Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Октябрь » 26 » Производство меди. ч.2 Выплавка и очистка.
15:19
Производство меди. ч.2 Выплавка и очистка.

   Полученный штейн содержит много сульфидов, для их перевода в чистую медь следует подвергнуть полуфабрикат термической обработке в присутствии кислорода. Такую обработку проводят в конвертерах. Конвертеры имеют два вида конструкционного оформления: вертикальные и горизонтальные. Вертикальные конвертеры напоминают конвертеры Бессемера для получения стали, в них воздух подается через фурму сверху или через отверстия в дне, процесс ведется периодически. Более совершенные горизонтальные трубчатые конвертеры позволяют вести процесс непрерывно. Продувка может осуществляться как атмосферным воздухом, так и воздухом, обогащенным кислородом. Во втором случае снижается расход электроэнергии или энергоносителя для обогрева, но, требуется установка для ректификации жидкого воздуха и более стойкие легированные стали для изготовления конвертера. Емкость горизонтальных конвертеров достигает 100-120 тонн штейна.

   При обжиге в атмосфере воздуха, из штейна выгорает сера, она уходит в виде оксида и собирается для производства серной кислоты. Производство серной кислоты как-нибудь разберем подробнее.

   Из конвертера отводится черновая медь, которая содержит до 98,4 – 99,5% меди и примеси различной природы, главным образом, металлы. Для очистки черновой меди используют один из двух методов: огневой или электролитический. В зависимости от требуемой чистоты меди и от характера преимущественных примесей, выбирают метод. Огневой метод более древний и дешевый, он позволяет получить меди чистотой до 99,2 – 99,6%, что приемлемо для получения ряда сплавов. Наиболее легко, огневым методом отделяются примеси более активных металлов и неметаллы.

   Электролитический метод позволяет отделять все виды примесей и практически не имеет ограничений по максимальной чистоте.

   Огневой метод заключается в плавлении меди в печи (с электрическим или топливным обогревом) и продувке через расплав воздуха (можно обогащенного кислородом). Примеси окисляются легче меди и всплывают на поверхность расплава, откуда отводятся в виде шлака. Шлак направляется на повторную переработку с очередной партией штейна или концентрата руды, так как содержит 10-40% меди.

   Электролитический метод очистки проводится в ванне электролизера, как правило, большого объема. Электролит – 12 – 16% раствор медного купороса в 30-60% серной кислоте. Электроды из меди: анод из черновой меди или меди, очищенной огневым методом, катод из чистой меди. Следует отметить, что размеры электродов близки: примерно 0,9х0,9 метров или несколько больше. Толщина катода всего 0,5 – 0,7 мм, она лимитирована лишь механической прочностью электрода при транспортировке и погружении в ванну. Толщина анода 40-60 мм при массе до 250-300 кг.

   В процессе электролиза анод растворяется, катионы меди оседают на катоде, а примеси или остаются в электролите (если это более активные металлы, чем медь) или оседают на дно в виде шлама (солевой рыхлый осадок неопределенного цвета). Процесс периодический и длится 9 – 12 дней в зависимости от аппаратуры и толщины анода.

   Шлам содержит до 10 – 25% меди, 5 – 50% серебра и до 5% золота. Остальные компоненты представлены неметаллическими примесями и редкими малоактивными металлами. Из шлама извлекают драгоценные и редкие металлы.

   Расход электроэнергии при электролитическом рафинировании меди составляет 250-350 кВт-часов на тонну меди. При использовании аппаратуры большого объема и с современными КИП можно несколько снизить расход электроэнергии. При интенсификации процесса за счет увеличения плотности тока происходить увеличение расхода электроэнергии за счет роста сопротивления электролита из-за его нагревания. В любом случае, температура ванны превышает комнатную температуру, системы принудительного охлаждения обычно не используются.

   В результате побочных реакций выделяется некоторое количество водорода, диоксиды серы и даже сероводорода. Наиболее ярко выражены данные процессы при примитивном КИП и старом оборудовании, когда не соблюдается оптимальный вольтамперный режим процесса электролиза. Данные выбросы отравляют воздух производственного помещения и требуют систем вытяжной вентиляции с встроенной очисткой. Чаще всего используют влажные скрубберы и абсорберы.

   Марки меди в зависимости от чистоты мы рассматривали ранее. Современная электротехническая промышленность иногда требует меди еще более высокой очистки. Например, в случае изготовления тонкопленочных проводящих слоев в микросхемах различного типа. Производство тонкой фольги стабильного качества, и обеспечение ее минимального удельного сопротивления требует чистоту меди до 99,999% и даже выше (перспективные микропроцессоры и др.). Данный уровень чистоты можно достичь электролитическим рафинированием или, в перспективе, зонной плавкой.

Категория: Металлургия | Просмотров: 1092 | Добавил: Chemadm | Теги: цветная металлургия, рафинирование меди, очистка металла | Рейтинг: 5.0/5
Всего комментариев: 2
0
2  
У Вас на снимке справа имхо как раз навески вакуумной меди и показаны.

1
1  
"Например, в случае изготовления тонкопленочных проводящих слоев в микросхемах различного типа."
При тонкопленочных технологиях используется медь марки МВ - вакуумной плавки, дабы избавиться от газов и прежде всего кислорода. Иначе не получаются воспроизводимые пленки. Переплавляется медь электролитическая естественно.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]