ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория процессов очистки и гранулирование меди из "Производство минеральных солей" Сырьем для производства медного купороса башенным способом служи серная кислота и. металлическая медь. [c.107] Серная кислота должна удовлетворять требованиям ГОСТ 2184- 43 (см, стр. 16.). [c.107] Металлическую медь употребляют в виде 1) сортного лома и отходов меди и 2) нз . окачественного лома и отходов меди. [c.107] Для этого загрязненную медь расплавляют в пламенных печах и окисляют кислородом воздуха, содержащимся в печных газах. Большая часть примесей при этом окисляется и удаляется в виде шлака с поверхности расплавленной меди, а медь получается более чистой. Процесс очистки металла окислением входящих в него примесей кислородом воздуха при высокой температуре называется окислительной очисткой или рафинированием. [c.108] Окислительная очистка меди состоит из двух основных операций а) окисления примесей и б) отделения окислившихся примесей от чистого металла в виде шлака или в виде паров. Процесс окислительной очистки меди весьма сложен. Он состоит из нескольких стадий нагрева, плавления, окисления и ктения . [c.108] Нагрев. Загружаемая в печь в виде проволоки, стружки или спрессованная в брикеты загрязненная медь имеет большую поверхность. При нагреве выше 185° медь начинает окисляться кислородом, и на ее поверхности очень быстро образуется тонкая окисная пленка. Вступая в химическое соединение с кислородом, медь способна образовать два окисла закись меди uaO вишнево-красного цвета и окись меди СиО коричневато-черного цвета. При нагревании меди в слабо окислительной среде, т. е. при небольшом избытке воздуха в печных газах, на поверхности образуется пленка, состоящая только из закиси меди. [c.108] Сплавы меди, например алюминиевая бронза, латунь (сплав меди с цинком), более устойчивы к воздействию кис.порода воздуха, и поверхность их окисляется при более высокой температуре, чем поверхность чистой меди. [c.109] Таким образом, поверхность меди при нагревании окисляется кислородом воздуха, причем окислы меди образуются еще до момента расплавления металла. Некоторые примеси (в случае, если они содержатся в загруженной меди), например цинк, мышьяк, сурьма, также в значительной части удаляются еще до расплавления меди. Цинк испаряется, а мышьяк и сурьма окис.пяют-ся в трехокиси Аз Од, ЗЬзОз, которые также улетучиваются. [c.109] Роль закиси меди в дальнейшем процессе очистки исключительно велика, так как с ее помощью происходит окисление примесей. Закись меди плавится при 1235°. До температуры 1200° на поверхности расплавленной меди образуется твердая закись меди, которая растворяется в меди и быстро разносится по всей ее массе, чему способствует и перемешивание. [c.109] Если при окислении жидкой меди образуется больше закиси меди, чем может раствориться при данной температуре, то при температуре ниже 1200° избыточная закись меди будет находиться на поверхности расплавленной меди в виде твердой пленки, а при температуре выше 1200°—в виде жидкой пленки. Как только в расплавленной меди накопится достаточное количество растворенной закиси меди, она начинает отдавать свой кислород примесям. [c.109] Аналогично окисляются и другие примеси. На место израсходованной закиси меди в расплазлеиную медь переходит с ее поверхности вновь образовавшаяся закись меди, и окисление примесей продолжается. [c.110] Таким образом, закись меди, находится в круговороте и является переносчиком кислорода, с помощью которого происходит окисление примесей и очистка меди. Поэтому важнейшим условием успешной очистки загрязненно11 меди является наличие в расплавленной меди достаточного количества растворенной закиси меди. Это достигается путем поддержания в печи окислительного пламени и снятия с поверхности меди шлака, чтобы медь могла свободно окисляться. [c.110] Примеси имеют различное сродство к кислороду, и те, у которых это сродство больше, должны окисляться в первою очередь. На основании этого можно было Сы предположить след ЮШ Ю последовательность окисления примесей алюминий, кремний, марганец, цинк, олово, железо, никель, мышьяк, сурьма, свинец. Однако практически такая последовательность не наблюдается. На самом деле, нельзя отметить такой переходный момент, до которого бы происходило окисление одной примеси, а после него окисление другой. Обычно окисляются сразу все примеси, но чем больше сродство примеси к кислороду, тем в большей степени эта примесь окисляется. Порядок окисления примесей на практике не оправдывается еще и потому, что примеси других металлов и закись меди нерав1Юмерно распределены в расплавленной меди. Закиси меди больше вблизи погерхности, и поэтому в этих местах окисление примесей идет быстрее. При перемешивании меди ускоряется окисление примесей в нижних слоях и процесс становится более равномерным. [c.110] После окисления примесей их нужно отделить от расплавленной меди. Этот процесс облегчается тем, что большинство окислившихся примесей не растворяется в жидкой меди и, будучи более легкими (удельный вес окислов меньше удельного веса меди), всплывают на поверхность металла. [c.110] В процессе очистки, несмотря на большой расход закиси меди на окисление и ошлакование примесей, содержание ее в расплавленной меди растет. Это очень важно для полноты очистки меди от примесей и для последующего гранулирования меди. [c.111] Шлаки играют очень значительную роль в процессе окислительной очистки меди. Их основное назначение отделить примеси от расплавленного металла и вывести их из печи. Свойства шлаков (вязкость, температура плавления) зависят от их химического состава. От характера шлаков зависит степень очистки меди, производительность печи и срок ее службы. [c.111] По химическому составу различают основные и кислые шлаки. В основных шлаках содержится больше основных окислов (окись кальция, магния, железа), чем кислых (окись кремния, титана), а в кислых—наоборот. На рис. 35 показаны типы шлаковых корок, образуемых кислыми и основными шлаками. [c.111] Вернуться к основной статье