TOP8 Impianto di fusione del rame

  Forno di fusione di oro e rame del Congo

  Descrizione dell'uso dell'attrezzatura:​

  Il forno di fusione del rame è un tipo di attrezzatura chiave utilizzata nel processo di fusione del rame. Viene riscaldato dall'energia elettrica per fondere la carica contenente rame in rame grezzo, matte di rame o altri prodotti di rame nel forno.

  Principio di funzionamento:

  Il principio di funzionamento del forno elettrico per la fusione del rame si basa sull'effetto del riscaldamento elettrico. Quando la corrente passa attraverso l'elettrodo, si crea un arco tra l'elettrodo e la carica, e l'alta temperatura dell'arco fa fondere la carica. Allo stesso tempo, la resistenza della carica genera anche calore, che facilita ulteriormente il processo di fusione. ‌ Nel processo di fusione, l'elemento rame nella carica reagisce con altri componenti per formare rame grezzo, matte, scorie e altri prodotti.

  Alta efficienza:

  1. La fusione del rame in forno elettrico ha le caratteristiche di un alto tasso di utilizzo del calore, può fondere rapidamente la carica.
  2. Protezione ambientale: rispetto ai metodi tradizionali di fusione del rame, la quantità di fumo della fusione del rame in forno elettrico è piccola e la temperatura del fumo è bassa, il che favorisce la protezione ambientale.
  3. Flessibilità: la fusione del rame in forno elettrico può gestire una varietà di cariche contenenti rame, tra cui cariche refrattarie, minerali ossidati, minerali solfuri, scorie contenenti rame, fanghi di rame, ecc...

  Descrizione del processo del prodotto:

  1. Preparazione della materia prima: ‌ Innanzitutto, preparare la carica contenente rame, di solito concentrato di rame. Questi concentrati devono essere preparati prima della raffinazione, come l'essiccazione, la pellettatura, ecc., per garantire che il contenuto di umidità del materiale del forno sia moderato, ‌ per evitare incidenti come il ribaltamento nel processo di fusione ‌
  2. Ingredienti e aggiunta di flusso: ‌ Il concentrato di rame preparato viene miscelato con una quantità appropriata di flusso, la funzione del flusso è quella di promuovere la reazione chimica della carica nel processo di fusione e la separazione delle impurità
  3. Riscaldamento e fusione del forno elettrico: la carica preparata viene aggiunta al forno elettrico termico minerale, l'arco elettrico e il calore di resistenza vengono generati attraverso l'elettrodo, in modo che la carica venga fusa sotto l'azione del riscaldamento elettrico. Nel bagno fuso, la carica completerà varie reazioni chimiche per produrre matte di rame, scorie e altri prodotti;
  4. Separazione delle impurità: Nel processo di fusione, controllando la temperatura e aggiungendo sostanze chimiche, varie impurità (come arsenico, ferro, zolfo, ecc.) nel bagno di rame galleggiano sulla superficie del bagno di rame liquido e lo scaricano in modo appropriato per purificare il rame liquido;
  5. Raffreddamento e colata: dopo la separazione delle impurità, il rame grezzo liquido o lo zolfo di rame ottenuto viene raffreddato, ‌ e poi colato nel lingotto di rame o nel blocco di rame richiesto. ‌

  Composizione dell'attrezzatura:

  1. Corpo del forno;

  2. Rivestimento del forno;

  3. Coperchio del forno di raffreddamento ad acqua;

  4. Sistema di sollevamento degli elettrodi;

  5. Sistema idraulico;

  6. Sistema a rete corta;

  7. Serbatoio dell'acqua e distributore d'acqua;

  8. Stampo in rame;

  9. Trasformatore del forno elettrico;

  10. Quadro elettrico ad alta tensione;

  11. Sistema di controllo del forno elettrico.

Componenti chiave dell'attrezzatura

1. Corpo del forno: Rivestito con materiali refrattari ad alta temperatura (ad esempio, mattoni di magnesio-cromo, allumina) per resistere alla corrosione da scorie/matte fusa e shock termico. Ha una bocca di carico, un foro di colata delle scorie (livello superiore) e un foro di colata della matte (livello inferiore).
2. Sistema di alimentazione del combustibile/ossigeno: Fornisce combustibile (coke, gas naturale) e aria arricchita di ossigeno (fondamentale per la fusione a lampo/a bagno) per mantenere le temperature di reazione e l'efficienza di ossidazione.
3. Sistema di trattamento dei gas di scarico: Cattura i gas di scarico ricchi di SO₂ (un sottoprodotto della fusione dei solfuri) tramite cicloni, precipitatori elettrostatici e impianti di acido (convertendo SO₂ in acido solforico). Obbligatorio per la conformità ambientale.
4. Sistema di movimentazione dei materiali: Include nastri trasportatori per le materie prime, alimentatori per un carico preciso e sistemi di colata per scorie/matte (spesso con siviera o scarico continuo).
5. Sistema di controllo e monitoraggio: Traccia in tempo reale la temperatura, la pressione, il contenuto di ossigeno e la composizione della matte/scoria. Automatizza il carico, il flusso di ossigeno e la colata per ottimizzare le condizioni di fusione e ridurre gli errori umani.

Vantaggi dei moderni forni di fusione del rame

• Alta efficienza: Il riscaldamento automatico tramite combustione dei solfuri riduce la domanda di combustibile del 30%–50% rispetto agli altiforni.
• Rispetto per l'ambiente: Il tasso di cattura di SO₂ supera il 95% (contro <70% per gli altiforni), riducendo al minimo l'inquinamento atmosferico; i sottoprodotti dell'acido solforico creano un valore economico aggiuntivo.
• Alto tasso di recupero: Il recupero del rame dai concentrati raggiunge il 97%–99%, riducendo lo spreco di risorse preziose.
• Flessibilità: Adattabile a diverse materie prime, dai concentrati di alta qualità ai rottami misti, supportando le pratiche dell'economia circolare.

Principi di funzionamento fondamentali

1. Preparazione della materia prima: I minerali/concentrati di rame vengono frantumati, macinati e miscelati con flussi (ad esempio, silice, calcare) e combustibili/agenti riducenti (ad esempio, coke, gas naturale). I flussi abbassano il punto di fusione della ganga (impurità di silicato) per formare scorie, mentre gli agenti riducenti convertono gli ossidi di rame in rame elementare.
2. Fusione ad alta temperatura: La carica mista viene alimentata nel forno e riscaldata allo stato fuso. Si verificano reazioni chimiche:
   • Ossidazione: I minerali solfuri (ad esempio, calcopirite, CuFeS₂) reagiscono con l'ossigeno per formare solfuro di rame (Cu₂S), ossido di ferro (FeO) e anidride solforosa (SO₂).
   • Separazione di fase: Il solfuro di rame fuso si combina con altri solfuri metallici per formare matte (una lega densa di Cu₂S e FeS, con un contenuto di rame dal 30% al 70%), mentre la ganga e il flusso formano scorie (silicati) a bassa densità, che galleggiano sulla matte per la separazione.
3. Conversione e raffinazione iniziale: La matte viene ulteriormente lavorata (ad esempio, in un convertitore) per rimuovere ferro e zolfo, producendo rame blister (purezza dal 98% al 99,5%). Il rame blister subisce quindi la raffinazione a fuoco o l'elettrolisi per raggiungere il rame puro (dal 99,95% al 99,999%).