Պիրոմետալուրգիական ձուլում

Հրդեհային զտումը այսօր պղնձի արտադրության հիմնական մեթոդն է, որը կազմում է պղնձի արտադրության 80%-ից 90%-ը, հիմնականում սուլֆիդային հանքաքարերի մշակման համար: Բիրոմետալուրգիական պղնձաձուլման առավելություններն են հումքի ուժեղ հարմարվողականությունը, էներգիայի ցածր սպառումը, բարձր արդյունավետությունը և մետաղի վերականգնման բարձր մակարդակը: Հրդեհով պղնձի ձուլումը կարելի է բաժանել երկու կատեգորիայի. մեկը ավանդական գործընթացներ են, ինչպիսիք են պայթուցիկ վառարանների ձուլումը, ռեվերբերացիոն վառարանների ձուլումը և էլեկտրական վառարանների ձուլումը: Երկրորդը ժամանակակից ամրացման գործընթացներն են, ինչպիսիք են ֆլեշ վառարանների ձուլումը և հալոցքային ավազանների ձուլումը:

20-րդ դարի կեսերից ի վեր գլոբալ էներգետիկ և բնապահպանական կարևոր խնդիրների պատճառով էներգիան ավելի ու ավելի քիչ է դառնում, շրջակա միջավայրի պաշտպանության կանոնակարգերը դառնում են ավելի խիստ, և աշխատուժի ծախսերը աստիճանաբար ավելանում են: Սա հանգեցրեց պղնձաձուլման տեխնոլոգիայի արագ զարգացմանը 1980-ականներից սկսած՝ ստիպելով ավանդական մեթոդներին փոխարինել ամրապնդման նոր մեթոդներով, իսկ ավանդական ձուլման մեթոդները աստիճանաբար հեռացվեցին: Հետագայում ի հայտ եկան այնպիսի առաջադեմ տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են արագ ձուլումը և հալեցման ավազանների ձուլումը, որոնցից ամենակարևոր առաջընթացը թթվածնի կամ հարստացված թթվածնի համատարած կիրառումն էր: Տասնամյակների ջանքերից հետո արագ ձուլումը և հալոցքային ավազանների ձուլումը հիմնականում փոխարինել են ավանդական պիրոմետալուրգիական գործընթացներին:

1. Հրդեհահալման գործընթացի հոսք

Պիրոմետալուրգիական գործընթացը հիմնականում ներառում է չորս հիմնական փուլ՝ փայլատ ձուլում, պղնձի փայլատ (փայլատ) փչում, չմշակված պղնձի պիրոմետալուրգիական զտում և անոդ պղնձի էլեկտրոլիտիկ զտում:

Ծծմբի ձուլում (պղնձի խտանյութի փայլատ). Այն հիմնականում օգտագործում է պղնձի խտանյութ՝ փայլատ ձուլելու համար՝ նպատակ ունենալով օքսիդացնել որոշ երկաթի մեջ պղնձի խտանյութում, հեռացնելով խարամը և արտադրել փայլատ՝ պղնձի բարձր պարունակությամբ:

Անփայլ փչում (անմշակ պղինձ). Փայլի հետագա օքսիդացում և խարամ՝ դրանից երկաթն ու ծծումբը հեռացնելու համար՝ առաջացնելով չմշակված պղինձ:

Հրդեհային զտում (հում պղնձի անոդային պղինձ). չմշակված պղինձը հետագայում հեռացվում է կեղտերից օքսիդացման և խարամների միջոցով` անոդ պղինձ արտադրելու համար:

Էլեկտրոլիտիկ զտում (անոդ պղնձի կաթոդային պղինձ). Ուղղակի հոսանք ներդնելով, անոդի պղինձը լուծվում է, և մաքուր պղինձը նստում է կաթոդում: Կեղտերը մտնում են անոդ ցեխի կամ էլեկտրոլիտի մեջ, դրանով իսկ հասնելով պղնձի և կեղտերի տարանջատմանը և արտադրելով կաթոդային պղինձ:

2. Պիրոմետալուրգիական պրոցեսների դասակարգում

(1) Ֆլեշ ձուլում

Ֆլեշ ձուլումը ներառում է երեք տեսակ՝ Inco ֆլեշ վառարան, Outokumpu ֆլեշ վառարան և ConTop ֆլեշ հալեցում: Ֆլեշ ձուլումը հալման մեթոդ է, որն ամբողջությամբ օգտագործում է մանր աղացած նյութերի հսկայական ակտիվ մակերեսը՝ հալման ռեակցիայի գործընթացը ուժեղացնելու համար: Խտանյութի խորը չորացումից հետո այն հոսքի հետ միասին ցողվում է ռեակցիայի աշտարակի մեջ թթվածնով հարստացված օդով։ Կոնցենտրատի մասնիկները 1-3 վայրկյանով կասեցվում են տարածության մեջ և արագորեն ենթարկվում են սուլֆիդային միներալների օքսիդացման ռեակցիայի՝ բարձր ջերմաստիճանի օքսիդացնող օդի հոսքով, ազատելով մեծ քանակությամբ ջերմություն, ավարտելով հալման ռեակցիան, որը փայլատ արտադրության գործընթացն է։ Ռեակցիայի արտադրանքները նստվածքի համար ընկնում են ֆլեշ վառարանի նստվածքային տանկի մեջ՝ հետագայում բաժանելով պղնձի փայլատ և խարամը: Այս մեթոդը հիմնականում օգտագործվում է սուլֆիդային հանքաքարերի փայլատ հալման համար, ինչպիսիք են պղնձը և նիկելը:

Flash-smelting-ը սկսեց արտադրվել 1950-ականների վերջին և խթանվել և կիրառվել է ավելի քան 40 ձեռնարկություններում՝ էներգիայի պահպանման և շրջակա միջավայրի պաշտպանության ոլորտում շարունակական բարելավման միջոցով զգալի ձեռքբերումների շնորհիվ: Գործընթացի այս տեխնոլոգիան ունի մեծ արտադրական հզորությունների, էներգիայի ցածր սպառման և ցածր աղտոտման առավելություններ: Մեկ համակարգի պղնձի հանքաքարի արտադրության առավելագույն հզորությունը կարող է հասնել ավելի քան 400000 տ/ա, ինչը հարմար է 200000 տ/ա-ից ավելի մասշտաբով գործարանների համար: Այնուամենայնիվ, պահանջվում է, որ հումքը խորապես չորացվի մինչև 0,3% խոնավության պարունակությունը, խտանյութի մասնիկների չափը 1 մմ-ից պակաս, և հումքի մեջ առկա կեղտերը, ինչպիսիք են կապարը և ցինկը, չպետք է գերազանցեն 6% -ը: Գործընթացի թերությունները բարդ սարքավորումներն են, ծխի և փոշու բարձր մակարդակը և խարամի մեջ պղնձի բարձր պարունակությունը, որը պահանջում է նոսրացման մշակում:

2) Հալած լողավազանի հալում

Հալած ավազանի ձուլումը ներառում է Տենենտեի պղնձաձուլման մեթոդը, Mitsubishi մեթոդը, Օսմետ մեթոդը, Վանուկովի պղնձաձուլության մեթոդը, Իսա հալման մեթոդը, Նորանդայի մեթոդը, վերևից փչող պտտվող փոխարկիչի մեթոդը (TBRC), արծաթի պղնձաձուլման մեթոդը, պղնձաձուլման մեթոդը: հալեցման մեթոդը և Dongying bottom-ի փչված թթվածնով հարուստ ձուլման մեթոդը: Հալեցման լողավազանի հալեցումը հալոցքին նուրբ սուլֆիդային խտանյութ ավելացնելու գործընթաց է, մինչդեռ օդը կամ արդյունաբերական թթվածինը փչում է հալման մեջ և ուժեղացնում է հալման գործընթացը կատաղի խառնված հալած ավազանում: Հալած ավազանի վրա փչող օդի կողմից գործադրվող ճնշման պատճառով փուչիկները բարձրանում են լողավազանի միջով, ինչի հետևանքով «հալման սյունը» շարժվում է՝ այդպիսով ապահովելով հալման զգալի ներդրում: Դրա վառարանների տեսակները ներառում են հորիզոնական, ուղղահայաց, պտտվող կամ ֆիքսված, և կան երեք տեսակի փչող մեթոդներ՝ կողային փչում, վերևից փչում և ներքևից փչում:

Լողավազանների հալեցումը կիրառվել է արդյունաբերության մեջ 1970-ականներին: Հալած ավազանի հալման գործընթացում ջերմության և զանգվածի փոխանցման լավ էֆեկտների շնորհիվ մետալուրգիական գործընթացը կարող է մեծապես ամրապնդվել՝ հասնելով սարքավորումների արտադրողականության բարելավման և հալման գործընթացում էներգիայի սպառման նվազեցման նպատակին: Ավելին, վառարանների նյութերի պահանջները բարձր չեն։ Հարմար են տարբեր տեսակի խտանյութեր՝ չոր, թաց, խոշոր և փոշիացված։ Վառարանը ունի փոքր ծավալ, ցածր ջերմության կորուստ և լավ էներգիայի պահպանում և շրջակա միջավայրի պաշտպանություն: Հատկապես, ծխի և փոշու մակարդակը զգալիորեն ցածր է, քան արագ հալման ժամանակ: