Производство металлических конструкционных материалов. Казармщиков И.Т. - 83 стр.

серы. Концентраты обжигают обычно в печах кипящего слоя с целью снижения
содержания серы до оптимальных значений. При обжиге происходит окисление
серы при температуре 750 – 800 °С, часть серы удаляется с газами. В результате
получают продукт, называемый огарком.
     Плавку на штейн ведут в отражательных или электрических печах при
температуре 1250 – 1300 °С. В плавку поступают обожженные концентраты
медных руд, в ходе нагревания которых протекают реакции восстановления
оксида меди и высших оксидов железа
                       6CuO + FeS = 3Cu 2 O + FeO + SO 2
                       FeS + 3Fe 3 O 4 + 5SiO 2 = 5( 2FeO ⋅ SiO 2 ) + SO 2
     В результате взаимодействия Cu2O с FeS образуется Cu2S по реакции:
                          Cu 2 O + FeS = Cu 2 S + FeO
     Сульфиды меди и железа, сплавляясь между собой, образуют штейн, а
расплавленные силикаты железа, растворяя другие оксиды, образуют шлак.
Штейн содержит 15 – 55% Cu; 15 – 50% Fe; 20 – 30% S. Шлак состоит в основном
из SiO2, FeO, CaO, Al2O3.
     Штейн и шлак выпускают по мере их накопления через специальные
отверстия.
     Конвертирование штейна осуществляется в медеплавильных конвертерах
(рисунок 44) путем продувки его воздухом для окисления сернистого железа,
перевода железа в шлак и выделения черновой меди.
     Конвертеры имеют длину 6 – 10 м и наружный диаметр 3 – 4 м. Заливку
расплавленного штейна, слив продуктов плавки и удаление газов осуществляют
через горловину, расположенную в средней части корпуса конвертера. Для
продувки штейна подается сжатый воздух через фурмы, расположенные по
образующей конвертера. В одной из торцевых стенок конвертера расположено
отверстие, через которое проводится пневматическая загрузка кварцевого флюса,
необходимого для удаления железа в шлак.
     Процесс продувки ведут в два периода. В первый период в конвертер
заливают штейн и подают кварцевый флюс. В этом периоде протекают реакции
окисления сульфидов
                          2FeS + 3O 2 = 2FeO + 2SO 2 ,
                       2Cu 2 S + 3O 2 = 2Cu 2 O + 2SO 2
     Образующаяся закись железа взаимодействует с кварцевым флюсом и
удаляется в шлак
                       2FeO + SiO 2 = (FeO) 2 ⋅ SiO 2
     По мере накопления шлака его частично сливают и заливают в конвертер
новую порцию исходного штейна, поддерживая определенный уровень штейна в
конвертере.
     Во втором периоде закись меди взаимодействует с сульфидом меди, образуя
металлическую медь
                       2Cu 2 O + Cu 2 S = 6Cu + SO 2
     Таким образом, в результате продувки получают черновую медь,
содержащую 98,4 – 99,4% Cu. Полученную черновую медь разливают в плоские
изложницы на ленточной разливочной машине.