Explicación detallada del flujo del proceso del cobre.

Fundición pirometalúrgica

El refinado por fuego es el principal método de producción de cobre en la actualidad y representa entre el 80% y el 90% de la producción de cobre, principalmente para el tratamiento de minerales sulfurados. Las ventajas de la fundición pirometalúrgica de cobre son la gran adaptabilidad de las materias primas, el bajo consumo de energía, la alta eficiencia y la alta tasa de recuperación de metales. La fundición de cobre por fuego se puede dividir en dos categorías: una son los procesos tradicionales, como la fundición en alto horno, la fundición en horno de reverbero y la fundición en horno eléctrico. El segundo son los procesos de fortalecimiento modernos, como la fundición en hornos instantáneos y la fundición en piscinas fundidas.

Debido a los importantes problemas energéticos y ambientales a nivel mundial desde mediados del siglo XX, la energía se ha vuelto cada vez más escasa, las regulaciones de protección ambiental se han vuelto cada vez más estrictas y los costos laborales han aumentado gradualmente. Esto ha llevado al rápido desarrollo de la tecnología de fundición de cobre desde la década de 1980, lo que obligó a reemplazar los métodos tradicionales por nuevos métodos de fortalecimiento, y los métodos de fundición tradicionales se han ido eliminando gradualmente. Posteriormente, surgieron tecnologías avanzadas como la fundición instantánea y la fundición en piscina fundida, siendo el avance más importante la aplicación generalizada de oxígeno u oxígeno enriquecido. Después de décadas de esfuerzo, la fundición instantánea y la fundición en piscina fundida básicamente han reemplazado los procesos pirometalúrgicos tradicionales.

1. Flujo del proceso de fundición por fuego

El proceso pirometalúrgico incluye principalmente cuatro pasos principales: fundición de mata, soplado de mata de cobre (mate), refinación pirometalúrgica de cobre crudo y refinación electrolítica de cobre anódico.

Fundición de azufre (mate concentrado de cobre): Utiliza principalmente concentrado de cobre para realizar la fundición de mata, con el objetivo de oxidar algo de hierro en el concentrado de cobre, eliminar escorias y producir mata con alto contenido de cobre.

Soplado de mata (cobre crudo mate): Oxidación adicional y escoriación de la mata para eliminar el hierro y el azufre, produciendo cobre crudo.

Refinación por fuego (cobre ánodo de cobre crudo): el cobre crudo se elimina aún más de las impurezas mediante oxidación y escoria para producir cobre ánodo.

Refinación electrolítica (cobre ánodo, cobre cátodo): Al introducir corriente continua, el cobre anódico se disuelve y el cobre puro precipita en el cátodo. Las impurezas ingresan al lodo anódico o al electrolito, logrando así la separación del cobre y las impurezas y produciendo cobre catódico.

2. Clasificación de procesos pirometalúrgicos

(1) Fundición flash

La fundición instantánea incluye tres tipos: horno instantáneo Inco, horno instantáneo Outokumpu y fundición instantánea ConTop. La fundición instantánea es un método de fundición que utiliza plenamente la enorme superficie activa de materiales finamente molidos para fortalecer el proceso de reacción de fundición. Después del secado profundo del concentrado, se pulveriza en la torre de reacción con aire enriquecido con oxígeno junto con el fundente. Las partículas del concentrado se suspenden en el espacio durante 1 a 3 segundos y rápidamente sufren una reacción de oxidación de minerales de sulfuro con un flujo de aire oxidante de alta temperatura, liberando una gran cantidad de calor, completando la reacción de fundición, que es el proceso de producción de mata. Los productos de la reacción caen al tanque de sedimentación del horno flash para su sedimentación, separando aún más la mata de cobre y la escoria. Este método se utiliza principalmente para la fundición mate de minerales de sulfuro como cobre y níquel.

La fundición instantánea comenzó a producirse a finales de la década de 1950 y se ha promovido y aplicado en más de 40 empresas debido a importantes logros en la conservación de energía y la protección del medio ambiente a través de la mejora continua. Esta tecnología de proceso tiene las ventajas de una gran capacidad de producción, un bajo consumo de energía y una baja contaminación. La capacidad máxima de producción de mineral de cobre de un solo sistema puede alcanzar más de 400.000 t/a, lo que es adecuado para fábricas con una escala de más de 200.000 t/a. Sin embargo, se requiere que las materias primas se sequen profundamente hasta un contenido de humedad inferior al 0,3%, un tamaño de partícula del concentrado inferior a 1 mm y las impurezas como plomo y zinc en las materias primas no deben exceder el 6%. Las desventajas del proceso son equipos complejos, alta tasa de humo y polvo y un alto contenido de cobre en la escoria, que requiere un tratamiento de dilución.

2) Derretimiento del charco fundido

La fundición en piscina de fusión incluye el método de fundición de cobre Tenente, el método Mitsubishi, el método Osmet, el método de fundición de cobre Vanukov, el método de fundición Isa, el método Noranda, el método de convertidor rotatorio de soplado superior (TBRC), el método de fundición de cobre plata y el cobre Shuikoushan. método de fundición y método de fundición rica en oxígeno por soplado desde el fondo Dongying. La fundición en piscina fundida es el proceso de agregar concentrado fino de sulfuro a la masa fundida mientras se sopla aire u oxígeno industrial en la masa fundida y se fortalece el proceso de fundición en una piscina fundida fuertemente agitada. Debido a la presión ejercida por el aire que sopla sobre el baño fundido, las burbujas se elevan a través del baño, provocando que la "columna de fusión" se mueva, proporcionando así un aporte significativo a la masa fundida. Sus tipos de hornos incluyen horizontal, vertical, rotativo o fijo, y existen tres tipos de métodos de soplado: soplado lateral, soplado superior y soplado inferior.

La fusión en piscinas se aplicó en la industria en los años 1970. Debido a los buenos efectos de transferencia de calor y masa en el proceso de fusión del baño fundido, el proceso metalúrgico se puede fortalecer en gran medida, logrando el objetivo de mejorar la productividad del equipo y reducir el consumo de energía en el proceso de fundición. Además, los requisitos para los materiales del horno no son elevados. Son adecuados varios tipos de concentrados, secos, húmedos, grandes y en polvo. El horno tiene un volumen pequeño, baja pérdida de calor y buena conservación de energía y protección ambiental. Especialmente, la tasa de humo y polvo es significativamente menor que la de la fundición instantánea.