Производство меди

Наиболее ценным свойством меди является ее электро­проводность, чем меньше металл содержит примесей, тем выше электропроводность. Поэтому для токопроводящих элементов (проволока, шины) применяют медь высших марок с содер­жанием меди 99,9%. Менее чистая медь, содержащая больше примесей, идет на производство сплавов — латуней и бронз.

Медь получают из руд с содержанием этого металла не ниже 0,5%. В природе встречаются около 30—40 мед­ных минералов. Из сульфидных минералов наиболее распространен халькопирит.

Если для получения одной тонны чугуна перерабаты­вается до 2,5 т железной руды, то для производства од­ной тонны меди — до 200 т медной руды.

Получают медь из сульфидных руд по следующей схеме:

1. Дробление руды в дробилках с последующим из­мельчением в шаровых мельницах.

2.  Флотаци       онное обогащение — флотация. Тонко из­мельченную руду смешивают с небольшим количеством особого флотореагента, например ксантогената калия и извести, и подают в камеру флотационной машины. Ксантогенат калия покрывает тонкой пленкой частицы сульфидных минералов меди. Известь создает в пульпе определенную щелочность и предупреждает обволакива­нием пленкой ксантогената частиц других минералов. В флотационной машине к частицам минералов меди прилипают пузырьки воздуха и выносят их на поверх­ность пульпы. Добавка пенообразователей (сосно­вого масла, сланцевой смолы и др.) позволяет создать на поверхности пульпы устойчивую пену, удерживаю­щую частицы минералов меди.

Полученный таким образом концентрат с флотомашины имеет большую влажность. Поэтому его обезвожи­вают последовательно сгущением в сгустителях и фильт­рацией на фильтрах, затем сушат во вращающихся сушилках барабанного типа.

Примерно 90% всех добываемых медных руд подвер­гают флотационному обогащению, а 10%-направляют не­посредственно в металлургическую обработку — плавку или выщелачивание. Медные концентраты содержат 20—30% Сu.

3. Обжиг. Высокосернистые руды и концентраты под­вергают в многоподовых печах и в печах кипящего слоя обжигу при температуре до 850°С в окислительной атмо­сфере. При этом выгорает значительная часть серы. Продуктом обжига является обожженная шихта — ога­рок и газы, содержащие сернистый ангидрид, ко­торый используют для производства серной кислоты.

4.  Плавка в отражательной печи. Плавят сырую, под­сушенную или обожженную шихту при температуре до 1500—1550°С. При этом атмосфера в печи должна быть нейтральная или слабоокислительная. Цель плавки — сульфидирование меди и перевод ее в штейн (оплав суль­фидов) при одновременном ошлаковании большей части железа кремнеземом. Окислы металлов и пустой породы, взаимодействуя, образуют шлак, который легче штейна и в ванне печи располагается над ним.

5. Конвертирование. Штейн в конверторе продувают воздухом в течение 16—24 ч в присутствии кварцевого флюса. В результате продувки сера выгорает, газы по­ступают в сернокислотное производство, полученная черновая медь содержит 97,5—99,5% Сu, остальное при­меси. Черновую медь подвергают огневому рафинирова­нию, а затем электролизу для очистки от примесей и из­влечения из нее благородных металлов.

6. Огневое рафинирование. Черновую медь расплав­ляют в специальной печи (или заливают в нее жидкую медь) и рафинируют отри температуре 1200°С.

Для удаления железа, цинка, серы и других приме­сей вначале осуществляет окисление жидкой меди про­дувкой воздухом. Полученная закись меди хорошо растворяется и реагирует со всеми имеющимися в жидкой меди примесями. Образу­ющиеся окислы примесей всплывают на поверхность ванны, где и ошлаковываются. После удаления приме­сей закись меди восстанавливают (операция «дразнение»), получая конечный продукт—анодную («красную») медь с содержанием 99—99,7% Сu.

7.  Электролитическое рафинирование. Этому подвергают огневую и анодную медь для получения наиболее чистой меди с содержанием ее 99,9%. Электролиз ведут в водном растворе сульфата меди, содер­жащем свободную серную кислоту. В результате электролиза чистая медь осаждается на катодах (тон­ких листах электролитической меди), а на дне ванны собирается шлам, который в дальнейшем перерабаты­вают для извлечения благородных металлов.

Возможно, Вас так же заинтересует:
Коммерческое предложение