Shkrirja pirometalurgjike

Rafinimi me zjarr është metoda kryesore e prodhimit të bakrit sot, duke zënë 80% deri në 90% të prodhimit të bakrit, kryesisht për trajtimin e xeheve sulfide. Përparësitë e shkrirjes pirometalurgjike të bakrit janë përshtatshmëria e fortë e lëndëve të para, konsumi i ulët i energjisë, efikasiteti i lartë dhe shkalla e lartë e rikuperimit të metaleve. Shkrirja e bakrit me zjarr mund të ndahet në dy kategori: njëra është proceset tradicionale, të tilla si shkrirja e furrës së lartë, shkrirja e furrës me reverberator dhe shkrirja e furrës elektrike. E dyta janë proceset moderne të forcimit, të tilla si shkrirja e furrës së shpejtë dhe shkrirja e pishinës së shkrirjes.

Për shkak të çështjeve të spikatura globale të energjisë dhe mjedisit që nga mesi i shekullit të 20-të, energjia është bërë gjithnjë e më e pakët, rregulloret për mbrojtjen e mjedisit janë bërë gjithnjë e më strikte dhe kostot e punës janë rritur gradualisht. Kjo ka çuar në zhvillimin e shpejtë të teknologjisë së shkrirjes së bakrit që nga vitet 1980, duke detyruar metodat tradicionale të zëvendësohen me metoda të reja forcuese dhe metodat tradicionale të shkrirjes janë hequr gradualisht. Më pas, u shfaqën teknologji të avancuara si shkrirja e shpejtë dhe shkrirja e pishinës së shkrirë, me zbulimin më të rëndësishëm që ishte aplikimi i përhapur i oksigjenit ose i oksigjenit të pasuruar. Pas dekadash përpjekjesh, shkrirja e shpejtë dhe shkrirja e pishinës së shkrirjes kanë zëvendësuar në thelb proceset tradicionale pirometalurgjike.

1. Rrjedha e procesit të shkrirjes nga zjarri

Procesi pirometalurgjik kryesisht përfshin katër hapa kryesorë: shkrirjen mat, fryrjen mat (mat) të bakrit, rafinimin pirometalurgjik të bakrit të papërpunuar dhe rafinimin elektrolitik të bakrit anod.

Shkrirja e squfurit (koncentrat bakri mat): Përdor kryesisht koncentrat bakri për të bërë shkrirjen mat, me qëllim oksidimin e një pjese të hekurit në koncentratin e bakrit, heqjen e skorjeve dhe prodhimin e mat me përmbajtje të lartë bakri.

Fryrje mat (bakri i papërpunuar mat): Oksidimi i mëtejshëm dhe skorjet e matit për të hequr hekurin dhe squfurin prej tij, duke prodhuar bakër të papërpunuar.

Rafinimi me zjarr (bakri i papërpunuar i anodës së bakrit): Bakri i papërpunuar hiqet më tej nga papastërtitë me anë të oksidimit dhe skorjeve për të prodhuar bakër anode.

Rafinimi elektrolitik (bakri i katodës së bakrit me anodë): Me futjen e rrymës direkte, bakri i anodës tretet dhe bakri i pastër precipitohet në katodë. Papastërtitë hyjnë në baltën e anodës ose elektrolitin, duke arritur kështu ndarjen e bakrit dhe papastërtive dhe duke prodhuar bakër katodik.

2. Klasifikimi i proceseve pirometalurgjike

(1) Shkrirja e shpejtë

Shkrirja me flakë përfshin tre lloje: furrën e ndezjes Inco, furrën e ndezjes Outokumpu dhe shkrirjen me blic ConTop. Shkrirja e shpejtë është një metodë shkrirjeje që përdor plotësisht sipërfaqen e madhe aktive të materialeve të bluara imët për të forcuar procesin e reagimit të shkrirjes. Pas tharjes së thellë të koncentratit, ai spërkatet në kullën e reagimit me ajër të pasuruar me oksigjen së bashku me fluksin. Grimcat e koncentratit pezullohen në hapësirë ​​për 1-3 sekonda dhe i nënshtrohen me shpejtësi reaksionit të oksidimit të mineraleve sulfide me fluks ajri oksidues me temperaturë të lartë, duke çliruar një sasi të madhe nxehtësie, duke përfunduar reaksionin e shkrirjes, që është procesi i prodhimit të mat. Produktet e reagimit bien në rezervuarin e sedimentimit të furrës së ndezjes për sedimentim, duke ndarë më tej matjen e bakrit dhe skorjen. Kjo metodë përdoret kryesisht për shkrirjen matte të xeheve sulfide si bakri dhe nikeli.

Shkrirja e shpejtë filloi prodhimin në fund të viteve 1950 dhe është promovuar dhe aplikuar në më shumë se 40 ndërmarrje për shkak të arritjeve të rëndësishme në ruajtjen e energjisë dhe mbrojtjen e mjedisit nëpërmjet përmirësimit të vazhdueshëm. Kjo teknologji e procesit ka avantazhet e kapacitetit të madh të prodhimit, konsumit të ulët të energjisë dhe ndotjes së ulët. Kapaciteti maksimal i prodhimit të mineralit të bakrit të një sistemi të vetëm mund të arrijë mbi 400000 t/a, i cili është i përshtatshëm për fabrikat me shkallë mbi 200000 t/a. Megjithatë, kërkohet që lëndët e para të thahen thellë në një përmbajtje lagështie më të vogël se 0.3%, madhësia e grimcave të koncentratit më pak se 1 mm dhe papastërtitë si plumbi dhe zinku në lëndët e para nuk duhet të kalojnë 6%. Disavantazhet e procesit janë pajisjet komplekse, niveli i lartë i tymit dhe pluhurit dhe përmbajtja e lartë e bakrit në skorje, e cila kërkon trajtim të hollimit.

2) Shkrirja e pishinës së shkrirë

Shkrirja e pishinës së shkrirjes përfshin metodën e shkrirjes së bakrit Tenente, metodën Mitsubishi, metodën Osmet, metodën e shkrirjes së bakrit Vanukov, metodën e shkrirjes Isa, metodën Noranda, metodën e konvertuesit rrotullues me fryrje të sipërme (TBRC), metodën e shkrirjes së bakrit të argjendit, shkrirjen e bakrit të argjendit, Metoda e shkrirjes, dhe metoda e shkrirjes së pasur me oksigjen me lulëzim Dongying. Shkrirja e pishinës së shkrirjes është procesi i shtimit të koncentratit të imët sulfide në shkrirje ndërsa fryn ajrin ose oksigjenin industrial në shkrirje dhe forcon procesin e shkrirjes në një pishinë të shkrirë të trazuar ashpër. Për shkak të presionit të ushtruar nga ajri që fryn në pishinën e shkrirë, flluskat ngrihen përmes pishinës, duke bërë që "kolona e shkrirjes" të lëvizë, duke siguruar kështu një kontribut të rëndësishëm në shkrirjen. Llojet e saj të furrës përfshijnë horizontale, vertikale, rrotulluese ose fikse, dhe ekzistojnë tre lloje të metodave të fryrjes: fryrja anësore, fryrja nga lart dhe fryrja nga poshtë.

Shkrirja e pishinave u aplikua në industri në vitet 1970. Për shkak të efekteve të mira të transferimit të nxehtësisë dhe masës në procesin e shkrirjes së pishinës së shkrirë, procesi metalurgjik mund të forcohet shumë, duke arritur qëllimin për përmirësimin e produktivitetit të pajisjeve dhe reduktimin e konsumit të energjisë në procesin e shkrirjes. Për më tepër, kërkesat për materialet e furrës nuk janë të larta. Lloje të ndryshme koncentratesh, të thata, të lagështa, të mëdha dhe pluhur, janë të përshtatshme. Furra ka një vëllim të vogël, humbje të ulët të nxehtësisë dhe ruajtje të mirë të energjisë dhe mbrojtje të mjedisit. Veçanërisht, shkalla e tymit dhe pluhurit është dukshëm më e ulët se ajo e shkrirjes së shpejtë.