كيفية إذابة النحاس
طرق الصهر الأكثر شيوعًا هي كما يلي:
– فرن النفخ:
على الرغم من أن الاستخدام الواسع النطاق لطريقة التعويم لإعداد خام عالي الجودة قد قلل من استخدام الأفران العالية ، إلا أن عددًا من المصانع لا يزال يستخدمها ، خاصة في اليابان وأفريقيا. الفرن العالي هو جهاز يعمل باستمرار وتنزل فيه الشحنة الباردة من فرن عمودي ، بالتزامن مع صعود الغازات الساخنة (نتيجة احتراق فحم الكوك والكبريتيد في الشحنة مع نفخ الهواء بالقرب من قاع الفرن. فرن). نتيجة هذه العملية هي تجفيف الشحنة وتسخينها وذوبانها بشكل فعال للغاية ، بالتزامن مع نزولها للتكوينات والخبث في قاع الفرن.
صهر مواد كبريتيد النحاس في الأفران العالية بواسطة كتل من فحم الكوك المعدني (التي يتم الحصول عليها من تدمير الفحم القار) وتصل قيمتها إلى 5-10٪ شحنة. هناك حاجة إلى فحم الكوك كجزء من الوقود ، ومن ناحية أخرى ، فإنه يخلق القدرة على اختراق الحمولة وحملها. يجب أيضًا أن تكون بقية المواد التي يتكون منها الحمل متكتلة بحيث يمكن للغازات الساخنة أن ترتفع عبر الفراغات الموجودة في الحمولة. لذلك ، يجب أن تتكون المواد المحتوية على النحاس من قطع كبيرة من خام أو خام عالي الجودة تم صهره.
إن منتجات أفران الصهر عبارة عن خبث ومصهور غير لامع ، يتم إزالته بشكل دوري بعد التجميع. تنتج الحرارة اللازمة للصهر عن طريق احتراق فحم الكوك والكبريت. من أجل توفير حرارة إضافية للعملية ، يمكن حقن الوقود السائل (الديزل) أو الغاز (الغاز الطبيعي) في الفرن من خلال النحل.
– فرن اللهب:
فرن اللهب هو في الواقع فرن تتكون فيه الشحنة الصلبة من خام متدرج ، وكلس (مادة مستقرة) ومواد تشحيم إلى جانب خبث يحتوي على النحاس يتم إرجاعه من الفرن والغبار ، حتى 1200 أو 1250 درجة مئوية بواسطة غازات الاحتراق الساخنة التي تدور. في جميع أنحاء الحمام ، إنهم يتحركون ، انظروا للحرارة. يشتمل هذا الفرن على فرن مبطن بمواد مقاومة للحرارة (عادة ما تكون مغنسيت أو كروم مغنسيت) وسقفه مقوس مقوس (سيليكا) أو معلق (مغنسيت). يتم تسخين فرن اللهب عن طريق حرق مسحوق الفحم أو وقود الزيت أو الغاز الطبيعي في أحد طرفيه وينتج غازات ساخنة تتحرك في جميع أنحاء الفرن وتذيب الشحنة.
منتجات فرن اللهب عبارة عن الخبث المنصهر الذي يتم فصله ويتم إرسال المادة المصهورة إلى المحول لأكسدتها وتحويلها إلى نحاس مجوف أو نفطة. يتم جمع حصائر الخبث في الفرن وإزالتها منه بشكل منفصل.
يواجه فرن اللهب مشكلتين رئيسيتين: الأولى هي أنه يستهلك طاقة كبيرة مقارنة بوحدات الصهر الأخرى (في شكل وقود هيدروكربوني) والأخرى أنه ينتج كمية كبيرة من غازات الاحتراق التي تحتوي على القليل من ثاني أكسيد الكبريت. من الصعب فصل ثاني أكسيد الكبريت بشكل فعال عن الغازات ذات التركيز الصغير ، وبالتالي فإن أفران اللهب تسبب مشاكل في مجال تلوث الهواء. لهذا السبب ، في المستقبل ، سيتم استبدال عملية اللهب تدريجيًا بطرق الصهر الأخرى ، مثل الإشعاع أو الكهرباء أو طرق الصهر المستمر. اقتراح آخر محتمل هو الاسترداد المباشر للمعادن النحاسية من معادن الكبريتيد عالية الجودة ، ولكن هذه الطريقة لا تزال في مراحل البحث وإنشاء وحدات الاستكشاف.
– فرن كهربائي:
يشبه الصهر في الفرن الكهربائي الصهر في فرن اللهب ، مع اختلاف عدم استخدام أي وقود خارجي. الحرارة اللازمة للصهر ناتجة عن مقاومة الخبث ضد التيار العالي الذي يمر بين أقطاب الكربون الثقيلة المضمنة في الخبث. يعد استخدام الفرن الكهربائي أمرًا اقتصاديًا ، لأن كمية الحرارة المنبعثة من الغازات ، خاصة 2SO ، صغيرة نسبيًا. ومع ذلك ، فإن الطاقة الكهربائية باهظة الثمن واستخدام الفرن الكهربائي يقتصر فقط على المناطق التي تكون فيها الكهرباء وفيرة ورخيصة نسبيًا.
يتميز الفرن الكهربائي بمزايا التحكم في درجة الحرارة والتنظيم ، ولأنه لا يحتوي على منتجات احتراق ، يمكن التحكم في ظروف الأكسدة بشكل جيد. يؤدي هذان العاملان إلى تحكم ممتاز في خصائص الخبث ، مثل تركيز المينايت ولزوجته ، ونتيجة لذلك ، يتم تقليل فقد النحاس في خبث مرحلة الانصهار.
– فرن الاشعاع:
تستهلك جميع أفران الانفجار واللهب والكهرباء كمية كبيرة من الوقود الهيدروكربوني أو الطاقة الكهربائية للصهر ، بينما يمكن الحصول على طاقة كبيرة من أكسدة شحنة الكبريتيد الخاصة بها. بمعنى آخر ، يؤدي الصهر في أفران الإشعاع إلى استخدام كبير لطاقة احتراق الكبريتيد عن طريق أكسدة جزء من شحنة الكبريتيد واستخدام الحرارة المنبعثة لإذابة الشحنة والخبث.
المزايا الرئيسية لعمليات الأفران الإشعاعية هي: قلة الحاجة إلى الوقود الهيدروكربوني وسهولة إزالة ثاني أكسيد الكبريت من غازات العادم في هذه الأفران. العيب الوحيد لهذا الفرن هو الخسارة العالية نسبيًا للنحاس في الخبث والغبار الخارج من المدخنة ، ولكن يتم استرداد معظم هذا النحاس.
