Smältningsmetoderna som används i världen för att producera elektrolytisk koppar från kopparkoncentrat är indelade i två huvudkategorier: pyrometallurgisk smältning och hydrometallurgisk smältning.
För närvarande produceras mer än 80% av raffinerad kopparproduktion genom pyrometallurgisk smältning, och våt smältning producerar cirka 20% av raffinerad koppar, såsom beskrivs nedan.
I. Pyrometallurgi
Pyrometallurgisk koppar är den huvudsakliga metoden för kopparproduktion idag och står för 80% till 90% av kopparproduktionen, främst för att hantera sulfidmalm. Fördelarna med kopparsmältning är stark anpassningsförmåga för råvaror, låg energiförbrukning, hög effektivitet, återhämtningsgrad med hög metall. Pyro-refinerande koppar kan delas in i två kategorier: en är den traditionella processen: som masugnsmältning, reflektorugnsmältning, elektrisk ugnsmältning. Den andra är den moderna förbättrade processen: såsom flashugnsmältning, smältande poolsmältning.
På grund av de globala energi- och miljöproblemen sedan mitten av -20 århundradet blir energi alltmer spänd, miljöskyddsbestämmelser blir allt strängare, den gradvisa ökningen av arbetskraftskostnaderna, uppmanad av kopparsmältningen från 1980 -talet och framåt För att få snabb utveckling måste tvingande de traditionella metoderna ersättas med nya förbättringsmetoder, de traditionella smältningsmetoderna elimineras gradvis. Med ökningen av blixtsmältning och smältande poolsmältning som representant för den avancerade tekniken för förbättrad smältning, är det viktigaste genombrottet den breda tillämpningen av syre eller syreberikad. Efter decennier av ansträngningar har flashsmältning och badsmältning i princip ersatt den traditionella pyrometallurgiska smältprocessen.
1, brandsmältningsprocess
Pyrometallurgisk process består huvudsakligen av fyra huvudsteg: matt smältning, kopparmatt (is koppar) blåser, rå kopparpyrometallurgisk raffinering och anod koppar elektrolytisk raffinering.
Svavelsmältning (kopparkoncentrat - iskoppar): Huvudsakligen användningen av kopparkoncentratis kopparsmältning, syftet är att göra kopparkoncentratet till en del av järnoxidationen, slaggavlägsnande, utgången av is koppar med högt kopparinnehåll.
Ice Copper Blowing (is koppar - rå koppar): Ice koppar oxideras ytterligare och slags för att avlägsna järn och svavel från is koppar för att producera rå koppar.
Brandförädling (rå koppar - anod koppar): Den råa koppar genom oxidation och slagg för att ytterligare ta bort föroreningselement, produktion av anod koppar.
Elektrolytisk raffinering (anod koppar - katod koppar): Genom införandet av likström är anod koppar löst, ren koppar fälls ut vid katoden och föroreningar kommer in i anodslampan eller elektrolytisk lösning för att inse kopparens separation och föroreningar och producerar katod koppar.
2, klassificering av pyrometallurgisk process
(1) Flash -smältning
Flash Smelting (Flash Smelting), inklusive International Nickel Company Inco (inco) Flash Furnace, Otokumpu (Outokumpu) Flash Furnace och Whirlpool Top Blowing Smelting (Contop) tre slag. Flash -smältning är en smältmetod som utnyttjar den enorma aktiva ytan på det fina markmaterialet för att förbättra smältreaktionsprocessen fullt ut. Koncentratet efter djup torkning och flödet genom torkning tillsammans med syreberikad luft som sprayas in i reaktionstornet, koncentratpartiklar suspenderade i rymden i 1-3 s tid och högtemperaturoxiderande luftflöde snabbt oxiderande sulfidmineraler och frisättning En stor mängd värme för att slutföra smältreaktionen, det vill säga den matta tillverkningsprocessen. Produkten från reaktionen faller i utfällningstanken i blixtugnen för sedimentering, så att kopparmatt och slagg separeras ytterligare. Denna metod används huvudsakligen för koppar-, nickel- och andra sulfidmalmer mattsmältning.
Flash -smältning började produktionen i slutet av 1950 -talet, har populariserats och tillämpats i mer än fyrtio företag på grund av kontinuerlig förbättring av energibesparing och miljöskydd har betydande prestationer. Processtekniken har fördelarna med stor produktionskapacitet, låg energiförbrukning, mindre föroreningar, etc. Den maximala malmens kopparproduktionskapacitet för en enda uppsättning system kan nå mer än 400, 000 t/a, tillämplig på den Skala från 200, 000 t/a ovanför anläggningen. Det kräver emellertid att råvarorna torkas djupt till vatteninnehållet<0.3%, the concentrate size <1mm, and the impurity lead and zinc in the raw materials should not be higher than 6%. The disadvantages of the process are complex equipment, high soot rate, slag containing high copper, need to be depleted.
(2) Smältande smältning
Smältande poolsmältning inklusive teniente kopparförfineringsmetod, Mitsubishi -metoden, osmert -metoden, Warnucoff Copper Refining Method, Isa Smelting Method, Noranda Method, Top Blowing Rotary Converter Method (TBRC), Silver Copper Refining Method, Shuikoushan Copper Refining Method och Donging Bottom Blowing Syre-rik smältmetod. Smältningspool är att lägga till fina sulfidkoncentrat till smältan samtidigt, till smälttrumman i luften eller industriellt syre, i den våldsamma omrörningen av smältpoolen för förbättrad smältning. På grund av luften som blåser mot smältpoolen trycksatt luftbubblor, när luftbubblorna stiger genom smältpoolen, vilket resulterar i "smältkolonn" -rörelsen, som ger smältingången en stor funktion. Dess ugnstyp är horisontell, vertikal, roterande eller fixerad, och blåsmetoden är sidblåsning, toppblåsning och bottenblåsning.
Smältning av smältning började tillämpas i industrin på 1970 -talet. På grund av den goda värmen och massöverföringen i smältningsprocessen för smältpoolen kan den metallurgiska processen stärkas kraftigt för att uppnå syftet med att förbättra produktiviteten för utrustningen och minska energiförbrukningen för smältprocessen. Och kraven för ugnsmaterialet är inte höga, alla typer av koncentrat, torra, våta, stora korn, pulver är tillämpliga, ugnsvolymen är liten, värmeförlusten är liten, energibesparande och miljöskydd är bättre, särskilt sot Hastigheten är betydligt lägre än blixtsmältningen.
För det andra, våt smältning (SX-EW-metod)
Våt smältning står för 10% till 20% av kopparproduktionen, är en lösningsmedel som lakar kopparmalm eller kopparkoncentrat så att koppar till lösning och sedan från den renade kopparinnehållande lösningen för att återvinna kopparmetod. Det används huvudsakligen för att bearbeta kopparmalmer, oxiderade kopparmalmer och vissa komplexa kopparmalm.
Våt koppar -raffineringsutrustning är enklare, nära gruvan i närheten av produktionen, låga produktionskostnader, ingen produktion av svavelsyra, ingen SO2 -förorening. Föroreningsinnehållet är emellertid högt, och kopparförädlingscykeln är lång, låg effektivitet, liten kapacitetsskala; Den ädelmetallåtervinningen är svår och återhämtningsgraden är osäker; Den våta processen för behandling av kalkopyritkoncentrat har inte tillämpats industriellt och det finns tekniska hinder.
Även om den nuvarande våta kopparförädlingen i kopparproduktion stod för en liten andel, men från den framtida utvecklingsutvecklingen av resurser, med gradvis utarmning av malmer, oxiderade malmer, låg kvalitet svårt att välja malmer och multimetallkomplex koppar malmer alltmer Utnyttjad, våt raffinering av koppar kommer att bli ett effektivt sätt att hantera dessa råvaror.
1, våt smältprocess
Våt smältningsprocess inkluderar huvudsakligen fyra steg: lakning, extraktion, anti-extraktion, metallpreparat (elektrowinning eller ersättning). Oxidmalm kan lakas ut direkt, lågkvalitetsoxidmalm är höglakad och rik malm är cao lakad. Sulfidmalmer måste rostas innan lakning i allmänhet eller kan lakas ut direkt under högt tryck. Vanligt använda lösningsmedel för lakningsprocessen inkluderar svavelsyra, ammoniak och högjärnsulfatlösning.
För det tredje, kopparsmältningsmetodsutsikter
World Copper Smelting Development Trends Utvecklingstrenderna för kopparsmältning sammanfattas enligt följande:
(1) På grund av karaktären av kopparmalm, för att återvinna silver och svavel, upptar brandmetoden för kopparförädling fortfarande en viktig position, men andelen våt kopparförfinering kommer att ökas.
(2) Kopparanläggning kommer att vara föroreningsfritt arbete, svaveldioxidavgasutsläppskoncentration kommer att vara under 300 ppm, svavel real återhämtningsgrad på 95% till 99%. Det kommer inte att finnas något avloppsvatten och slaggutsläpp.
(3) Pyro-Copper-raffinering kommer i princip att vara självuppvärmande smältning.
(4) Kopparmatt kontinuerlig blåsning kommer att användas mer i stor utsträckning.
(5) Lågkvalitetsmalm kommer att användas med hydrometallurgi. Våt smältningslakning och extraktionseffektivitet kommer att förbättras ytterligare.
(6) Datoriserad online-kontroll kommer att vara det viktigaste sättet för produktionskontroll.
(7) Växtens skala kommer att vara större, varje process kommer att vara en enda ugnsproduktion, driftsarbetet kommer att minskas mer.
Med svårighetsgraden av miljöskyddspolitiken och ökningen av produktionskostnaderna, ur ett globalt perspektiv, kommer högkostnad, tekniskt bakåt små smältverk att stängas efter varandra, stora och medelstora smältverk kommer ytterligare att utöka produktionsskalan och minska kostnaderna . Och genom teknisk uppgradering och omvandling, förbättrar användningsgraden för råvaror ytterligare, maximerar smältprocessen vid återhämtning av slagg, avloppsvatten, avfallsgasvärderbara element är det viktigaste sättet att minska kostnaden.
