Технологическая схема приведена на рис. 1. Вопрос 2. Особенности ф-х процессов технологии

По характеру физико-химических процессов в печи можно условно выделить 3 зоны.

Для третьего пункта, действие происходит в объеме.

Каждой зоне соответствуют характерные для нее физико-химические превращения.

1. Протекают процессы диссоциации высших и комплексных сульфидов с частичным их окислением кислородом дутья. Медь в концентрате представлена халькоперитом CuFeS2,CuS,FeS2,CaO,Al2O3MgO+{O₂}дутья+ [SiO2] флюс= [Cu2S-Cu2O-FeS-FeO-Fe3O4]+(CaO+Al2O3-MgO)+SO2+Q. Образуется оксисульфидный расплав[Cu2S-Cu2O-FeS-FeO-Fe3O4] и система из породообразующих соединений(CaO+Al2O3-MgO).

См. схема 1

Оксисульфидная система FeS-FeO, которая является основой, (матрицей), гомогенного жидкого расплава представляет основу жидкости, в которой растворяются тугоплавкие нерудные оксиды СaOAl2O3MgO. Оксисульфидная системаFeS-FeOхарактеризуется широкой областью гомогенности, соответственно диаграммы состоянияFeS-FeOпо мере растворения в расплаве псевдо двойной системеFeS-FeOнерудных оксидов происходит разрыв гомогенности в системе [Cu2S-Cu2O-FeS-FeO-Fe3O4]. За счет протекания реакций по схеме 2= [Cu2S-Cu2O-FeS-FeO-Fe3O4]+(CaO+Al2O3-MgO)= [Cu2s-Fes-Fe3O4]штейн +(FeO-Fe3O4-Cu2O-SiO2-CaO-Al2O3-MgO)шлак.

На поверхность ванны попадает расплав в капле, который представляет собой сформировавшийся штейн и первичный шлак по схеме 2. Кремнезем флюса полностью не усваивается в зоне 1 шихтового факела, что является основной причиной образования только первичного шлака. В зоне 2 поверхность ванны содержит избыток кремнезема. Учитывая так же низкую плотность SiO2, кремнезем находится на поверхности. В этих условиях проходят реакции последующего окисления сульфидов кислородом первичного шлака, среди которых большее значение имеет реакция взаимодействияFeS+ 3Fe₃O₄ + 5SiO₂= 5(2FeO.SiO₂) +SO₂–q(3)

Реакция (3) – основная реакция, обеспечивающая десульфоризацию, в результате которой образуется штейн конечного состава.

2FeO.SiO₂ - фаялит, иная форма записи – бисиликат закиси железа,Fe₂SiO₄

Фаялит является матрицей (основой) силикатных шлаков. В результате формируется равновесный со штейном конечного состава конечный шлак.

В третьей зоне происходит расслоение (разделение) механической невзаимодействующей друг с другом фазой штейна конечного состава, шлака конечного состава с образованием конечных продуктов – штейна и шлака.

Важно иметь в виду, что сразу штейн и шлак конечного состава не формируется, а его образование идет через первичные оксисульфидные и первичные оксидные составы.

Fe^е+Fe³⁺(Fe3O4)

Процесс окисления серы и ее переход в газовую фазу завершается на расстоянии 3 калибра от устья шихтовой форсунки.

Калибр есть отношение длины факела к диаметру. Аналогично и максимальное тепловыделение наблюдается в этом же диапазоне.

Вопрос 3. Технологическая схема производства с использованием кфп следующая

Промышленный комплекс КФП состоит из кислородной станции, металлургического и сернокислотного переделов. Металлургический передел имеет отделения мокрого шихтоприготовления, глубокой сушки шихты, плавки шихты, охлаждения газов и пыли, очистки газов от пыли.

Остановимся кратко на основных переделах.

Составление шихты для КФП, включающей концентрат и кремнистый флюс, осуществляется "мокрым" способом подачей дозируемого потока пульпы кварцевого флюса в сгуститель для концентрата. Концентрат содержит 16 - 20 % Сu, 32 - 37 % S, 3 - 5 % SiO2₂. В качестве кварцевого флюса используются хвосты от обогащения медных руд, медная руда с повышеным содержанием кремнезема (70 %) и главным образом золотосодержащие кварцевые руды.

Шихту сушат в две стадии: в сушильных барабанах до влажности 6 -8 % и в вертикальных трубах-сушилках до влажности < 1 %.

Кладка печи КФП выполнялась из хромомагнезитового кирпича и защищалась от разрушения особыми кессонами большой длины из катаной меди размером 65 х 65 мм (т.е. по толщине кирпича), охлаждае­мыми водой. Отвод газов из печи осуществлялся через свод примерно посередине длины пламенного пространства для создания плавильной и обеднительной зон. Важнейшая особенность КФП - применение в качестве дутья технологического кислорода с содержанием 95 -98%0₂.

Штейн, содержащий 40 - 50 % меди, выпускался из печи через шпуры и сифоны в ковши, транспортируемые мостовыми кранами к конверте­рам. Шлак из печи через летки, расположенные ниже уровня зеркала ванны, заливается в шлаковозы и направляется в хранилище (отвал). Частично он перерабатывался методом флотации совместно с рудой. Содержание кремнекислоты в шлаке 30 - 34 %.

Печные газы и выносимая ими из печи пыль направляются через соединительный газоход в газоохладитель; температура газов 1250 -1350 °С. Количество выносимой пыли составляет ~ 6 % от проплавлен­ной шихты. Запыленность газов составляет 300 - 400 г/м³ на входе в котел и 200 - 250 г/м³ на выходе из него. Далее газы по соединительно­му газоходу направлялись в сборный коллектор.