3.3.3. Получение медных штейнов из концентратов

Цель плавки на штейн - отделение серни­стых соединений меди и железа от содержащихся в руде примесей, присутствующих в ней в виде окисленных соединений. Процесс осуществляется при высокой температуре 1550^оС, что приводит к плавлению материалов и образованию жидкотекучих штейна и шлака.

По мере нагревания шихты начинаются реакции частичного восстановления высших окислов железа и меди, окисления серы и шлакообразования. Например,

Сульфид меди расплавляясь формирует штейн.

Штейн в застывшем виде - это сплав сульфидов, главным обра­зом меди и железа (обычно 80 - 90 %) и сульфидов цинка, свинца, никеля. Они хорошо растворяют в себе золото и серебро, и, поэтому, почти полностью концентрируются в штейне.

Одним из способов переработки медных концентратов является плавка в отражательных печах с получением штейна, шлака и газов. Отражательные печи (рис. 8) обычно бывают длиной 35 - 40, шириной 7 - 10 и высотой 3,5 - 4,5 м. Стены и под выкладывают из динасового или магнезитового кирпича.

Отражательные печи отапливают мазутом, угольной пылью или газом, вдувая топливо форсунками (4 - 10 шт.) (5) через окна, имею­щиеся в торце печи. Максимальная температура в головной части печи 1550 °С, в хвостовой части обычно 1250 - 1300 °С. Шихту в эти печи загружают через отверстия в своде (1), расположенные вдоль печи у боковых стенок. При загрузке шихта ложится откосами вдоль стен, предохраняя кладку от прямого воздействия шлаков и газов.

Рис. 8. Отражательная печь для плавки медных концентратов:

1 - загрузочные отверстия; 2 - окно для слива шлака; 3 - дымоход; 4 - шпуровые отверстия для выпуска штейна; 5 — отверстия для топливных форсунок

Штейн, имеющий плотность ~ 5 г/см³, собирается на поду печи, шлак образует второй верхний жидкий слой (плотность ~ 3,5 г/см³); его выпускают по мере накопления через шлаковое окно (2), располо­женное в хвостовой части печи. Отверстия для выпуска штейна (обычно два) (4) находятся в одной из боковых стенок печи. Выпуск штейна про­изводят по мере его образования и потребности в нем последую­щего конвертерного передела.

Штейны содержат 23 -28 % S, 16 - 60 % Си и 50 - 15 % Fe. Со­став шлаков изменяется в широких пределах, но главными его состав­ляющими всегда являются кремнезем (45 - 30 %) и закись железа (25 - 45 %).