Окислительный обжиг.

При плавке бедных высокосерных концентратов проводится окислительный обжиг.

Цель: Окислить сульфиды и частично перевести в оксиды, а серу – в газовую фазу. Получить возможность при плавке производить богатый штейн.

Достигается путем окисления сульфидов шихты кислородным дутьем.

Аппараты:

1. Многоподовые печи (реализуется режим обжига с перегреванием);

2. Печи кислящего слоя (КС).

Большое количество сопел необходимо для равномерного распределения дутья.

Расход дутья устанавливается так, чтобы мелкие частицы шихты находились в состоянии витания.

Основные процессы такие же как и в отражательной печи.

Использование обжига позволяет изменить состав штейна, получаемого при плавке.

Газы, содержащие SO₂ от 10% до 15% – это газы, идущие на получение серной кислоты.

Степень десульфуризации – 70-75%.

Технико-экономические показатели:

• Используется только обжиг:

• Не используется ... топливо (автогенно, нет углеродистого топлива);

• t процесса – [700 С; 900 С]

при обжиге должны получить оксиды; если t  700 С, то окисление идет до сульфатов, что не хорошо; t не более 900 С, потому что при более высоких температурах начинают плавиться сульфидные эвтектики, а процесс – твердофазный;

• Сопла устроены таким образом, что бы в них не попадал сыпучий материал;

• Очень производительный процесс – до 20 тонн в сутки, за счет активного перемешивания

Для предотвращения разогрева:

• Использование водоохлаждающих элементов;

• Добавление в шихту малосернистых материалов (огарка, пыли (20% от массы шихты));

Особенности плавки в отражательной печи:

• Степень десульфуризации при плавке огарка ниже 30-15%;

• Производительность – 5-8 т/м²;

• Содержание SO₂ в отходящих газах – не более 0,5%;

• Расход топлива – около 15%.

2. Рудотермическая электроплавка.

Цель: расплавить исходный материал с получением двух жидких продуктов – шлака и штейна, переводя штейн в ценный компонент, а шлак в компонент пустой породы.

Эта цель достигается нагревом исходной шихты за счет тепла, выделяемого при прохождении электрического тока через шлаковый расплав.

Источник – электрическая энергия. Используется электрический ток и трехфазный ток, проводится к шлаку расплава через графитовые электроды (3 или 6).

Производительность – 8-9 т/м².

Основные химические реакции такие же как при отражательной плавке.

Основные тепловыделения – это прилегающие к электродам пространства (t = 1400-1500 С).

Почему самая высокая температура:

1. Электрический ток идет через электроды (линии тока наиболее концентрированны при электродном пространстве);

2. Электроды – графитовые и не смачиваются шлаком из-за тончайшей газовой прослойки и ток протекает через механизм газовой электрической дуги.

Перегретый шлак обладает меньшей плотностью и меньшей вязкостью. Он поднимается к поверхности и растекается от электрода в разные стороны  подходит к шихтовым кучам  растворяет в шлаке компоненты шихты  шлак теряет температуру, становится более плотным  опускается вниз  возникает циркуляция расплава.

В отличии от отражательной плавки здесь наблюдается довольно активное движение шлака  быстрее растворяются тугоплавкие.

Особенность – механизм тепловыделения – тепло выделяется внутри шлака, где оно и потребляется. Газ. пр-во нагрето значительно меньше.

Электрические печи дольше служат.

За счет циркуляции расплава боковые ... разгружаются ... Внутрь стен вставляют ...

В этом процессе не фазы образования первичных расплавов.

Технико-экономические показатели:

• Тепловой КПД процесса – 70-75% (т. к. очень мало отходящих газов: ниже 10%);

• Высокая производительность – 8-9 т/м²;

• Возможность плавить пироплавкие материалы, поскольку увеличивая силу тока шлак можно разогреть в довольно широких пределах;

• Состав штейна такой же как в отражательной печи и зависит от состава сырья;

• Шлаки примерно такие же. Используется там, где тугоплавкое сырье (никелевое сырье, сырье Кольского полуострова);

• Потери меди меньше, т.к. использование углеродных компонентов приводят к слабовосстановительной атмосфере.

П еремешивание расплава шлака  частицы штейна укрупня-ются  быстрее оседают  меньше теряется Cu.

В электроплавке перерабатываются как сырые концентраты, так и огарки. Требования такие же как и к плавке в отражательной печи.

Особенность: нельзя плавить влажные концентраты, содержание влаги в которых  1-2%.

Недостатки:

• Нельзя регулировать состав штейна;

• Не используется потенциальное тепло от окисления сульфидов;

•  расход электроэнергии, на расплавление материала используются внешние источники;

• Существуют ограничения в использовании.