一
1. Киришүү
Пирометаллургиялык жез эритүү баштапкы тазаланган жез өндүрүүнүн негизги жолу бойдон калууда, дүйнөлүк кубаттуулуктун 80% дан ашыгын түзөт. Бул процесс жездин сульфиддик концентраттарын (негизинен халькопирит, CuFeS₂) бир катар жогорку температурадагы металлургиялык операциялар аркылуу жогорку тазалыктагы катоддук жезге (≥99,99% Cu) айландырат. Бул макалада тез эритүү, конвертациялоо, анодду тазалоо жана электролиттик тазалоодон турган негизги интеграцияланган технологиялык схема кеңири баяндалган.
2. Концентратты даярдоо жана аралаштыруу
Жез концентраттары (25-35% Cu) ири көлөмдөгү идиштер менен келип, жабык кампаларда сакталат. Нымдуулуктун курамы адатта 8-12% түзөт жана жарылуулардын алдын алуу жана кийинки эритүү учурунда ашыкча энергия сарптоо үчүн айланма мештерди же суюк катмарлуу кургаткычтарды колдонуу менен ≤0,3% га чейин төмөндөтүлүшү керек.
Кургатылган концентрат флюстер (кварц, акиташ), кайра иштетүүчү заттар жана конвертер шлактары менен так көзөмөлдөнгөн пропорцияларда аралаштырылат. Заманбап заводдордо ±0,5% чегинде аралаштыруунун тактыгына жетишүү үчүн автоматташтырылган диск бергичтер жана жүктөөчү системалар колдонулат.
2
3. Тез эритүү
Жез сульфидинин концентраттарын тез эритүү - бул дүйнө жүзү боюнча Outotec (азыркы Metso) тез эритүү мештери жана кытай тарабынан иштелип чыккан кычкылтек менен түбүнөн үйлөтүлүүчү мештер менен көрсөтүлгөн эң алдыңкы технология.
3.1 Процесстин принциби
Кургак концентрат 850-950°C температурада ысык, кычкылтек менен байытылган аба агымына (кычкылтектин концентрациясы 75-90%) куюлат. Реакциялар (кургатуу, кычкылдануу, шлак жана штейндин пайда болушу) 3-5 секунданын ичинде аяктайт, реакциянын жылуулугу автотермикалык режимди сактайт. Негизги реакцияларга төмөнкүлөр кирет: 4CuFeS₂ + 9O₂ → 4CuS + 2Fe₂O₃ + 8SO₂ 2FeS + 3O₂ + 2SiO₂ → 2FeO·SiO₂ + 2SO₂
3.2 Негизги жабдуулар
- Реакция шахтасы: бийиктиги 11-14 м, диаметри 7-9 м, жогорку сапаттагы магнезит-хром кирпич жана жезден жасалган суу курткалары менен капталган.
- Чөкмө жана сиңирүүчү вал: штейнди (65-75% Cu) жана шлакты гравитациялык бөлүү.
- Калдыктарды жылытуучу казан: буу өндүрүү үчүн ~550°C сырткы газдан алынган маанилүү жылуулукту калыбына келтирет.
- Кычкылтектин концентратка болгон катышы: 1,15-1,25 Нм³ O₂/т кургак концентрат
- Реакция валынын температурасы: 1250-1300°C
- Мат температурасы: 1180-1220°C
- Шлактын Fe/SiO₂ катышы: 1.1-1.4, шлактагы жез ≤0.6%
3.3 Критикалык башкаруу параметрлери
Бир жолу күйгүзүүчү мештин кубаттуулугу суткасына 4000-5500 т концентратка жетет, жылуулук натыйжалуулугу >98% жана SO₂ кармоо дээрлик 100% түзөт.
4. Конвертациялоо
Мат электр менен жылытылган кир жуучу машиналар же чөмүчтөр аркылуу Peirce-Smith конвертерлерине же үзгүлтүксүз конвертациялоочу мештерге өткөрүлүп берилет.
4.1 Шлак пайда болуу этабы
Кычкылтек менен байытылган аба (25-35% O₂) темир сульфидин кычкылдандыруу үчүн үйлөлөт. 2-8% Cu камтыган шлак майсыздандырылып, кайрадан тез эритүүгө жөнөтүлөт.
4.2 Жез жасоо этабы
Улантуу менен үйлөө Cu₂Sти 1180-1230°C температурада кычкылдандырып, жезди (98,5-99,3% Cu) ыйлаакчага айлантат.
3
1. Башкы катушканы жүктөө жана автоматтык түрдө борборлоштуруу → 15 тонналык гидравликалык катушкалуу вагон + фотоэлектрдик серво EPC, борбордук сызыкты тегиздөө катасы < 0.1 мм
2. Ороону ачуу жана чыңалууну орнотуу → Магниттик порошок тормозу + жабык циклдүү серво башкаруу, 50–1500 Н так жөнгө салынат
3. Так кесүү → Импорттолгон вольфрам карбиди же PM HSS дисктери, шпиндельдин жылышы ≤ 0,002 мм, аралыктар ± 0,001 мм чейин майдаланган, эскирүүнү реалдуу убакытта компенсациялоо
4. Четтерин кыркуу → Көз карандысыз эки баштуу металл сыныктарын ороочу түзүлүштөр; кыркуу катушка катары кайтарылат же жеринде майдаланат
5. Артка түрүү жана чыңалуу изоляциясы → Ар бир жипке өзүнчө бийлөөчү ролл изоляциясы, пневматикалык мандрелдер + бурчту автоматтык түрдө коргоо, бетти тегиздөө ≤ ±0.3 мм
6. Автоматтык түрдө кесүү жана таңгактоо → Жайлатуу → кесүү → кагаз оромосу → этикетка → чыгаруу 45 секундда
Жез катушкасын автоматтык түрдө кесүү процессин толугу менен аяктоо
5. Анод мешин от менен тазалоо
Кычкылдануу-калыбына келтирүү үчүн блистер түрүндөгү жез 50-500 тонналык стационардык же жантайыңкы аноддук мештерге куюлат.
5.1 Кычкылдануу этабы
Аба же кычкылтек түтүктөрү менен калкып жүргөн шлак түрүндөгү калдык Fe, Ni, As, Sb жана Bi бөлүнүп чыгат.
5.2 Редукциялоо этабы
Кычкылтек жаратылыш газы, дизель же жыгач мамылар аркылуу 150-300 ppm чейин азайтылат. Тазаланган жез 300-450 кг аноддорго куюлат (Cu ≥99,0%).
4
6.1 Иштөө шарттары
- Токтун тыгыздыгы: 220-320 А/м²
- Элементтин чыңалуусу: 0,22-0,32 В
- Электролиттин температурасы: 60-65°C
- Cu²⁺: 40-55 г/л, эркин H₂SO₄: 150-220 г/л
6.2 Электрохимиялык реакциялар
Аноддун эриши: Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ Асылыраак элементтер (Au, Ag, Se, Te) анод былжырына кирет; азыраак асыл элементтер эритмеге кирет. Катоддун чөкмөсү LME А классындагы спецификацияларга жооп берген ≥99,993% Cu берет.
7. Чыгарылган газды тазалоо жана айлана-чөйрөнү көзөмөлдөө
Күйгүзүүчү мештерден, конвертерлерден жана аноддук мештерден чыккан SO₂га бай газдар муздатылат, чаңдан тазаланат жана кош контакттуу кислота заводдорунда кайра иштетилет, бул 99,8% дан ашык күкүрттү калыбына келтирүүгө мүмкүндүк берет. SO₂ куйрук газынын курамы 100 мг/Нм³ден бир топ төмөн. Мышьяк, сымап жана башка оор металлдар атайын процесстер аркылуу алынып салынат.
8. Корутунду
Заманбап жез пирометаллургиясы жогорку үзгүлтүксүздүккө, автоматташтырууга жана экологиялык көрсөткүчтөргө жетишти. Интеграцияланган тез эритүү-үзгүлтүксүз конвертациялоо-анодду тазалоо-электротазартуу схемалары жалпы жезди калыбына келтирүүнүн >98,5% жана 280-320 кгц/т катоддук салыштырма энергия керектөөнү камсыз кылат, бул дүйнөлүк деңгээлдеги эталондорду билдирет. Кычкылтек менен байытуу, үзгүлтүксүз жез өндүрүү технологиялары жана санариптик процесстерди башкаруу жаатындагы үзгүлтүксүз өнүгүүлөр натыйжалуулукту жана туруктуулукту андан ары жогорулатат.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 24-декабры