Марченко Н.В. Металлургия тяжелых цветных металлов

Подождите немного. Документ загружается.

6. ПЛАВКА МЕДНЫХ И НИКЕЛЕВЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ НА ШТЕЙН

6.2. Отражательная плавка медных концентратов



Металлургия тяжелых цветных металлов. Учеб. пособие

231

Скорость разложения минералов при нагревании зависит от ряда фак-

торов, из которых основными являются: крупность частиц шихты, индивиду-

альные свойства минералов, температура нагрева и парциальное давление

паров серы или газов.

Выше 743 °С пирит разлагается при любом давлении паров серы. Вы-

сокие температуры в печи способствуют быстрому и полному разложению

пирита. Аналогично пириту ведут себя ковеллин, халькопирит и другие выс-

шие сульфиды. Полностью разлагаются при плавке и все карбонаты.

За счет разложения высших сульфидов в газовую фазу переходит зна-

чительное количество серы (при разложении пирита и ковеллина удаляется

50 % серы, халькопирита – 25 %). На практике при плавке сырого медного

концентрата за счет диссоциации высших сульфидов суммарно выделяется

серы примерно 45 % от общего ее содержания в концентрате.

Ко второй группе химических превращений при отражательной плавке

относятся реакции взаимодействия ферритов (МеО·Fе

) с сульфидами, ко-

торые также сопровождаются удалением серы. Важнейшее значение имеет

реакция взаимодействия магнетита с сульфидом железа в присутствии крем-

незема:

FeS + 3Fe

+ 5SiO

= 5(2FeO·SiO

) + SO

(6.6)

Аналогично протекают реакции разложения других ферритов. Полнота

протекания этих реакций определяет количество как окислившейся серы,

так и остаточного магнетита в шлаке и штейне. Энергичное протекание ре-

акции (6.6)

начинается при температуре выше 1 200 °С. С повышением тем-

пературы скорость и полнота ее протекания существенно возрастают. Вос-

становлению магнетита сульфидами способствует присутствие SiO

и других

кислотных оксидов вследствие снижения активности FeO в шлаке.

Повышение содержания магнетита в шлаке и штейне оказывает вред-

ное влияние на их физико-химические свойства. С увеличением концентра-

ции Fe

снижается межфазное натяжение на границе раздела шлак–штейн,

возрастает вязкость шлаковых расплавов. Все это приводит к повышенным

потерям меди со шлаками. Кроме того, вследствие ограниченной раствори-

мости магнетита как в шлаках, так и в штейнах его накопление в печи в усло-

виях пониженных температур может привести к образованию полурасплав-

ленного промежуточного слоя между шлаком и штейном и образованию маг-

нетитовых настылей и шихтовых перемычек на лещади. Настыли и перемыч-

ки загромождают печь, уменьшают объем ванны печи и сокращают время

пребывания (отстаивания) шлака, а следовательно, способствуют получению

богатых по меди шлаков.

Снижение концентрации магнетита на границе раздела оксидных фаз

(шлака и промежуточного слоя) со штейном объясняется интенсивным про-

теканием на этом участке расплавов реакции (6.6)

Источником магнетита при отражательной плавке сырых концентратов

является оборотный конвертерный шлак, который заливают в жидком виде в

6. ПЛАВКА МЕДНЫХ И НИКЕЛЕВЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ НА ШТЕЙН

6.2. Отражательная плавка медных концентратов



Металлургия тяжелых цветных металлов. Учеб. пособие

232

отражательные печи. Конвертерный шлак, как правило, имеет меньшую тем-

пературу, чем шлак в отражательной печи, и большее содержание оксидов

железа. Поэтому он обладает большой плотностью и при заливке в отража-

тельную печь опускается на границу раздела шлака и штейна, участвуя тем

самым в образовании промежуточного слоя. Так как температура в этой час-

ти печи сравнительно низкая, восстановление магнетита сульфидами проте-

кает медленно и недостаточно полно. Разложение магнетита конвертерного

шлака в лучшем случае протекает на 60 %. Распределение магнетита конвер-

терных шлаков между продуктами плавки таково: переходит в штейн 40 %,

в шлак – 40 % и восстанавливается 20 %.

Относительно низкая температура на границе штейна и шлака, где кон-

центрируется основная масса заливаемого конвертерного шлака, малая сте-

пень восстановления магнетита и недостаточно благоприятные условия для

коалесценции мелкой сульфидной взвеси являются причиной того, что из-

влечение меди из жидких конвертерных шлаков в отражательных печах

сравнительно низкое (60–70 %). Большая степень восстановления магнетита

(до 80 %) достигается при переработке твердых конвертерных шлаков.

Все перечисленное выше свидетельствует о том, что переработка жид-

ких конвертерных шлаков в отражательных печах неэффективна и часто яв-

ляется причиной серьезных нарушений их работы. Рациональнее перераба-

тывать конвертерные шлаки отдельно в специальном процессе.

Таким образом, при отражательной плавке сырых концентратов де-

сульфуризация происходит за счет термического разложения высших суль-

фидов и за счет взаимодействия ферритов (главным образом, магнетита) с

сульфидами, в результате которого удаляется дополнительно 7–10 % серы.

Конечная степень десульфуризации при плавке сырых медных концентратов

обычно составляет 50–55 %, что является небольшой величиной по сравне-

нию с окислительными плавками.

Низкая степень десульфуризации при отражательной плавке приводит

к тому, что отражательные печи выполняют фактически лишь функцию пе-

реплавки шихты и перевода пустой породы в шлак. Содержание меди в

штейне по сравнению с ее содержанием в концентрате увеличивается незна-

чительно.

Малая степень десульфуризации наряду с большим объемом топочных

газов обусловливает также низкое содержание SО

в отходящих газах (менее

1,5 %), что в свою очередь затрудняет и сильно удорожает обезвреживание

газов и извлечение из них серы в товарную продукцию. При плавке сырых

концентратов около 50 % исходной серы теряется безвозвратно.

Третья группа химических реакций, протекающих в отражательной пе-

чи, это реакции взаимодействия оксидов цветных металлов с сульфидами.

Поскольку в необожженных медных концентратах в наибольшем количестве

присутствует сульфид железа, взаимодействие именно этого сульфида с ок-

сидами шихты и расплавов будет определяющим. В общем виде взаимодей-

6. ПЛАВКА МЕДНЫХ И НИКЕЛЕВЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ НА ШТЕЙН

6.2. Отражательная плавка медных концентратов



Металлургия тяжелых цветных металлов. Учеб. пособие

233

ствие между оксидами и сульфидом железа описывается уравнением обрати-

мой реакции:

(MeO) + [FeS] ↔ [MeS] + (FeO) (6.7)

Эта группа реакций обусловливает распределение металлов между

шлаком и штейном. Направление и полнота их протекания определяются

разностью в сродстве металлов к сере и кислороду и активностью (концен-

трацией) продуктов реакции в контактирующих фазах.

Металлы, обладающие большим сродством к кислороду (Si, Са, Mg,

Al и др.), при плавке практически полностью переходят в шлак в форме со-

ответствующих оксидов. В свою очередь, такие металлы, как медь и никель,

обладающие повышенным сродством к сере, концентрируются в основном в

штейне. Так, медь при высоких температурах обладает большим сродством к

сере и меньшим к кислороду, чем железо. По этой причине при наличии

сульфидов железа равновесие реакции

(Cu

O) + [FeS] ↔ [Cu

S] + (FeO) (6.8)

практически целиком сдвинуто вправо, и медь в расплавах почти целиком

находится в форме сульфида. Лишь при очень богатых штейнах некоторое

количество меди может присутствовать в шлаке в оксидной форме за счет

обратимости реакции (6.8)

. Почти так же ведет себя никель. Распределение

железа между шлаком и штейном в отражательной печи определяется содер-

жанием его сульфидов и оксидов в исходной шихте. Изменения в распреде-

лении железа, которые при этом вносит десульфуризация, невелики. Поэтому

единственным путем управления распределением железа между шлаком и

штейном, а вместе с этим и содержанием меди в штейне является предвари-

тельное окисление сульфида железа перед отражательной плавкой.

Четвертая группа процессов охватывает распределение ценных ком-

понентов между продуктами плавки.

Благородные металлы – обязательные спутники меди в рудном сырье

(главным образом, золото и серебро) – при отражательной плавке практиче-

ски полностью концентрируются в штейне. Небольшие потери благородных

металлов в шлаках приурочены к механической взвеси капелек штейна.

Распределение ценных спутников зависит от состава концентрата и ус-

ловий ведения плавки.

Практически все железо, которое было связано с серой, так и остается в

сульфидной форме и целиком переходит в штейн. Меняется лишь форма его

соединения: в концентрате – FeS

, а в штейне – FeS. В результате количество

штейна получается высоким, а содержание меди в нем низким – 16–20 %.

Для того, чтобы повысить содержание меди, шихту необходимо подвергать

предварительному окислительному обжигу.

6. ПЛАВКА МЕДНЫХ И НИКЕЛЕВЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ НА ШТЕЙН

6.2. Отражательная плавка медных концентратов



Металлургия тяжелых цветных металлов. Учеб. пособие

234

Обжиг в металлургии меди используют при переработке высокосерни-

стых бедных по меди концентратов и руд. Цель обжига состоит в удалении

части серы и окислении некоторого количества железа для перевода их ок-

сидов в шлак при последующей плавке. В шихту обжига, как правило, вводят

флюсующие добавки (кварц, известняк) для получения шлака выбранного

состава. При обжиге решаются и другие задачи: получение газов, пригодных

для получения серной кислоты, усреднение, разогрев шихты (быстрее пла-

вится).

Окислительный обжиг проводят при температурах 800–900 °С. При

температурах 600–650 °С в продуктах обжига образуются сульфаты:

MeS + 2O

= MeSO

(6.9)

Эта реакция нежелательна, т.к. приводит к снижению десульфуриза-

ции. Верхний предел температуры ограничен условиями образования жидкой

фазы, что недопустимо при обжиге в печах кипящего слоя. В общем виде

процесс горения сульфидов описывается уравнением

2MeS + 3O

= 2МеО + 2SO

(6.10)

Процесс обжига включает следующие стадии: нагрев и сушка шихты,

диссоциация высших сульфидов, воспламенение и горение сульфидов.

Нагрев материала и удаление влаги происходит за счет теплопередачи

от горячих газов и за счет тепла экзотермических реакции окисления. При

достижении температуры 350–400 °С начинаются процессы диссоциации

высших сульфидов и их воспламенения по реакциям (6.1)–(6.4)

Выделяющиеся пары серы окисляются и сгорают в атмосфере печи:

S + O

= SO

(6.11)

Сульфиды начинают окисляться при достижении температуры их вос-

пламенения – температуры, при которой количество выделяющегося тепла

становится достаточным для начала интенсивного горения всей массы обжи-

гаемого материала. Другими словами, процесс начинает протекать в автоген-

ном режиме.

Температура воспламенения определяется физико-химическими свой-

ствами сульфидов и размером частиц. Чем меньше размер частиц, тем ниже

температура воспламенения сульфида.

Основными реакциями окисления являются следующие реакции:

2FeS + 3,5O

= Fe

+ 2SO

(6.12)

2FeS

+ 5,5O

= Fe

+ 4SO

(6.13)

6. ПЛАВКА МЕДНЫХ И НИКЕЛЕВЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ НА ШТЕЙН

6.2. Отражательная плавка медных концентратов



Металлургия тяжелых цветных металлов. Учеб. пособие

235

2CuFeS

+ 6О

= Fe

+ Cu

O + 4SO

(6.14)

Преимущественно окисляются сульфиды железа из-за большего срод-

ства железа к кислороду и меньшему к сере, чем у меди.

Вследствие большего сродства меди к сере она снова сульфидируется

по обменной реакции (6.8)

Следовательно, пока в шихте есть сульфид железа, оксида меди в огар-

ке не должно быть.

Продуктами окислительного обжига являются огарок, пыль и газы.

В огарке отсутствуют высшие сульфиды, он состоит из смеси низших суль-

фидов и оксидов. Основные химические соединения в огарке следующие:

S, FeS, ZnS, Fe

. FeO, ZnO, CaO, SiO

, Al

. Может быть небольшое

количество сульфатов.

Основным способом обжига медных концентратов является обжиг в

кипящем слое (КС). Сущность обжига в КС состоит в продувке слоя шихты

восходящим потоком воздуха или обогащенного кислородом дутья со скоро-

стью, обеспечивающей «кипение» материала. При определенной скорости

дутья сыпучий материал приобретает свойства жидкости: подвижность, те-

кучесть, принимать форму и объем вмещающего сосуда.

При увеличении скорости дутья объем сыпучего материала резко уве-

личивается, шихта принимает взвешенное состояние; это приводит к интен-

сивному пылевыносу.

Обычно пылевынос составляет 50–80 % от массы исходной шихты.

Обжиг в КС – высокопроизводительный процесс, конструкция обжиго-

вых печей проста, процесс легко механизируется и автоматизируется. Отхо-

дящие газы содержат 12–14 % SO

; их используют для производства серной

кислоты.

Основные технико-экономические показатели обжига медных концен-

тратов в печах КС следующие:

производительность по шихте – 1 000–1 100 т/сут;

десульфуризация – 50–60 %;

температура обжига – 870–890 °С;

пылевынос – 60–80 %;

содержание SO

в газах – 12–14 %.

Технологические схемы с окислительным обжигом имеют ограничен-

ное распространение, а с развитием и внедрением автогенных процессов об-

ласти использования обжига сокращаются.

Особенности плавки огарков по сравнению с плавкой сырых концен-

тратов связаны с предварительным нагревом материала при обжиге, тща-

тельным перемешиванием компонентов шихты и изменением ее химического

и фазового состава. Перевод части сульфидов железа в процессе обжига в ок-

6. ПЛАВКА МЕДНЫХ И НИКЕЛЕВЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ НА ШТЕЙН

6.2. Отражательная плавка медных концентратов



Металлургия тяжелых цветных металлов. Учеб. пособие

236

сиды позволяет управлять составом и количеством получающегося при плав-

ке штейна.

При переработке горячего огарка встречаются с некоторыми специфи-

ческими трудностями. Они обусловлены высокой температурой огарка, аг-

рессивностью горячих сернистых материалов по отношению к металлам, газо-

насыщенностью огарка и выделением SO

в атмосферу цеха во время транспор-

тировки огарка. Во время этой операции желательно одновременно сохранить

температуру огарка и предотвратить возможную загазованность цеха.

При загрузке огарка малыми порциями на поверхность шлака нагрев

его осуществляется частично за счет теплоты, аккумулированной расплавом.

В этом случае он успевает расплавиться и перегреться до загрузки следую-

щей порции шихты. При этом в поверхностном слое ванны формируется

шлаковый расплав, отвечающий среднему его составу в печи.

Различия в химизме протекания процессов при плавке огарка и сырого

концентрата объясняются их химическим и минералогическим составом.

Высшие сульфиды (пирит, халькопирит и др.) практически отсутствуют в

огарке, в связи с этим доля серы, переходящей в газовую фазу за счет их раз-

ложения, при плавке огарка незначительна. В то же время реакции взаимо-

действия высших оксидов железа и ферритов с сульфидами получают значи-

тельное развитие:

3Fe

+ FeS + 5SiO

= 5(FeO·SiO

) + SO

– 19,93 кДж (6.15)

Объясняется это как более высоким их содержанием в шихте (в огарке

и конвертерном шлаке) и лучшим контактом сульфидов и оксидов, так и бо-

лее высокими температурами в области протекания реакций. При плавке сы-

рой шихты магнетит, поступающий в том числе и с конвертерным шлаком, в

значительной мере опускается на границу шлака со штейном. При плавке огар-

ка основное количество магнетита поступает с шихтой и восстанавливается на

поверхности расплава, где температура более высокая. Это обусловливает более

высокую степень восстановления магнетита шихты (до 80 %) по сравнению с

восстановлением магнетита конвертерного шлака (около 20 %).

Общее количество серы, переходящей в газовую фазу при плавке

обожженной шихты, составляет 25–30 %, т.е. ниже, чем при плавке сырой ших-

ты. Однако доля окислившихся низших сульфидов железа по реакции (6.8)

ока-

зывается при этом выше. По тем же причинам, несмотря на большее суммар-

ное содержание высших оксидов железа в шихте и конвертерном шлаке, со-

держание магнетита в отвальном шлаке ниже, чем при плавке сырой шихты.

Невосстановленным остается преимущественно магнетит, поступающий с

жидким конвертерным шлаком. Поэтому задачи раздельной переработки

конвертерного шлака или его предварительного восстановления перед залив-

кой в отражательную печь остаются актуальными и при плавке огарка.

Включение в технологическую схему процесса обжига существенно

влияет на поведение и распределение ценных спутников. Чем больше сте-

пень десульфуризации при обжиге и чем более богатым получается штейн,

6. ПЛАВКА МЕДНЫХ И НИКЕЛЕВЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ НА ШТЕЙН

6.2. Отражательная плавка медных концентратов



Металлургия тяжелых цветных металлов. Учеб. пособие

237

тем больше цинка переходит в шлак. Это позволяет перерабатывать в отра-

жательных печах шихту с более высоким содержанием цинка и затем извле-

кать его из шлаков. При плавке огарка увеличивается переход редких эле-

ментов (In, Ge, Ti) в шлак. Отсутствие специальной переработки шлаков при-

водит к их безвозвратным потерям.

Внутренние размеры отражательных печей

(рис. 6.1): длина 28–35 м,

ширина 6–10 м, высота 4,0–4,5 м, площадь пода 180–350 м

Рис. 6.1. Схема отражательной печи

Печь состоит из фундамента, стен, подины (лещади), свода, каркаса,

устройства для загрузки шихты и выпуска продуктов плавки, а также горелок

(форсунок) для сжигания топлива. Продукты горения отводятся через газо-

ход (аптейк).

Фундамент (основание печи) изготовляют из литого шлака, бетона,

кирпича или бутового камня, заключенных в сплошную железобетонную об-

вязку. Основание фундамента заглубляют ниже уровня промерзания почвы и

ставят на прочном грунте, не имеющем выхода грунтовых вод. Верхняя часть

фундамента для удобства транспорта расплавов поднята выше нулевой от-

метки на 3–4 м.

Стены печей выкладывают из хромомагнезитового, магнезитового или

магнезитохромитового кирпича непосредственно на фундаменте. В верхней

части печи они имеют толщину 0,5–0,6 м, а у лещади 0,75–1,0 м. Срок служ-

бы стен отражательных печей в значительной степени зависит от способа за-

грузки шихты и ее качества. При плавке сырой шихты вдоль боковых стен

печи образуются устойчивые шихтовые откосы, которые защищают огне-

упорную кладку от быстрого разрушения.

6. ПЛАВКА МЕДНЫХ И НИКЕЛЕВЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ НА ШТЕЙН

6.2. Отражательная плавка медных концентратов



Металлургия тяжелых цветных металлов. Учеб. пособие

238

Стойкость стен из огнеупорного кирпича можно повысить наружными

или закладными кессонами, устанавливаемыми обычно на уровне зеркала

расплавленной ванны.

Лещадь печи покоится на фундаменте. Ее изготавливают либо навар-

ной из кварцевого песка, либо полностью из динасового кирпича в виде об-

ратной арки. Общая толщина лещади – 0,6–1,5 м.

Ответственейшим элементом конструкции отражательных печей явля-

ется свод. Он может быть арочным, подвесным и распорно-подвесным.

Динасовый арочный свод применяют лишь при небольшой ширине пе-

чи (до 6–8 м). Арку свода набирают секциями длиной 3,7–7,5 м. Секции опи-

раются на пятовые кирпичи, закрепленные в швеллерных балках с обеих сторон

печи, которые удерживаются общим каркасом. Между отдельными секциями

свода при его кладке оставляют температурные швы шириной 50–75 мм, ком-

пенсирующие тепловое расширение огнеупорных кирпичей свода.

При большой ширине печи прочность арочного свода мала и он может

разрушиться под действием собственной массы. Поэтому для широких отра-

жательных печей применяют только подвесные или распорно-подвесные

своды.

Подвесной свод делают плоским или трапециевидным. Для монтажа

свода на несущих конструкциях каркаса печи устанавливают швеллерные

балки, к которым с помощью тяг подвешивают кирпичные блоки. Подвесные

своды позволяют производить их горячие ремонты без остановки печи путем

замены прогоревших блоков.

Распорно-подвесной свод так же, как и подвесной, собирают из отдель-

ных блоков, подвешенных на металлических арках дугообразной формы. Та-

кой свод набирают отдельными дугами из хромомагнезитового и магнезито-

хромитового кирпича. Преимуществами распорно-подвесного свода являют-

ся сохранение арки из тяжелого огнеупорного кирпича при любой ширине

печи и хорошая его герметичность.

Горелки (форсунки) для сжигания топлива в количестве 4–8 штук уста-

навливают в окнах передней торцевой стены печи с наклоном 3–5 ° к ванне;

крайние горелки разворачивают к центру печи. Горелки желательно устанав-

ливать на независимых опорах, чтобы тепловое расширение печи не изменя-

ло направление факела.

Топочные газы отводятся из заднего конца печи по газоходу большого

сечения (аптейку) и направляются под котлы-утилизаторы для использования

тепла. Газы, выходящие из печи, имеют температуру 1 200–1 250 °С и выно-

сят с собой до 70 % тепла, выделяющегося при сжигании топлива. Использо-

вание тепла газов резко повышает конечный тепловой КПД отражательной

плавки и является обязательным условием экономичной работы отражатель-

ных печей.

Наиболее распространенное топливо для отражательных печей – при-

родный газ. Для повышения светимости пламени в горелках распыляют ма-

зут. Воздух для сжигания топлива подогревают до 200–400°С и обогащают

до 28–30 % кислородом. Максимальные температуры (1 500–1 550 °С) разви-

6. ПЛАВКА МЕДНЫХ И НИКЕЛЕВЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ НА ШТЕЙН

6.2. Отражательная плавка медных концентратов



Металлургия тяжелых цветных металлов. Учеб. пособие

239

ваются на расстоянии 8–10 м от передней стенки. Это плавильная зона.

В конце печи температура не превышает 1 250 °С. Тепловой КПД печи из-за

высокой температуры отходящих газов и большого их объема низкий (~30 %).

Отходящие газы содержат 0,8–1,5 % SO

. Содержание меди в штейне

колеблется от 20 до 60 % и зависит в основном от состава шихты, поскольку

регулировать состав штейна невозможно.

Шлака образуется в 1,1–1,5 раза больше, чем штейна. Состав шлака, %:

30–46 SiO

; 32–46 FeO; до 15 СаО; до 12 Al

Ниже приведены основные технико-экономические показатели отража-

тельной плавки:

Показатели Сырая шихта Огарок

Удельная производительность, т/м

· сут шихты 3–5 5–8

Расход условного топлива, % 18–22 14–16

Извлечение меди в штейн, % 95–98 93–94

Отражательная плавка имеет ряд недостатков: низкая удельная произ-

водительность; высокий расход топлива; низкий тепловой КПД; трудности

утилизации бедных серосодержащих газов; высокий расход огнеупоров.

Электроплавка отличается от других пирометаллургических процессов

источником энергии для осуществления физико-химических превращений.

Необходимая для проведения процесса температура поддерживается за счет

тепла, получаемого путем преобразования электрической энергии в тепло-

вую.

Наибольшее распространение в металлургии меди и никеля получили

рудно-термические печи

, в которых выделение тепла происходит при проте-

кании тока через слой шлака, обладающего высоким удельным сопротивле-

нием. Такие печи применяются при переработке сульфидных медно-

никелевых руд, плавке медных концентратов с повышенным содержанием

кремнезема, в процессе электротермического обеднения шлаков.

В электрических печах кусковая и необожженная шихта плавает в шла-

ке. При загрузке свежей шихты значительная доля ее погружается в расплав,

что полностью исключает применение шихты с содержанием влаги. При по-

гружении холодной влажной шихты в расплав на ней со всех сторон быстро

намерзает корочка шлака. По мере нагревания в замкнутой полости шихты

начинает испаряться вода и давление ее паров возрастает до тех пор, пока не

6. ПЛАВКА МЕДНЫХ И НИКЕЛЕВЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ НА ШТЕЙН

6.3. Электроплавка медных и медно-никелевых концентратов Особенности тепловой работы электропечи



Металлургия тяжелых цветных металлов. Учеб. пособие

240

произойдет взрыв. Особенно опасны случаи, когда неравномерно подмывае-

мый откос шихты переворачивается. По этой причине шихта перед электро-

плавкой должна быть тщательно высушена.

Однако сушкой можно ограничиться лишь в случае плавки богатых

концентратов. Поскольку десульфуризация в электрических печах мала, то

при плавке бедных концентратов получается большое количество бедных

штейнов, что в последующем сильно увеличивает нагрузку на конвертеры и

затраты на конвертирование. Поэтому концентраты перед плавкой часто под-

вергают обжигу.

Перед электроплавкой можно применять обжиг в кипящем слое, агло-

мерирующий обжиг или грануляцию с последующей сушкой и обжигом гра-

нул. В медной промышленности для подготовки шихты к плавке в электри-

ческих печах применяют только обжиг в печах КС. Обжиг в кипящем слое

относительно прост, обладает высокой производительностью, однако его

применение неизбежно сопровождается повышенными потерями металлов со

шлаками, что нежелательно.

Химизм электрической и отражательной плавок одинаков. Принципи-

альное отличие электроплавки состоит в том, что шихта в печи плавится за

счет джоулева тепла, выделяющегося при пропускании электрического тока

через шлаковый расплав. Перед плавкой сырье нуждается в сушке. Для плав-

ки медного сырья используют шестиэлектродные печи (рис. 6.2

). Электроды

самоспекающиеся диаметром 1,2 м. Внутренняя ширина печи – 5,5–8,0 м,

длина – 20–28 м, высота 4,0–5,5 м. Мощность электропечного трансформато-

ра от 32 до 60 МВт. В зависимости от мощности печи можно проплавлять до

1 500 т шихты в сутки.

Рис. 6.2. Схема шестиэлектродной рудно-термической печи

Загрузку шихты осуществляют через отверстия в своде печи. Штейн и

шлак выпускают через шпуровые отверстия, расположенные в противополож-

ных сторонах печи. Высота ванны шлака достигает 18 м, штейна – 0,6–0,8 м.

Удельная производительность электрических печей выше, чем произ-

водительность отражательных печей, и достигает 13 т/м

в сутки. Температу-

ра под сводом печи 550–600

°С, объем отходящих газов невелик. Газы со-

держат 6–8 % SO

и пригодны для переработки в сернокислотном цехе. Теп-