	17.0	25.5	7 2	2.4
Мідно-цинковий	15,7	0,8	6.8	31.6	40.4	0.7	-	0.2
Мідно-нікелевміщуючий1	24.7	-	-	34.9	32.6	1.7	1,5	0,7

¹ Містить 1,8 % Ni

При збагаченні мідних руд основним продуктом є мідні концентрати, які містять до 55 % Сu (частіше 10... 30 %). Вилучення міді у концентрати при флотації коливається від 80 до 95 %, Крім мідних, при збагаченні руд одержують піритні концентрати й іноді концентрати ряду інших кольорових металів (цинковий, молібденовий і т.д.). Приблизний склад флотаційних мідних концентратів наведений у табл. 11.1.

Рис. 11.1. Принципова технологічна схема пірометалургійного одержання міді із сульфідних руд. Римськими цифрами позначені можливі варіанти переробки вихідної сировини на чорнову мідь

Флотаційні концентрати являють собою тонкі порошки зернистістю менш 74 мкм із вологістю 8...10%. Для переробки мідевміщуючої сировини застосовують як пиро- , так і гідрометалургійні процеси. У загальному обсязі виробництва міді на частку пірометалургійних способів припадає близько 85% світового випуску цього металу.

Пірометалургійна технологія передбачає переробку вихідної сировини (руди або концентрату) на чорнову мідь з наступним її обов'язковим рафінуванням. Якщо взяти до уваги, що основна маса мідної руди або концентрату складається із сульфідів міді і заліза, а також мінералів пустої породи, то кінцева мета пірометалургії міді - одержання чорнової міді - досягається за рахунок практично повного видалення пустої породи, заліза і сірки.

Одержання чорнової міді у промислових умовах здійснюється декількома шляхами. На схемі, наведеної на рис. 11.1 видно, що видалення заліза і сірки окисленням можна робити у три (випал, плавка, конвертування), дві (плавка, конвертування) або одну стадію (плавка на чорнову мідь).

Найбільш розповсюджена до цього часу технологія одержання міді передбачає обов'язкове використання наступних металургійних процесів: плавки на штейн, конвертування мідного штейну, вогневого й електролітичного рафінування міді. У деяких випадках перед плавкою проводять окислювальний випал сульфідної сировини.

Плавку на штейн можна проводити у відновлювальній, нейтральній або окислювальній атмосфері. У перших двох випадках ступінь десульфітації регулювати неможливо, і вміст міді у штейнах при цьому буде незначно відрізнятися від її вмісту у вихідній шихті. В умовах окислювальної плавки можна одержувати штейни будь-якої заданої сполуки. Це досягається шляхом окислення головним чином сульфідів заліза з наступним ошлакуванням його оксидів. Ступенем десульфітації називають відношення маси вилученої у процесі сірки до її вихідної маси, виражене у відсотках.

Збільшення будь-яким шляхом ступеня десульфітації завжди приводить до збагачення штейну основним металом, а отже, зменшення його кількості.

Існує багато різновидів плавки мідних руд і концентратів, які відрізняються технологічними особливостями й апаратурним оформленням. Найбільш розповсюдженим у даний час у мідному виробництві методом плавки на штейн є плавка у відбивних печах. Близьким аналогом відбивної плавки є плавка в електричних (руднотермічних) печах. До цього часу зберіг своє практичне значення найстаріший спосіб добування міді з руд — плавка у шахтних печах.

Перераховані способи плавки на штейн, незважаючи на широке розповсюдження, не відповідають вимогам сучасності і вимагають заміни. Основним напрямком розвитку технології переробки сульфідної сировини є розробка нових, більш сучасних і більш економічних технологічних схем, побудованих на базі автогенних процесів.

Впровадження автогенних процесів у практику металургії важких кольорових металів, включаючи одержання міді, дозволяє спростити технологію за рахунок поєднання процесів випалу, плавки на штейн і частково або повністю процесу конвертування в одному технологічному циклі. Це дає можливість підвищити комплексність використання сировини, цілком виключити або різко скоротити витрату палива, поліпшити багато техніко-економічних показників і запобігти забрудненню навколишнього середовища шкідливими речовинами.