Описание и режимные параметрытехнологического процесса получения черновой меди

Всего: 
100,0 
Технология плавки сульфидной медной шихты в ПЖВ с получением медного штейна
заданного состава осуществляется следующим образом. 

---

Сборными конвейерами шихтовые материалы в дозированных соотношениях с заданным 
расходом доставляются к сводовым загрузочным воронкам (течкам) рабочей камеры печи, через 
которые они непрерывно подаются на поверхность интенсивно перемешиваемого 
кислородсодержащим дутьем (кислородно-воздушной смесью – КВС) шлакового расплава. 
Подача КВС осуществляется в шлаковый расплав со скоростью до 200 m/s и 
сопровождается образованием штейно-шлаковой эмульсии с удельной межфазной
поверхностью 600-1500 m
2
/m
3
расплава при объемном содержании штейна в шлаке 3÷6 %. 
В условиях окислительной плавки сульфидного сырья на штейн, когда сжигание
сульфидов является основным источником тепла. Для поддержания теплового баланса
процесса плавки в установленном интервале температур – 1230-1270 
0
С, в расплаве
дополнительно сжигается углеродистое топливо – природный газ. Основные компоненты
углеродистого топлива в значительной степени окисляются до конечных продуктов CO
2
и Н
2
O, 
что обеспечивает близкий к максимальному тепловому эффекту от его сжигания.
В качестве основного топлива используется природный газ Газлинского (или 
Шуртанского) месторождения, который подается непосредственно в шлаковый расплав вместе 
с КВС с помощью газовых трубок, устанавливаемых в фурмы нижнего ряда. 
Резервным видом топлива служит нефтяной кокс. 
Интенсивное перемешивание ванны расплава обеспечивает высокую скорость нагрева
и окисления компонентов шихты и топлива с достижением установленной степени
десульфурации, сопровождающееся образованием штейна и шлака конечных составов и
поддержанием температуры плавки на заданном уровне. Тепло от окисления жидких
сульфидов и горения топлива выделяется в зоне его потребления – фурменной зоне и 
расходуется, в основном, на формирование и нагрев штейна и шлака. 
В фурменной зоне, представляющей собой аппарат идеального перемешивания,
расплавы штейна и шлака находятся в состоянии, близком к термодинамическому
равновесию. 
В основе химических взаимодействий при окислительной плавке на штейн лежит
экзотермическая реакция окисления сульфида железа 
2FeS + 3O
2
+ SiO
2
= 2FeO 
۰ SiO
2
+ 2SO
2
, (1) 
протекающая в две стадии 
1) 2FeS + 3O
2
= 2FeO + 2SO
2
(2)
2) 2FeO + SiO
2
= 2FeO
۰SiO
2
(3) 
и сопровождающаяся реакциями 
6FeO + O
2
= 2Fe
3
O
4
(4) 
3Fe
3
O
4
+ FeS + 5SiO
2
= 5(2FeO
۰ SiO
2
) + SO
2
(5) 
Природный газ в основном сгорает в расплаве по реакции: 
CH
4
+ 2O
2
= CO
2
+ 2H
2
O (6) 
Твердое углеродистое топливо при тех же условиях в основном сгорает по реакции: 
C +O
2
= CO
2 
(7) 
В результате химических взаимодействий в фурменной зоне рабочей камеры
образуются капли медного штейна, в которых сдержится около 45 % меди. Интенсивное
барботажное перемешивание расплава обеспечивает коалесценцию мелких капель медного
штейна в более крупные образования с их последующим быстрым отделением от шлака. 
Сформировавшийся в результате окислительной плавки гомогенный шлаковый
расплав и укрупненные капли штейна (в виде эмульсии) по мере наплавления направленно
движутся сверху вниз – из фурменной зоны, в относительно спокойную подфурменную зону,
где при расслаивании эмульсии происходит разделение штейна и шлака по плотности на
два слоя. 
Штейновый расплав накапливается на подине печи (высота слоя 700 mm) и по
переточному каналу непрерывно поступает в штейновый сифон. Из сифона штейн по
переливочному желобу направляется в миксер. При равномерном ходе плавки и
стабилизации входных параметров поток штейна на окне (летке) сифона будет
соответствовать его расчетному выходу от плавления шихты и заданному составу по меди. 
Отделившийся от штейна («освободившийся» от штейновых капель) шлаковый
расплав по переточному каналу непрерывно поступает в шлаковый сифон и далее по
переливочному желобу передается в миксер. Высота сливного порога окна (летки) шлакового
сифона на 500 mm выше плоскости фурм нижнего ряда, что соответствует уровню
шлакового расплава в рабочей камере в расчете на спокойную ванну (без подачи дутья). 
Это обеспечивает полное усвоение кислорода дутья при плавке и надежную работу
гидравлической схемы с непрерывным раздельным выпуском штейна и шлака. При

---

поддержании технологических параметров и, особенно, температурного хода плавки в
заданных пределах возможно стабильное получение отвальных шлаков с фактическим
содержанием меди не более 0,7 %. 
Технологические газы, выходящие из барботируемой ванны расплава, содержат в
своем составе некоторое количество горючих компонентов – SO, S
2
, CO, H
2
.S
. Горючие
компоненты подвергаются организованному дожиганию кислородно-воздушным дутьём,
подаваемым через фурмы верхнего ряда, в газовом пространстве рабочей зоны печи. 
Отходящие серосодержащие газы, не содержащие горючих компонентов, удаляются 
через аптейк, установленный на своде печи, и после охлаждения и очистки от пыли направляются 
в сернокислотное производство. Разрежение под сводом печи поддерживается на уровне минус
0,12÷0,5 mbar. 
Уловленная грубая пыль возвращается на плавку, а тонкая – свинцово-цинковые
возгоны, выводится на специальную переработку. 
Оборотный конвертерный шлак, при технологической необходимости, ковшами может 
заливаться в рабочую камеру печи с использованием желоба, установленного в заливочное
окно. 
Управление процессом плавки сульфидного медного сырья в ПЖВ в установленном 
(стационарном) технологическом режиме основывается на поддержании всех входных
параметров (расход шихты, топлива, дутья и др.), а также температуры плавки на заданном
уровне, на бесперебойном выводе из рабочей зоны печи штейна, шлака и отходящих газов,
на обеспечении работоспособности и эксплуатационной надежности печи.