مقالات

متداول‌ترین روش‌های ذوب ورق مس

By مرداد ۱۹, ۱۳۹۷ No Comments
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (هنوز امتیازی داده نشده)
Loading...

کوره‌ی 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 کانی پرعیار شده برای ورق مس موجب پایین آمدن استفاده از کوره های دمشی یا بلند شده است، اما در حال حاضر بسیاری از کارخانه‌ها 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.

کوره‌ی دمشی دستگاهی است که به طور مداوم کار می‌کند و در آن بار سرد از یک تنوره‌ی عمودی، هم‌زمان با صعود گازهای گرم (حاصل از سوختن کک و سولفیدهای موجود در بار با هوایی که از نزدیک کف کوره بدان دمیده می‌شود) پایین می‌آید.

نتیجه‌ی این عمل خشک‌شدن، گرمایش و ذوب بسیار موثر بار، هم‌زمان با نزول آن برای تشکیل مات و سرباره در کف کوره است.

ذوب مواد سولفیدی مس در کوره‌ی دمشی توسط کلوخه‌هایی از کک متالورژی (که از تخریب زغال‌سنگ قیری بدست می‌آید) و مقدار آن به ۱۰-۵% شارژ می‌رسد. کک به عنوان قسمتی از سوخت مورد نیاز بوده و از طرفی باعث ایجاد قابلیت نفوذ و نگهداری بار می‌شود.

دیگر مواد تشکیل دهنده‌ی بار نیز باید کلوخه‌ای باشند تا گازهای داغ بتوانند از میان فضاهای موجود در بار بالا روند. بنابراین، مواد حاوی مس باید از تکه‌های درشت سنگ معدن یا کانی پرعیار شده‌ای که هم‌جوشی شده ،تشکیل شده باشند.

محصولات کوره‌ی دمشی سرباره و مات مذاب است که پس از جمع‌آوری به تناوب خارج می‌شوند.

گرمای لازم برای ذوب توسط احتراق کک و گوگرد تولید می‌شود. می‌توان جهت تامین گرمای اضافی برای فرآیند، سوخت‌های مایع (مازوت) یا گازی (گاز طبیعی) را از طریق زنبورک‌ها به کوره تزریق کرد.

کوره‌ی شعله‌ای برای ذوب ورق مس

کوره‌ی شعله‌ای در حقیقت کوره‌ای اجاقی است که در آن بار جامد شامل کانی پرعیار شده، کلسین (ماده تشویه شده) و روان‌سازهای همراه با سرباره‌ی حاوی مس برگشتی از کنورتر و گرد و غبار، تا ۱۲۰۰ یا ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد توسط گازهای احتراقی داغ که در سرتاسر حمام در حرکت‌اند، گرما می‌بیند.

این کوره شامل یک اجاق است که توسط مواد دیرگداز (معمولاً منیزیت یا کروم – منیزیت) آسترشده و سقف آن از نوع قوس‌دار ثابت (سیلیسی) یا آویزان (منیزیتی) است. کوره‌ی شعله‌ای توسط سوختن پودر زغال، سوخت نفتی یا گاز طبیعی در یک انتها گرم می‌شود و گازهای داغی را به وجود می‌آورد که در سرتاسر کوره حرکت کرده و بار را ذوب می‌کنند.

کوره‌ی شعله‌ای برای ذوب ورق مسمحصولات کوره‌ی شعله‌ای عبارتند از سرباره‌ی مذاب که جدا می‌شود و مات مذاب که برای اکسید شدن و تبدیل به مس حفره‌دار یا بلیستر به کنورتر فرستاده می‌شود. مات و سرباره در کوره جمع و جداگانه از آن خارج می‌شوند.

کوره‌ی شعله‌ای دو اشکال اساسی دارد: یکی این‌که در مقایسه با سایر واحدهای ذوب‌کننده انرژی قابل ملاحظه‌ای مصرف می‌کند (به شکل سوخت‌های هیدروکربنی) و دیگر این‌که حجم زیادی از گازهای احتراقی تولید می‌کند که دارای اندکی SO2 هستند.

جداسازی موثر SO2 از گازها با چنین غلظت کمی مشکل است و بنابراین کوره‌های شعله‌ای باعث بروز مسائلی در زمینه‌ی آلودگی هوا می‌شوند. به همین دلیل فرآیند شعله‌ای در آینده بتدریج توسط روش‌های ذوب دیگر نظیر روش‌های ذوب تشعشعی، الکتریکی یا پیوسته جایگزین خواهد شد.

پیشنهاد ممکن دیگر بازیابی هیدرومتالورژیکی مستقیم مس از کانی‌های پرعیار شده‌ی سولفیدی است اما این روش هنوز در مراحل تحقیقاتی و تاسیس واحدهای پیشاهنگ 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 ۲ 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.