3. Қорғасын металлургиясындағы автогендік процестер. Теориялық негіздері. Қорғасын концентраттарын автогендік балқытудың түрлері. O-s-l процессі, «Айзасмелт» процесі.

Металлургиялық өндірісте автогендік үрдістер деп басқа жылу көздерін пайдаланбай ішкі энергетикалық қорларының әсерінен жүретін технологиялық үрдістерді айтады. Сульфидті материалдарды қорытқанда үрдістің автогендігі шикіқұрамдағы сульфидтердің тотығуының экзотермиялық реакцияларының жылуы және қож түзілу реакцияларының есебінен болады.Тотықтырғыш реагент ретінде ауа, оттегімен байытылған үрлеу немесе техникалық оттегі қолданылады.

Сонымен автогендік балқыту тотықтандыру үрдісіне жатады. Бұл үрдіс кезінде күкіртсіздендіру дәрежесін кез келген мөлшерде өзгертуге болады. Бұл өңделетін сульфидті материалдардың мөлшері мен пешке енгізілетін үрлеудегі оттегінің қатынасын өзгерту арқылы іске асады. Өз кезегінде бұл алынатын штейннің құрамын кез келген мөлшерде қара мыс алуға дейін өзгертуге мүмкіндік береді. Барлық автогендік үрдістер бірлестірген болып келеді. Олар бір металлургиялық қондырғыда күйдіру, балқыту және толық немесе жартылай конвертерлеу үрдістерін біріктіреді. Бұл күкіртті шикіқұрамнан толық және шоғырландыра газ фазасына өткізуге мүмкіндік береді. Осы кезде үрлеудің мөлшеріне байланысты құрамы SO₂ бойынша әртүрлі газдар алуға болады, қажет болса таза күкіртті газға дейін.

Технологиялық түрден қарағанда автогендік үрдістер сульфидті материалдарды күйдіру әдісімен ерекшеленеді. Сульфидті шикіқұрам оттықта немесе балқымада жағылады.

Отандық және дүние жүзіндегі мыс өндірісінде қолданылатын сульфидті шикізатты қорытудың алуан түрлі үрдістерін сульфидтерді тотықтыру әдістері бойынша екі топқа бөлу қабылданған: алауда немесе балқымада. Бірінші топқа кең тараған қалқымалы күйде балқыту, «ИНКО» процесі, оттекті алаулы балқыту, Кивцэт және Феркам үрдістері жатады, екінші топқа Ванюков прцесі, шикіқұрамды балқыту мен штейнді конвертерлеудің бірлестірілген (СПК) үрдісі, алулы барботажды балқыту (АББ), Норанд, Эль-тениете, Мицубиси, Сипросмелт (Айзасмелт) т.б. үрдістер кіреді.

«Аусмелт» үрдісінің технологиясы бойынша дүние жүзінде 25 қондырғы жұмыс істейді. (Австралияның «Аусмелт» фирмасы жасаған).

Бұл үрдісте «Сипросмелт» және «Айзасмелт» үрдістері сияқты былауға батырылған вертикалды фурмалармен жабдықталған вертикалды цилиндрлік пештер қолданылады (1.11-ші сурет).

Қондырғының негізгі элементі үш (немесе екі) концентрлі орналасқан болат құбырлардан тұратын вертикалды оттық. Ауамен араласқан отын фурманың төменгі жағында жану камерасында жанады. Суытқыш ауа құбырлар арасындағы кеңістікке беріледі.

Газ ағынын арнайы құрылғы арқылы бұраудың әсерінен фурма корпусы суыйды да, оның сыртына қатқан гарнисаж қабаты фурманы балқыманың әсерінен қорғайды. «Сипросмелт» фурмасы екі концентрлі құбырдан тұрады. Ішкі құбыр құбырлар арасындағы ауа ағынына әсер етеді, центрден текіш форсунканың тасушысы болады. Ішкі ұүбырдың ішіне диаметрі кіші құбыр орналасқан, одан сопло арқылы шығарылатын сұйық отын жіберіледі. «Айзасмелт» фурмасының құрылысы 1.12-ші суретте келтірілген. Онда үш концентрлі орналасқан құбырлардың ішкісінен сұйық отын, ортаңғысынан оттекті-ауа қоспасы, ал сыртқысынан ауаны суытатын ауа жіберіледі.

Фурма пеш ортасында арнайы көтергіш механизмі арқылы ұсталып тұрады. Фурманың пештің осінде болуын және балқыманың қажетті тереңдігінде батырылуын қатаң қадағалап отырады. Фурманың төменгі жағының бұзылуы кезінде оны төмен түсіріп отырады да, оның 1 метрі бұзылғанда ауыстырады. Фурманың балқымаға батыру тереңдігі номиналды 15 см. Фурманы пеш тоқтаған кезде оны қыздыру үшін оттық ретінде қолдануға болады.

I-жану және тотығу зонасы; II- балқу зонасы; III- тұну зонасы; IV- газдардың толық жану зонасы

Пеш құрылысы оттөзімді цилиндр, балқыманы ағызып алатын каналдармен, фурмалармен, автоматтандыру жүйесімен және газарнамен қамтамасыз етілген қондырғы ( -ші сурет). Пеш келесі зоналарға бөлінеді: фурма аяғындағы реакциялық зона, онда атмосфера тотықтырғыш, тотықсыздандырғыш және бейтарап болуы мүмкін, онда процестер осы режимдерде жүреді; пеш едені, онда екі фаза (Ме-матт) тұнады; былау үстіндегі кеңістік, бұл жерде отынның көмірсутектері толық жанады. Пеш басқаруда өте қарапайым, яғни фурманы тереңдетіп, немесе көтеріпбалқыманың барботаждау қарқындылығын реттеуге болады. Балқыманы ағызып шығару үшін және металдық және штейн фазаларын түндыру үшін фурманы көтеріп, балқыту үрдісін тоқтатуға болады. Үрдістің артықшылығына пешті тоқтатуға немесе ұзақ уақытта ыстық күйінде ұстауға мүмкіндігі болуында.

Пештің жұмыс істеуі келесі операциялардан тұрады. Алдымен пешке қатты кож тиеледі де фурманы оттекті-отындық оттық ретінде қолданып балқытады. Қождың сұйық былауы түзілген соң, оның үстіне шикіқұрам тиеп, балқытуға кіріседі. Шикіқұрамды балқыту операциялары күніне екі рет жүргізіледі.