ВЫТВОРЧАСЦЬ МЕДЗІ

§ 28. Медныя руды

  У самародным стане медзь сустракаецца рэдка. Найбольш распаўсюджанымі рудамі медзі з'яўляюцца руды, якія змяшчаюць сульфіды CuS і Cu₂S; напрыклад, медны калчадан, які змяшчае халькапірыт CuS x FeS, медны бляск, які змяшчае халькозін Cu₂S. З сульфідных руд атрымліваюць каля 80% медзі. Менш распаўсюджаны руды, якія змяшчаюць кіслародныя злучэнні Cu₂O і рэдка сустракаюцца руды з вуглякіслымі злучэннямі CuCO₃ x Cu(OH)₂. Утрыманне медзі ў рудах мала і складае 1 - 3%. Акрамя медзі, руды ўтрымоўваюць невялікую колькасць цынку, свінцу, нікеля і іншых металаў і шмат пірыту FeS₂.
  Пустая парода руд складаецца з пяшчаніку, вапняка, гліны ці іх сумесяў.
  Медзь з руд часцей за ўсё здабываецца пирометаллургическим спосабам і радзей - гідраметалургічным, якія ўжываюцца пры перапрацоўцы здробненых бедных руд метадам вылугавання.

§ 29. Піраметалургічны спосаб атрымання медзі

  Атрыманне медзі піраметалургічным спосабам складаецца з узбагачэння, абпалу, плаўкі на штэйн, прадзьмуху ў канвертары, рафінавання.
  Узбагачэнне медных руд вырабляецца метадам флатацыі. Руда здрабняецца драбненнем і размолам да зерняў памерам 0,05 - 0,5 мм. Пры аддзяленні часціц, якія змяшчаюць медзь, ад часціц пустой пароды выкарыстоўваецца розная змочвальнасць іх вадой. Часціцы, якія змяшчаюць медзь, дрэнна змочваюцца вадой, а часціцы пустой пароды, наадварот, добра змочваюцца. Праз сумесь, якая складаецца з здробненай руды, рэагентаў, воды і пенаўтваральных рэчываў, у флатацыйных машынах прадзьмухваюць паветра. Пры гэтым утворацца бурбалкі, да якіх прыліпаюць несмачиваемые вадой часціцы, багатыя меддзю. Апошнія разам з бурбалкамі ўсплываюць на паверхню вады ў выглядзе пены. Часціцы пустой пароды, змочвальныя вадой, абложваюцца на дно ванны. Такім чынам, атрымліваецца медны канцэнтрат, які змяшчае 10 – 35% медзі.
  Медныя руды, а таксама канцэнтраты, якія змяшчаюць вялікія колькасці серы, падвяргаюцца абпалу. З мэтай памяншэння ўтрымання серы абпал вырабляецца ў вертыкальных шматподавых печах, а таксама ў печах з кіпячым пластом. Больш дасканалым з'яўляецца абпал у кіпячым пласце.

 На мал. 11.14 прыведзена схема адпаведнай печы. Шыхтовые матэрыялы - канцэнтрат, вапняк і кварц транспарцёрам 4 падводзяцца да бункера 3 і з яго праз дазатар 2 паступаюць на пад 1 і далей пад уздзеяннем бруй паветра з паветранай скрынкі 7 бесперапынна падкідваюцца ўверх і ў гарачай камеры 5 падтрымліваюцца ва ўзважаным, пс. Пласт часціц кіпіць і кожнай часціцы забяспечваецца найлепшы кантакт з газамі. З камеры газы затым паступаюць у пылаўлоўнік 6. У камеры за кошт цяпла хімічных рэакцый падтрымліваецца тэмпература ў 600 - 700' З. Жалеза і сера акісляюцца. У выніку абпалу атрымліваецца прадукт - агарак, які выкарыстоўваецца для атрымання медзі. Якія адыходзяць газы ўлоўліваюцца, чысцяцца ад пылу і выкарыстоўваюцца ў вытворчасці сернай кіслаты.
  Пасля абпалу руда і медны канцэнтрат падвяргаюцца плаўленні на штэйн, які ўяўляе сабой сплаў, які змяшчае ў асноўным сульфіды медзі і жалеза (Cu₂S і FeS). Штэйн змяшчае 20 - 50% медзі, 20 - 40% жалеза, 22 - 25% серы, каля 8% кіслароду і прымешкі нікеля, цынку, свінцу, золата і срэбра. Часцей за ўсё плаўленне вырабляецца ў палымяных адбівальных печах (мал. 11.15). Даўжыня печаў да 40 м, шырыня 6 - 9 м. У печ загружаецца звыш 100 т руды. Тэмпература ў печы ў зоне плаўлення дасягае 1450' С. Печ футэравана дынасавай цэглай. З бункера 1, размешчанага на ваганетцы, праз варонкі 2 у печ загружаюцца руда 4 і флюс на пад 5. Паліва спальваецца ў топцы 6; газы з печы выдаляюцца праз комін 7. Які атрымліваецца ў выніку плаўленні штэйн выпускаецца праз лятку 8. У печы падтрымліваецца слабоокислительная атмасфера.

 Атрыманне чарнавой медзі ажыццяўляецца прадзьмухам штэйнаў у канвертарах. Часцей за ўсё для гэтага выкарыстоўваюць буйныя гарызантальныя канвертары ёмістасцю да 10 - 120 т і больш (мал. II.16). Канвертар складаецца з кажуха 6, дна 1, футэраваны магнезітавай цэглай. Заліванне канвертара вадкім штэйнам, а таксама выпуск гатовага металу і дзындры вырабляюцца праз гарлавіну 3. Флюсы (пясок) уводзяцца прынадай 2. Дуцце падаецца праз фурмы 4 пад ціскам у 0,75 - 1,25 атм (75 - 125 кН/м²) ад паветраразмеркавальнай трубы 5. Канвертар на катках 8, усталяваных на пастаменце 9, можа з дапамогай прывада 7 паварочвацца вакол гарызантальнай восі. Цяпло ў канвертары атрымліваецца без падачы паліва за кошт хімічных рэакцый. Тэмпература ў канвертары дасягае 1200 - 1300 С. Пры гэтым адбываецца акісленне сульфіду жалеза за кошт кіслароду паветра.

 Атрыманая чарнавая медзь, утрымоўвальная 0,5 - 1,5% прымешак (золата, срэбра, свінец, сурма і інш.), разліваецца на чушкі ці пры наяўнасці міксера ў вадкім выглядзе паступае на рафінаванне (ачыстку).
  Агнявое рафінаванне вырабляецца ў палымяных адбівальных печах ёмістасцю да 250 т, ацяпляных мазутам ці пылападобным палівам. Рафінаванне складаецца ў акісленні прымешак, мелых большае падабенства да кіслароду, чым медзь, кіслародам паветра, які па жалезнай трубцы падаецца непасрэдна ў метал пад ціскам у 1,5 - 2 ат (150 - 200 кн/м²). Акісляныя вокіслы PbO, ZnO, Sb₂O₃ і інш. шлакуюцца або знікаюць. Золата і срэбра застаюцца растворанымі ў медзі. Пасля запампоўкі дзындры вырабляецца ўзнаўленне медзі «дражненнем». У метал уводзяць волкія, а затым сухія драўляныя бярвёны і імі змешваюць вадкую медзь. Газы, якія вылучаюцца з дрэва, аднаўляюць медзь і спрыяюць выдаленню сярністага газу. Аднаўленне медзі абвугленай драўнінай ідзе па рэакцыі
Cu₂O + С = 2Cu + СО;
Cu₂O + СО = 2Cu + СО₂.
  Атрыманую медзь разліваюць на зліткі або анодныя пласціны для электролізу. Пасля агнявога рафінавання медзь утрымоўвае не больш за 0,3 - 0,5% прымешак.

 Электралітычнае рафінаванне забяспечвае атрыманне медзі больш высокай чысціні і дазваляе здабываць золата, срэбра, селен, тэлур і іншыя прымешкі. Працэс вядзецца ў электролізных ваннах 1 (мал. II.17), вырабляных з дрэва з абліцоўваннем усярэдзіне лістоў свінцу 2, асфальтам, бакелітам або метлахскімі пліткамі, усталёўваных на ізалявальных падстаўках 3. У ванну ў якасці электраліта 5 заліваюць раствор меднага купарвасу ў сернай кіслаце. На анодную шыну 7 наважваюць пласціны з чарнавой або рафінаванай агнявым спосабам медзі вагай 200 - 250 кг, таўшчынёй 40 - 50 мм, на катодную шыну 8 - тонкія (таўшчынёй 0,6 мм) лісты электралітычнай медзі. Падчас прапусканні сталага току сілай 10 000 - 15 000 а пры напрузе 0,3 у анодныя пласціны раствараюцца і чыстая медзь адкладаецца на катодных пласцінах. За 10 - 12 дзён на катоднай пласціне адкладаецца каля 100 кг медзі. Выдатак электраэнергіі складае 250 – 300 квт/ч на 1 т (0,9 – 11 МДж/кг) медзі. Каштоўныя металы (золата, срэбра і інш.) абсоўваюцца на дно разам са шламам А Шлам выпускаецца праз адтуліну 6, адкуль яны здабываюцца пры дапамозе адмысловай апрацоўкі. Катодную медзь пераплаўляюць і разліваюць на зліткі. Медзь выпускаецца пяці марак: М0, М1, М2, МЗ і М4. Медзь маркі М0 змяшчае 99,95% медзі, а медзь М4 – 99,0%. МЗ і М4. Медзь маркі М0 змяшчае 99,95% медзі, а медзь М4 – 99,0%. МЗ і М4. Медзь маркі М0 змяшчае 99,95% медзі, а медзь М4 – 99,0%.