Курсовая работа по Металлургия на тему Автоген спасоб плавки медного серия

Введение
Технологические процессы, которые осуществляются полностью за счет внутренних энергоресурсов без затрат сторонних источников тепловой энергии - топлива или электроэнергии, - называются автогенными. При переработке серосодержащего сырья с достаточно высокой теплотворной способностью автогенность пирометаллургического процесса (плавления) достигается за счет теплоты экзотермических реакций горения (окисления) сульфидов в обрабатываемой смеси. Окислителем в расплаве может быть воздух, обогащенная кислородом струя или технологический кислород.
Следовательно, автогенный синтез - это окислительный процесс. Во время реализации степень обессеривания можно варьировать в широких пределах, варьируя соотношение между количествами обрабатываемого материала и пескоструйной обработки. Это позволяет варьировать состав матов в широком диапазоне, вплоть до изготовления черновой меди.
Все автогенные шрифты объединены. Они объединяют процессы обжига, плавки и частичного или полного преобразования в одном металлургическом устройстве. Это позволяет наиболее рационально и концентрированно (в одном месте) перевести серу из шихты в газы. В этом случае, в зависимости от содержания кислорода в выдыхаемом воздухе, можно получить газы с различным содержанием SO2, вплоть до чистого диоксида серы.
Автогенные процессы позволяют создавать технологические схемы, гарантирующие минимальные энергозатраты, высокую сложность использования сырья и предотвращение загрязнения воздуха и воды.
Принцип автогенности при обработке серосодержащих материалов давно используется в металлургии меди. Примерами типичных автогенных процессов, ранее использовавшихся или широко используемых в современной металлургической практике, являются плавка пирита, окислительный обжиг сульфидных концентратов и переработка камня.
Идея использования автогенного процесса для плавления флотационных медных концентратов в масштабе родилась и опробовалась сначала в Советском Союзе, а затем распространилась по всему миру. В настоящее время в отрасли разработано, внедрено и разработано не менее двух десятков автогенных процессов. Советский Союз вносит большой вклад в развитие и коммерциализацию автогенных процессов.
Любая автогенная плавка меди, меди и цинка, сульфидных концентратов и медно-никелевых руд основана на следующей общей реакции:
2FeS + 3О2 + SiО2 = 2FeО*SiО2 + 2SО2 + 1030290 кДж. (1)
Данная экзотермическая реакция всегда протекает в две стадии. На первой стадии происходит окисление сульфида железа:
2FeS + 3О2 = 3FeO + SО2 + 937340 кДж, (2)
На второй стадии образовавшийся оксид железа ошлаковывается кварцевым флюсом:
2FeO + SiО2 = 2FeО*SiО2 + 92950 кДж. (3)
Возможно также переокисление железа до магнетита при окислении сульфидных материалов:
6FeO + О2 = 2Fe3О4 + 635560 кДж (4)
При котором происходит последующим его разрушением сульфидом железа:
3Fe3О4 + FeS + 5SiО2 - 5 (2FeO*SiО2) + SO2 - 19930 кДж. (5)
С флотационными концентратами автогенно-металлургические процессы могут быть организованы по-разному: как технологически, так и инструментально. Технологически такие процессы различаются, главным образом, способом сжигания сульфидов, которое может осуществляться в факеле или в расплаве.
После сжигания сульфидов мелкодисперсный, хорошо высушенный концентрат выдувается в высокотемпературную нагретую плавильную камеру кислородсодержащей струей. При вдувании кислорода взвешенные частицы сульфида окисляются (реакция 2) и, в зависимости от температуры, частично или полностью плавятся. Реакция (3) не может достичь большого развития в этих условиях, и перекисное окисление FeO в пламени возможно по реакции:
3FeO+0,5 О2=Fе3О4.
Капли расплавленного оксида сульфида, образующиеся в горелке, падают на поверхность бесшумной шлаковой ванны, где продолжаются основные физико-химические взаимодействия и превращения, включая образование и отложение шлака и штейна. При использовании этого метода автогенного литья шлак характеризуется более высоким содержанием извлекаемых металлов в виде растворенных оксидов и мелкой механической суспензии.