Kodėl antrinis varis yra svarbus
Varis yra vienas efektyviausiai perdirbamų pramoninių metalų. Jį galima pakartotinai išlydyti neprarandant esminių savybių, jis turi didelę laužo vertę, kuri palaiko surinkimą, o jo rafinavimo technologija yra nusistovėjusi. Rezultatas yra tai, kad didelė dalis vario, naudojamo gatavuose gaminiuose, šiandien gaunama iš perdirbtų medžiagų, o ne iš naujai iškasto koncentrato, o antrinė gamyba yra nusistovėjusi strypų, vielos, juostelių, vamzdžių ir liejinių tiekimo grandinės dalis.
Apdorojimo būdas visiškai priklauso nuo žaliavos. Maždaug du trečdaliai vario, atgaunamo iš -galiojimo pabaigos produktų-, yra švarios, aukštos- kokybės medžiagos, tokios kaip viela ir malūno laužas, kurį galima perlydyti ir tiesiogiai panaudoti vario ar vario lydinio gaminių gamyboje. Likusiame trečdalyje yra sumaišytų metalų, dangų, oksidų arba plastikų, o prieš grąžinant jį į rinką kaip rafinuotą varį, jis turi būti išlydytas ir rafinuotas. Šis skirstymas yra dviejų toliau aprašytų panaudojimo būdų pagrindas ir paaiškina, kodėl antrinė lydykla organizuojama atsižvelgiant į laužo kokybę, o ne į vieną fiksuotą procesą.
Laužo klasifikacija ir du panaudojimo būdai
Pirmasis būdas yra tiesioginis panaudojimas. Švarus, išrūšiuotas žinomos chemijos laužas išlydomas ir supilamas į rafinuotą varį arba vario lydinį, o vartotoją pasiekia kaip gatava medžiaga, nepraeidama elektrolizės. Tiesioginiam naudojimui tinkamos rūšys: šviesi plika viela, švarios frezos nuopjovos, šynų juosta ir sunkusis varis, gautas iš eksploatacijos nutrauktos įrangos.
Antrasis būdas yra netiesioginis panaudojimas. Užterštas, oksiduotas arba mišrios sudėties laužas pirmiausia išlydomas į anodo plokštę, o po to elektrolitiniu būdu rafinuojamas į katodinį varį, kuris daugeliu atvejų prilygsta pirminiam rafinuotam variui. Rafinavimo etapas pašalina priemaišas, kurios koncentruojasi lydymo etape, ir dėl šios priežasties netiesioginis būdas gali priimti laužą, kuris būtų netinkamas naudoti perlydymo krosnyje.
Netiesioginiu būdu procesas toliau klasifikuojamas pagal laužo rūšį: aukštos -klasės medžiaga gali būti išgryninta trumpa seka, o žemos- kokybės medžiaga reikalauja ilgesnės sekos, kai susidaro daugiau šlakų ir pašalinama daugiau priemaišų. Sąvokos vienas-etapas, du-etapas ir trys-etapai reiškia pirometalurgijos etapų skaičių prieš elektrolizę.
Vieno-etapų, dviejų-pakopų ir trijų-etapų lydymo maršrutai
Trys maršrutai skiriasi tuo, kiek reikia patobulinti prieš liejant anodą. Pasirinkimą lemia vario kiekis, laužo priemaišų spektras ir turimų krosnių talpa.
| Maršrutas | Tipiškas pašaras | Proceso seka |
|---|---|---|
| Vienas{0}}etapas | Aukštos -klasės varis, daugiau nei 98 % vario, pvz., sunkusis varis, švari šynų juosta ir elektrolitų likučiai | Įkraunama tiesiai į anodo rafinavimo krosnį, kaitinama iki anodo, tada elektrolitiniu būdu rafinuojama į katodą |
| Dviejų{0}}pakopų | Vidutinės{0}}klasės laužas, kurį reikia išlydyti ir pašalinti sierą ar priemaišas | Lydymosi krosnis į žalią varį, tada anodo rafinavimo krosnis, tada elektrolitinis rafinavimas |
| Trijų{0}}pakopų | Žemos-rūšies mišrus laužas ir vario-turinčios atliekos, kurių sudėtyje yra nuo kelių procentų vario | Lydymo krosnis į matinį arba neapdorotą varį, konverterio pūtimas, anodo rafinavimas, elektrolitinis rafinavimas |
Vieno{0}}pakopio kelias yra trumpiausias ir efektyviausias energijos suvartojimas, tačiau jam reikalingas švarus tiekimas, nes nėra tarpinio etapo, per kurį priemaišos gali būti pašalintos į šlaką. Dviejų -pakopų būdas prideda lydymo ir pūtimo etapą, kuris leidžia apdoroti oksiduotą ir iš dalies užterštą medžiagą ir gamina neapdorotą varį, kuris vėliau yra rafinuojamas. Trijų -pakopų būdas yra pats lankstiausias ir gali priimti žaliavas, kuriose yra labai mažai vario, nes lydymo krosnis varį atskiria į matinę arba neapdoroto metalo fazę, o geležį, silicio dioksidą ir dalį kitų priemaišų atmeta į šlaką.
Trijų{0}}pakopų maršrute žemos-klasės laužas ir vario-guolio likučiai išlydomi lydymo krosnyje, paprastai šachtinėje arba aukštakrosnėje arba panardinamoje -lancetinėje vonios lydymo krosnyje, siekiant didesnio našumo. Išlydytas matinis arba neapdorotas varis patenka į konverterį, kur oru arba deguonimi{5}}prisodrintas pūtimas oksiduoja sierą ir geležį, o likusios priemaišos iš dalies virsta šlaku, o iš dalies – dūmų dulkėmis. Tada paverstas varis rafinuojamas anodo krosnyje, supilamas į anodus ir siunčiamas į rezervuarą. Taikant trijų{8}}pakopų maršrutą, gaunamas didelis vario ir vertingų šalutinių-produktų atgavimas, o dūmtakio dulkių sudėtis yra gana paprasta ir todėl lengviau valoma, tačiau tai apima daugiau įrangos, daugiau degalų ir sudėtingesnės operacijos nei trumpesni maršrutai. Praktikoje daugumoje antrinių vario gamyklų derinamos dviejų{11}}pakopų ir trijų{12}}pakopų koncepcijos, kad būtų sumažintas energijos suvartojimas vienai tonai, o vertingų metalų atgaunama maksimaliai.
Rafinavimas, priemaišų kontrolė ir pagal{0}}produktai
Ugnies rafinavimas anodinėje krosnyje turi du tikslus: oksidaciją, kuri pašalina elementus, kurie yra reaktyvesni už varį, ir redukciją, kuri pašalina oksidacijos etapo likusį deguonies perteklių, kad anodas būtų sveikas ir lietųsi švariai. Oksidacijos stadija vykdoma pučiant orą arba deguonį į lydalą, o redukcijos stadijoje tradiciškai naudojamos redukuojančios dujos arba angliarūgštė, kuri įpurškiama į vonią. Kiekvieno etapo temperatūra ir galutinis taškas yra atidžiai kontroliuojami, nes per -oksidacija susidaro akytas, prastai liejantis anodas, o esant -oksidacijai, lieka priemaišų.
Po to elektrolitinio rafinavimo metu gaunamas didelio grynumo katodinis varis. Anodai suspenduojami vario sulfato ir sieros rūgšties elektrolite, o nuolatinė srovė perkelia varį iš anodo į nerūdijančio plieno arba vario katodą, o priemaišos lieka tirpale arba nusėda kaip anodo dumblas. Dumblas yra vertingas šalutinis produktas, nes jame koncentruojami taurieji metalai, o elektrolito nutekėjimo srovė yra apdorojama, kad būtų kontroliuojamas nikelio, arseno ir stibio susidarymas-. Priemaišų kontrolė rezervuare yra žingsnis, kuriuo nustatoma, ar katodas atitinka grynumo, kurio tikimasi iš rafinuoto vario.
Priemaišos, kurios sukelia daugiausiai sunkumų antriniam lydymui, yra švinas, alavas, cinkas, nikelis, stibis ir bismutas. Cinkas ir švinas yra įvairaus laipsnio lakūs ir iš dalies patenka į dūmų dulkes. Alavą, stibį ir bismutą sunku pašalinti deginant, todėl juos reikia kruopščiai sumaišyti, kad anodo cheminė medžiaga liktų lango viduje, kurį gali toleruoti rezervuaras. Štai kodėl mišinio skaičiavimas yra viena iš svarbiausių valdymo užduočių antrinėje vario gamykloje: tikslas yra išlaikyti pakankamai aukštą vario kiekį ir pakankamai mažus baudos elementus, kad anodas atitiktų specifikacijas be didelių rafinavimo išlaidų.
Energija, emisijos ir kokybės kontrolė
Energijos argumentas dėl antrinio vario yra stiprus, ir tai yra viena iš priežasčių, kodėl ši pramonė egzistuoja. Vario gamybai iš perdirbtų medžiagų reikia nedidelės energijos, sunaudojamos kasant ir lydant pirminį koncentratą, dalies, o dažniausiai cituojami skaičiai leidžia sutaupyti didžiąją dalį pirminės energijos poreikio, atitinkamai sumažinant sieros dioksido išmetimą ir susidarančių atliekų kiekį. Didžiausia nauda yra tiesioginio panaudojimo būdu, kai metalas tiesiog perlydomas, ir mažiausia trijų-pakopų trasoje, kuri vis dar apima lydymą ir konvertavimą aukštoje-temperatūroje.
Aplinkos kontrolė šiuolaikinėje antrinėje vario gamykloje apima keletą srautų:
Dūmų dujos iš lydymo ir perdirbimo krosnių atšaldomos, išvalomos dulkių surinktuvuose ir prieš išleidžiant apdorojamos, o surinktos dulkės grąžinamos į metalo regeneravimo procesą.
Plastiko ir organinės medžiagos kiekis lauže yra kontroliuojamas, nes nevisiškai sudegus organinėms medžiagoms gali susidaryti emisijos, kurių pašalinti dujų valymo sistema nėra skirta.
Šlakas granuliuojamas ir parduodamas naudoti statybose arba toliau apdorojamas, kad būtų išgautas vario likutis.
Proceso vanduo recirkuliuojamas, prieš išleidžiant apdorojamą nutekėjimo srove, kad būtų pašalinti sunkieji metalai.
Kokybės kontrolė vadovaujasi gaminiu, o ne procesu. Anodų mėginiai imami ir analizuojami, ar nėra vario ir baudos elementų, o anodo svoris ir geometrija kontroliuojami taip, kad bako korpusas veiktų stabiliu srovės efektyvumu. Viso dengimo ciklo metu imamas katodo mėginys ir tikrinama paviršiaus būklė, o gatavas katodas analizuojamas siekiant patvirtinti, kad grynumas atitinka rafinuoto vario reikalavimus. Eksporto klientams skirta dokumentacija paprastai apima kiekvienos katodo partijos analizę ir partijos tapatybę, kad būtų galima atsekti medžiagą iki anodo partijos ir ją pagaminusio laužo mišinio.
DUK
K: Kuo skiriasi tiesioginis ir netiesioginis vario laužo panaudojimas?
Tiesioginis panaudojimas perlydo švarų, aukštos kokybės{0}}laužą ir išlieja jį tiesiai į rafinuotą varį arba vario lydinį. Netiesioginis panaudojimas išlydo užterštą arba sumaišytą laužą į anodą, o vėliau jį elektrolitiniu būdu išgrynina iki katodo vario.
Kl.: ką reiškia vieno{0}}pakopų, dviejų-pakopų ir trijų{2}}pakopų lydymas?
Jie nurodo pirometalurgijos etapų skaičių prieš elektrolitinį rafinavimą. Viena-pakopa aukštos-klasės varis įkraunamas tiesiai į anodo krosnį, antroje-pakopoje pridedamas lydymas ir pūtimas, o trys-pakopai pridedama lydymo krosnis ir keitiklis prieš anodo rafinavimą.
Kl.: Kuris laužas tinkamas vienam{0}}etapui apdoroti?
Medžiaga, kurioje vario yra maždaug 98 % ar daugiau, pvz., švarus varis, šynų juosta ir aukštos kokybės likučiai su mažais baudos elementų kiekiais, nes trumpas kelias suteikia mažai galimybių atmesti priemaišas.
Kl .: Kodėl prieš elektrolizę būtinas anodo ugnies rafinavimas?
Oksidacija pašalina reaktyvesnius elementus nei varis, o redukcija pašalina per tą žingsnį likusį deguonies perteklių, todėl anodas yra patikimas, liejasi švariai ir stabiliu greičiu tirpsta rezervuare. Tai taip pat sumažina priemaišų apkrovą, pasiekiančią elektrolitą.
K: Kaip tvarkomi švinas, alavas ir stibis?
Jie daugiausia valdomi maišant įkrovą taip, kad anodo chemija išliktų tame diapazone, kurį gali apdoroti bakas, ir iš dalies oksiduojantis anodo krosnyje, kur kai kurie iš šių elementų tampa šlakais ir dūmų dulkėmis.
Kl.: Ar perdirbtas varis yra tokios pat kokybės kaip pirminis varis?
Katodas, pagamintas elektrolitiniu būdu rafinuojant antrinius anodus, atitinka tuos pačius grynumo reikalavimus, kaip ir rafinuotas varis iš pirminio koncentrato, ir jį galima pakeisti tolesniuose produktuose. Kokybė priklauso nuo lydymo ir rafinavimo sekos kontrolės, o ne nuo žaliavos kilmės.
