Медный штейн что это такое
Штейн (в цветной металлургии)
Смотреть что такое «Штейн (в цветной металлургии)» в других словарях:
Штейн (в цветной металлургии) — Штейн (от нем. Stein камень) смесь сульфидов железа, никеля, меди, кобальта и других элементов. Штейн промежуточный продукт при получении некоторых цветных металлов (Cu, Ni, Pb и др.) из их сульфидных руд. Штейн сплав сульфида железа FeS с… … Википедия
Штейн — I Александр Петрович [р. 15(28).9.1906, Самарканд], русский советский драматург. Член КПСС с 1930. Родился в семье служащих. С 1923 выступает в печати как журналист. Драматургия Ш. посвящены в основном военно историческим и историко… … Большая советская энциклопедия
Штейн (металлургия) — У этого термина существуют и другие значения, см. Штейн. Штейн (от нем. Stein камень) смесь сульфидов железа, никеля, меди, кобальта и других элементов. Штейн промежуточный продукт при получении некоторых цветных металлов… … Википедия
штейн — 3.21 штейн: Промежуточный или побочный продукт цветной металлургии, сплав переменного химического состава, образуемый сульфидами металлов. Источник: ГОСТ 1639 2009: Лом и отходы цветных металлов и сплавов. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Китай — Китайская Народная Республика, КНР (кит. Чжунхуа жэньминь гунхэго). I. Общие сведения К. крупнейшее по численности населения и одно из крупнейших по площади государств в мире; расположен в Центральной и Восточной Азии. На востоке … Большая советская энциклопедия
Вольский, Антон Николаевич — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Вольский. Антон Николаевич Вольский Дата рождения: 12 (24) июня 1897(1897 06 24) Место рождения: с. Залари, Иркутская губерния Дата смерти … Википедия
Обеднение — шлака в металлургии доизвлечение из шлака остающихся в нем ценных компонентов. Шлак с большим количеством механических включений медистого сплава Необходимость обеднения шлаков как отдельного процесса связана, например, с тем, что при… … Википедия
Пирометаллургия — (от греч. pýr огонь и Металлургия совокупность металлургических процессов, протекающих при высоких температурах. П. основная и старейшая область металлургии. С древних времён до конца 19 в. производство металлов базировалось почти… … Большая советская энциклопедия
Шахтная плавка — металлургический процесс, осуществляемый в шахтной печи (См. Шахтная печь); применяется главным образом в цветной металлургии для выплавки чернового свинца, меди, медного и никелевого Штейна. Загруженная сверху шихта, состоящая из… … Большая советская энциклопедия
Медный штейн что это такое
Электромясорубка – это незаменимая техника на любой кухне. Чтобы она приносила максимум пользы и справлялась со всеми поставленными задачами, нужно выбрать подходящую.
Большое количество промышленного оборудования, бытовые приборы оснащены электроприводами, которые используются для преобразования электрической энергии в механическую.
Еще несколько лет назад приобрести мебель прямо с производственной площадки было немного проблематично. Покупались предметы интерьера только в мебельных магазинах, где к.
Металлоконструкции все чаще используются для строительства сооружений и зданий разного назначения. Скорость проведения работ, доступность – важные плюсы технологии. В.
Российская компания «Изорок» производит одноименный утеплитель. Минеральная основа присутствует во всей этой категории продукции бренда. Несколько модификаций.
Бурение скважин является широко популярной услугой, которая помогает не быть зависимым от централизованного водоснабжения, получить собственный источник чистой воды.
Как правило, для заведений общественного питания необходимо специальное оборудование. Без холодильного стола на кухни ни как не обойтись. Это оборудование объединяет в.
Незастекленный балкон является своеобразным бельмом на глазу современных апартаментов, заметно проигрывающим в своей эстетике тем балконным конструкциям, на которых уже.
Конвертирование медного штейна
Цель конвертирования — получение черновой меди путем окисления содержащихся в штейне серы и железа. Конвертирование осуществляют продувкой штейна воздухом в горизонтальном конвертере. Перерабатываемые штейны, как отмечалось, состоят в основном из сульфидов меди (Cu2S) и железа (FeS). Вследствие экзотермичности основных реакций конвертирование не требует затрат топлива.
Современный медеплавильный конвертер показан на рис. 241. Конвертеры делают длиной 6—12, с наружным диаметром 3—4 м. Производительность конвертера за одну операцию составляет 40—100 т. Футеруют конвертер хромомагнезитовым кирпичом. Заливку расплавленного штейна и слив продуктов плавки осуществляют через горловину конвертера, расположенную в средней части его корпуса. Через ту же горловину удаляются газы. Фурмы для вдувания воздуха расположены в ряд по длине конвертера. Число фурм обычно составляет 32—62, а диаметр фурмы 40—50 мм. Расход воздуха достигает 800 м 3 /мин (при нормальных условиях).
Процесс в конвертере циклический и делится на два периода. Первый период (период окисления сульфида железа), называемый набором сульфидной массы, начинается с заливки штейна, после чего подают дутье и через горловину или отверстие в торцевой стенке конвертера загружают порцию кварцевого флюса, содержащего 70—80 % SO2. Период длится 6—24 ч в зависимости от содержания меди в штейне. Основными реакциями периода являются окисление сульфида железа
и ошлакование образующегося оксида FeО кремнеземом флюса
По мере накопления шлака, состоящего из FеО и SiO2, его сливают, в конвертер заливают новую порцию штейна и, добавляя флюс, продолжают продувку. Длительность таких циклов набора массы составляет 30—50 мин.
Температура заливаемого штейна в результате протекания этих экзотермических реакций повышается с 1100—1200 до 1250—1350 °С. Более высокая температура нежелательна, и поэтому при продувке бедных штейнов, содержащих много FeS, добавляют охладители — твердый штейн, сплески меди, корки из ковшей, медные концентраты.
Сульфид меди в течение первого периода не окисляется, поскольку у железа больше химическое сродство к кислороду, чем у меди. По окончании первого периода и слива последней порции шлака в конвертере остается белый штейн — почти чистая полусернистая медь Cu2S.
Второй период — получение черновой меди из белого штейна — длится 2—3 ч и заключается в продувке без добавки в конвертер флюса. Основная реакция периода:
После полного окисления серы продувку заканчивают, получая черновую медь. Ее сливают из конвертера и либо направляют в рафинировочную печь, либо разливают в слитки, которые затем направляют на специальные рафинировочные заводы. Таким образом, в результате продувки получаются черновая медь, содержащая 96,0—99,4 % Cu, 0,01— 0,04 % Fe, 0,02—0,1 % S и небольшое количество Ni, Sn, As, Sb, Ag, Au, и конвертерный шлак, содержащий 22—30 % SiO2, 45—70 % FeО, около 3 % Al2O3 и 1,5—2,5 % Cu.
Получение медных штейнов
Следующая важнейшая операция переработки медной руды — плавка на штейн. Штейном называют сплав сульфидов, образующийся при плавке медной руды, главным образом меди и железа (обычно 80—90%), остальное составляют сульфиды цинка, свинца, никеля, а также окислы железа, кремния, алюминия и кальция, концентрирующиеся главным образом в шлаке, но частично растворяющиеся и в штейне. Жидкие штейны хорошо растворяют в себе золото и серебро, и, если эти ценные металлы есть в руде, они почти полностью концентрируются в штейне.
Целью плавки на штейн является отделение сернистых соединений меди и железа, содержащихся в руде, от других примесей, главным образом, окисленных соединений.
Получаемый штейн не должен содержать слишком мало меди, так как это делает непроизводительными последующие переделы, но и очень богатые медью штейны получать нельзя, так как при этом значительное количество меди будет теряться в шлаках.
В зависимости от химического состава руды и ее физического состояния штейн получают либо в отражательных, либо в шахтных (ватер-жакетных), либо в дуговых электрических печах.
Порошкообразные флотационные концентраты обычно плавят в отражательных или электрических печах. Кусковую медную руду, содержащую много серы, целесообразнее плавить в пригодных для таких материалов шахтных печах. Если концентраты содержат избыточное количество серы, необходимое для образования нормального штейна, их или предварительно обжигают (т. е. окисляют в отдельных аппаратах избыточную серу), или примешивают к этому концентрату окисленную медную руду.
Эти печи строятся длиной 35—40 м, шириной 7—10 м и высотой 3,5—4,5 м. Стены и свод делают из динасового или магнезитового кирпича. Огнеупор выбирают в зависимости от преобладания в шихте основных или кислотных окислов, так как соответствие состава шихты и огнеупорных материалов удлиняет срок их службы. Под печи делается в несколько слоев, а лещадь покрывается кварцевым песком, который перед пуском печи оплавляется, превращаясь в плотную массу.
Отражательные печи отапливают мазутом, угольной пылью или газом, вдувая топливо форсунками (4—10 шт.) через окна, имеющиеся в торце печи.
Максимальная температура в головной части печи 1550°Си, постепенно снижаясь, к хвостовой части обычно бывает 1250—1300°С Шихту в эти печи загружают через отверстия в своде, расположенные вдоль печи у боковых стенок. При загрузке шихта ложится откосами вдоль стен, предохраняя кладку от прямого воздействия шлаков и газов. По мере нагревания шихты начинаются реакции частичного восстановления высших окислов железа и меди, окисления серы и шлакообразования.
Штейн, имеющий плотность около 5, собирается на поду печи, шлак образует второй верхний жидкий слой (плотность около 3,5). Шлак выпускают по мере его накопления через шлаковое окно, расположенное в хвостовой части печи. Отверстия для выпуска штейна (обычно два) находятся на уровне лещади в одной из боковых стенок печи. Выпуск штейна производят по мере его образования и потребности в нем последующего конверторного передела.
Штейны содержат от 23—28% серы, 16—60% меди и 50—15% железа. Состав шлаков колеблется в широких пределах, но главными его составляющими всегда являются кремнезем (45—30%) и закись железа (25—45%).
Производство меди
Для получения меди применяют медные руды, а также отходы меди и её сплавы. В рудах содержится 1 – 6% меди. Руду, содержащую меньше 0,5% меди, не перерабатывают, так как при современном уровне техники извлечение из неё меди нерентабельно.
В рудах медь находится в виде сернистых соединений (CuFeS2 – халько-пирит, Cu2S – халькозин, CuS – ковелин), оксидов (CuO, CuO) и гидрокарбонатов [CuCO3·Cu(OH)2,2CuCO3·Cu(OH)2]
Пустая порода руд состоит из пирита (FeS2), кварца (SiO2), различных соединений содержащих Al2O3, MgO, CaO, и оксидов железа.
В рудах иногда содержится значительные количества других металлов (цинк, золото, серебро и другие).
Известны два способа получения меди из руд:
Гидрометаллургический не нашел своего широкого применения из-за невозможности извлекать попутно с медью драгоценные металлы.
Пирометаллургический способ пригоден для переработки всех руд и включает следующие операции:
Подготовка руд к плавке
Подготовка руд заключается в проведении обогащения и обжига. Обогащение медных руд проводят методом флотации. В результате получают медный концентрат, содержащий до 35% меди и до 50% 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
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 = 3Cu2O + FeO + SO2
В результате взаимодействия Cu2O с FeS образуется Cu2S по реакции:
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
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 + 3O2 = 2Fe + 2SO2,
Образующаяся закись железа взаимодействует с кварцевым флюсом и удаляется в шлак
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
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.
Рафинирование меди.
Для получения меди необходимой чистоты черновую медь подвергают огневому и электролитическому рафинированию. При этом, помимо удаления примесей можно извлекать также благородные металлы.
При огневом рафинировании черновую медь загружают в пламенную печь и расплавляют в окислительной атмосфере. В этих условиях из меди удаляются в шлак те примеси, которые обладают большим сродством к кислороду, чем медь.
Для ускорения процесса рафинирования в ванну с расплавленной медью подают сжатый воздух. Большинство примесей в виде оксидов переходят в шлак (Fe2O3, Al2O3, SiO2), а некоторые примеси при рафинировании удаляются с газами. Благородные металлы при огневом рафинировании полностью остаются в меди. Кроме благородных металлов в меди в небольших количествах присутствуют примеси сурьмы, селена, теллура, мышьяка. После огневого рафинирования получают медь чистотой 99 – 99,5%.
Для удаления этих примесей, а также для извлечения золота и серебра медь подвергают электролитическому рафинированию.
Электролиз ведут в специальных ваннах, футерованных внутри свинцом или другим защитным материалом. Аноды изготовляют из меди огневого рафинирования, а катоды – из тонких листов чистой меди. Электролитом служит раствор сернокислой меди. При пропускании постоянного тока анод растворяется и медь переходит в раствор. На катодах разряжаются ионы меди, осаждаясь на них прочным слоем чистой меди.
Находящиеся в меди примеси благородных металлов выпадают на дно ванны в виде остатка (шлама). После электролитического рафинирования получают медь чистотой 99,95 – 99,99%.