การถลุงแร่ด้วยไพโรเมทัลโลหการ

การกลั่นด้วยไฟเป็นวิธีการหลักในการผลิตทองแดงในปัจจุบัน ซึ่งคิดเป็น 80% ถึง 90% ของการผลิตทองแดง โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับการบำบัดแร่ซัลไฟด์ ข้อดีของการถลุงทองแดงแบบ pyrometallurgical คือความสามารถในการปรับตัวของวัตถุดิบได้ดี การใช้พลังงานต่ำ ประสิทธิภาพสูง และอัตราการคืนสภาพของโลหะสูง การถลุงทองแดงด้วยไฟสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ประเภทแรกคือกระบวนการแบบดั้งเดิม เช่น การถลุงเตาหลอม การถลุงแบบสะท้อนกลับ และการถลุงเตาไฟฟ้า ประการที่สองคือกระบวนการเสริมสร้างความเข้มแข็งที่ทันสมัย ​​เช่น การถลุงเตาหลอมแบบแฟลชและการหลอมแบบพูล

เนื่องจากปัญหาด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อมระดับโลกที่โดดเด่นตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 20 พลังงานจึงขาดแคลนมากขึ้น กฎระเบียบด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมมีความเข้มงวดมากขึ้น และค่าแรงก็ค่อยๆ เพิ่มขึ้น สิ่งนี้นำไปสู่การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการถลุงทองแดงนับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ทำให้วิธีการดั้งเดิมต้องถูกแทนที่ด้วยวิธีการเสริมความแข็งแกร่งแบบใหม่ และวิธีการถลุงแบบดั้งเดิมก็ค่อยๆ ยุติลง ต่อมา เทคโนโลยีขั้นสูง เช่น การถลุงแบบแฟลชและการถลุงแบบหลอมเหลวได้เกิดขึ้น โดยความก้าวหน้าที่สำคัญที่สุดคือการใช้ออกซิเจนหรือออกซิเจนเสริมสมรรถนะอย่างกว้างขวาง หลังจากความพยายามมานานหลายทศวรรษ การถลุงแฟลชและการหลอมละลายในสระได้เข้ามาแทนที่กระบวนการไพโรเมทัลโลจิคัลแบบดั้งเดิมโดยพื้นฐานแล้ว

1. ขั้นตอนกระบวนการถลุงไฟ

กระบวนการ pyrometallurgical ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสี่ขั้นตอนหลัก: การถลุงแร่ด้าน การเป่าทองแดงด้าน (ด้าน) การกลั่นทองแดงแบบ pyrometallurgical และการกลั่นด้วยไฟฟ้าของขั้วบวกทองแดงด้วยไฟฟ้า

การถลุงกำมะถัน (ทองแดงเข้มข้นด้าน): ส่วนใหญ่ใช้ทองแดงเข้มข้นในการถลุงด้าน โดยมีจุดมุ่งหมายในการออกซิไดซ์เหล็กบางส่วนในทองแดงเข้มข้น ขจัดตะกรัน และผลิตด้านที่มีปริมาณทองแดงสูง

การเป่าแบบด้าน (ทองแดงดิบแบบด้าน): การออกซิเดชั่นเพิ่มเติมและการเกิดตะกรันของด้านเพื่อขจัดเหล็กและกำมะถันออกจากทองแดง ทำให้เกิดทองแดงดิบ

การกลั่นด้วยไฟ (ทองแดงแอโนดทองแดงดิบ): ทองแดงดิบจะถูกกำจัดออกจากสิ่งสกปรกเพิ่มเติมโดยออกซิเดชันและตะกรันเพื่อผลิตทองแดงแอโนด

การกลั่นด้วยไฟฟ้า (ทองแดงแอโนดทองแดงแคโทด): ด้วยการแนะนำกระแสตรง ทองแดงแอโนดจะละลาย และทองแดงบริสุทธิ์จะตกตะกอนที่แคโทด สิ่งเจือปนจะเข้าสู่โคลนแอโนดหรืออิเล็กโทรไลต์ จึงสามารถแยกทองแดงและสิ่งเจือปนออกได้ และผลิตทองแดงแคโทด

2. การจำแนกประเภทของกระบวนการไพโรโลหะวิทยา

(1) การถลุงแฟลช

การถลุงแฟลชมีสามประเภท: เตาแฟลช Inco, เตาแฟลช Outokumpu และการถลุงแฟลช ConTop การถลุงแบบแฟลชเป็นวิธีการถลุงที่ใช้พื้นผิวขนาดใหญ่ของวัสดุบดละเอียดอย่างเต็มที่ เพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับกระบวนการปฏิกิริยาการถลุง หลังจากการทำให้สารเข้มข้นแห้งสนิท จะถูกพ่นเข้าไปในหอปฏิกิริยาด้วยอากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนพร้อมกับฟลักซ์ อนุภาคเข้มข้นจะถูกแขวนลอยในอวกาศเป็นเวลา 1-3 วินาที และเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของแร่ธาตุซัลไฟด์อย่างรวดเร็วด้วยการไหลของอากาศออกซิไดซ์ที่อุณหภูมิสูง ปล่อยความร้อนจำนวนมาก ทำให้เกิดปฏิกิริยาการหลอมซึ่งเป็นกระบวนการผลิตด้าน ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาตกลงไปในถังตกตะกอนของเตาแฟลชเพื่อการตกตะกอน โดยแยกทองแดงด้านและตะกรันเพิ่มเติม วิธีนี้ใช้เป็นหลักในการถลุงแร่ซัลไฟด์แบบด้าน เช่น ทองแดงและนิกเกิล

การถลุงแฟลชเริ่มการผลิตในช่วงปลายทศวรรษ 1950 และได้รับการส่งเสริมและนำไปใช้ในองค์กรมากกว่า 40 แห่ง เนื่องจากความสำเร็จที่สำคัญในด้านการอนุรักษ์พลังงานและการปกป้องสิ่งแวดล้อมผ่านการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีกระบวนการนี้มีข้อดีคือกำลังการผลิตขนาดใหญ่ การใช้พลังงานต่ำ และมลพิษต่ำ กำลังการผลิตแร่ทองแดงสูงสุดของระบบเดียวสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 400000 ตัน/a ซึ่งเหมาะสำหรับโรงงานที่มีขนาดมากกว่า 200000 ตัน/a อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องทำให้วัตถุดิบแห้งอย่างล้ำลึกโดยมีความชื้นน้อยกว่า 0.3% มีความเข้มข้นของอนุภาคน้อยกว่า 1 มม. และสิ่งสกปรก เช่น ตะกั่วและสังกะสีในวัตถุดิบไม่ควรเกิน 6% ข้อเสียของกระบวนการนี้คืออุปกรณ์ที่ซับซ้อน อัตราควันและฝุ่นสูง และมีปริมาณทองแดงในตะกรันสูง ซึ่งต้องมีการบำบัดแบบเจือจาง

2) สระน้ำหลอมเหลวละลาย

การถลุงแร่แบบ Melt Pool รวมถึงวิธีการถลุงทองแดง Tenente, วิธี Mitsubishi, วิธี Osmet, วิธีถลุงทองแดง Vanukov, วิธีถลุง Isa, วิธี Noranda, วิธีแปลงแบบหมุนด้านบน (TBRC), วิธีการถลุงทองแดงเงิน, ทองแดง Shuikoushan วิธีการถลุงและวิธีการถลุงที่อุดมไปด้วยออกซิเจนเป่าด้านล่าง Dongying การถลุงแร่ในสระละลายเป็นกระบวนการเติมซัลไฟด์เข้มข้นลงในสารหลอมขณะเป่าลมหรือออกซิเจนทางอุตสาหกรรมเข้าไปในสารหลอม และเสริมความแข็งแกร่งให้กับกระบวนการถลุงในสระหลอมเหลวที่กวนอย่างดุเดือด เนื่องจากความกดดันที่เกิดจากอากาศที่พัดบนสระหลอมเหลว ฟองสบู่จึงลอยขึ้นผ่านสระ ส่งผลให้ "คอลัมน์หลอมละลาย" เคลื่อนที่ จึงเป็นปัจจัยสำคัญในการหลอมละลาย ประเภทของเตาเผาประกอบด้วยแนวนอน แนวตั้ง หมุน หรือคงที่ และมีวิธีการเป่าสามประเภท: การเป่าด้านข้าง การเป่าบน และการเป่าด้านล่าง

การละลายในสระน้ำถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมในช่วงทศวรรษ 1970 เนื่องจากความร้อนที่ดีและเอฟเฟกต์การถ่ายเทมวลในกระบวนการหลอมเหลวของสระหลอมเหลว กระบวนการโลหะวิทยาจึงสามารถเสริมความแข็งแกร่งได้อย่างมาก โดยบรรลุเป้าหมายในการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตของอุปกรณ์และลดการใช้พลังงานในกระบวนการถลุง นอกจากนี้ข้อกำหนดสำหรับวัสดุเตาเผาก็ไม่สูงนัก สารเข้มข้นประเภทต่างๆ แห้ง เปียก ใหญ่ และเป็นผงมีความเหมาะสม เตามีปริมาตรน้อย สูญเสียความร้อนต่ำ ประหยัดพลังงานและรักษาสิ่งแวดล้อมได้ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อัตราควันและฝุ่นต่ำกว่าการถลุงแฟลชอย่างมาก