كوره‌ی دمشی برای ذوب ورق مس
در این مقاله قصد داریم در رابطه با متداول ترین روش های ذوب ورق مس که در نهایت به رول مس و فروش مس می شود صحبت کنیم.
استفاده گسترده از روش مختلف جهت ایجاد كاني پرعيار شده برای ورق مس موجب پایین آمدن استفاده از کوره های دمشي یا بلند شده است، اما در حال حاضر بسیاری از كارخانه‌ها مخصوصا در آفریقا و ژاپن از آن بهره می برند و به تولیدات مس مانند رول مس می پردازند که در فروش مس می تواند تاثیر بسزایی داشته باشد.
كوره‌ی دمشی دستگاهي است كه به طور مداوم كار مي‌كند و در آن بار سرد از يك تنوره‌ي عمودي، هم‌زمان با صعود گازهاي گرم (حاصل از سوختن كك و سولفيدهاي موجود در بار با هوايي كه از نزديك كف كوره بدان دميده مي‌شود) پايين مي‌آيد.
نتيجه‌ي اين عمل خشك‌شدن، گرمايش و ذوب بسيار موثر بار، هم‌زمان با نزول آن براي تشكيل مات و سرباره در كف كوره است.
ذوب مواد سولفيدي مس در كوره‌ي دمشي توسط كلوخه‌هايي از كك متالورژي (كه از تخريب زغال‌سنگ قيري بدست مي‌آيد) و مقدار آن به 10-5% شارژ مي‌رسد. كك به عنوان قسمتي از سوخت مورد نياز بوده و از طرفي باعث ايجاد قابليت نفوذ و نگهداري بار مي‌شود.
دیگر مواد تشكيل دهنده‌ي بار نيز بايد كلوخه‌اي باشند تا گازهاي داغ بتوانند از ميان فضاهاي موجود در بار بالا روند. بنابراين، مواد حاوي مس بايد از تكه‌هاي درشت سنگ معدن يا كاني پرعيار شده‌اي كه هم‌جوشي شده ،تشكيل شده باشند.
محصولات كوره‌ي دمشي سرباره و مات مذاب است كه پس از جمع‌آوري به تناوب خارج مي‌شوند.
گرماي لازم براي ذوب توسط احتراق كك و گوگرد توليد مي‌شود. مي‌توان جهت تامين گرماي اضافي براي فرآيند، سوخت‌هاي مايع (مازوت) يا گازي (گاز طبيعي) را از طريق زنبورك‌ها به كوره تزريق كرد.
كوره‌ی شعله‌ای برای ذوب ورق مس
كوره‌ي شعله‌اي در حقيقت كوره‌اي اجاقي است كه در آن بار جامد شامل كاني پرعيار شده، كلسين (ماده تشويه شده) و روان‌سازهاي همراه با سرباره‌ي حاوي مس برگشتي از كنورتر و گرد و غبار، تا 1200 يا 1250 درجه سانتيگراد توسط گازهاي احتراقي داغ كه در سرتاسر حمام در حركت‌اند، گرما مي‌بيند.
اين كوره شامل يك اجاق است كه توسط مواد ديرگداز (معمولاً منيزيت يا كروم – منيزيت) آسترشده و سقف آن از نوع قوس‌دار ثابت (سيليسي) يا آويزان (منيزيتي) است. كوره‌ي شعله‌اي توسط سوختن پودر زغال، سوخت نفتي يا گاز طبيعي در يك انتها گرم مي‌شود و گازهاي داغي را به وجود مي‌آورد كه در سرتاسر كوره حركت كرده و بار را ذوب مي‌كنند.
محصولات كوره‌ي شعله‌اي عبارتند از سرباره‌ي مذاب كه جدا مي‌شود و مات مذاب كه براي اكسيد شدن و تبديل به مس حفره‌دار يا بليستر به كنورتر فرستاده مي‌شود. مات و سرباره در كوره جمع و جداگانه از آن خارج مي‌شوند.
كوره‌ي شعله‌اي دو اشكال اساسي دارد: يكي اين‌كه در مقايسه با ساير واحدهاي ذوب‌كننده انرژي قابل ملاحظه‌اي مصرف مي‌كند (به شكل سوخت‌هاي هيدروكربني) و ديگر اين‌كه حجم زيادي از گازهاي احتراقي توليد مي‌كند كه داراي اندكي SO2 هستند.
جداسازي موثر SO2 از گازها با چنين غلظت كمي مشكل است و بنابراين كوره‌هاي شعله‌اي باعث بروز مسائلي در زمينه‌ي آلودگي هوا مي‌شوند. به همين دليل فرآيند شعله‌اي در آينده بتدريج توسط روش‌هاي ذوب ديگر نظير روش‌هاي ذوب تشعشعي، الكتريكي يا پيوسته جايگزين خواهد شد.
پيشنهاد ممكن ديگر بازيابي هيدرومتالورژيكي مستقيم مس از كاني‌هاي پرعيار شده‌ي سولفيدي است اما اين روش هنوز در مراحل تحقيقاتي و تاسيس واحدهاي پيشاهنگ قرار دارد.
کوره‌ی الکتریکی برای ذوب ورق مس
ذوب در کوره‌ی الکتریکی مشابه ذوب در کوره‌ی شعله‌ای است، با این تفاوت که هیچ‌گونه سوخت خارجی به‌کار برده نمی‌شود. گرمای لازم جهت ذوب، ناشی از مقاومت سرباره است در برابر عبور جریان با آمپر بالا بین الکترودهای کربنی سنگینی که در سرباره فروبرده شده‌اند. استفاده از کوره‌ی الکتریکی مقرون به صرفه است، زیرا مقدار گرمایی که توسط گازها خصوصاً 2 SO خارج می‌شود، نسبتاً کم است. به هر حال، انرژی الکتریکی گران است و استفاده از کوره‌ی الکتریکی تنها به مناطقی که برق فراوان و نسبتاً ارزان باشد، محدود می‌شود.
کوره‌ی الکتریکی دارای مزایای کنترل و تنظیم‌پذیری دماست و چون فاقد محصولات احتراق است، کنترل شرایط اکسایش در آن به خوبی انجام می‌شود. این دو عامل باعث کنترل عالی خواص سرباره نظیر غلظت منیتیت و ویسکوزیته می‌شود و در نتیجه اتلاف مس در سرباره‌های مرحله‌ی ذوب کاهش می‌یابد.
کوره‌ی تشعشعی
تمامی کوره‌های دمشی، شعله‌ای و الکتریکی، مقدار قابل توجهی سوخت هیدروکربنی یا انرژی الکتریکی جهت ذوب مصرف می‌کنند در حالی‌که می‌توان انرژی قابل ملاحظه‌ای از اکسایش بار سولفیدی آن‌ها به‌دست آورد. به عبارت دیگر، ذوب در کوره‌های تشعشعی باعث استفاده‌ی قابل ملاحظه‌ای از انرژی احتراق سولفیدها توسط اکسید کردن قسمتی از بار سولفیدی و استفاده از گرمای آزاد شده برای ذوب بار و سرباره می‌شود.
مزایای اساسی فرآیندهای کوره‌ی تشعشعی عبارت است از: نیاز اندک به سوخت هیدروکربنی و سهولت حذف SO2 از گازهای خروجی این کوره‌ها. تنها عیب این کوره، اتلاف نسبتاً بالای مس در سرباره و گردوغبار خروجی از دودکش است اما مقدار بیشتر این مس بازیابی می‌شود.
