2=2FeO · SiO 2 + 2SO 2 (1.65)
Процес конвертування ведуть при температурі 1200-1250 о С. При більш низьких температурах реакція шлакообразованія протікає повільно. Це може призвести до насичення розплаву магнетитом, оскільки при низьких температурах отримує розвиток реакція:
FeO + O 2=2Fe 3 O 4 (1.66)
При цьому виділяється велика кількість тепла. Реакційна маса розігрівається до температури порядку 1 250 о С і реакція ошлаковиванія оксиду заліза з утворенням фаяліта отримує великий розвиток.
При високих температурах накопичився магнетит також буде реагувати з сульфідом заліза по реакції:
3Fe 3 O 4 + FeS + 5SiO 2=5 (2FeO · SiO) 2 + SO 2 (1.67)
У першому періоді відбувається також окислення сульфідів міді по реакції:
Cu 2 S + 3O 2=2Cu 2 O + 2SO 2 (1.68)
Однак утворений оксид міді відразу ж реагує з сульфідом заліза, знову перетворюючись на сульфід:
Cu 2 O + FeS=Cu 2 S + FeO (1.69)
Тому фактично окислення сульфідів міді в першому періоді конвертації не спостерігається.
Ведення процесу при більш високих температурах недоцільно, оскільки веде до швидкого руйнування футеровки конвертора.
Перший період конвертації носить циклічний характер. Кожен цикл складається з операцій заливки рідкого штейну, завантаження кварцового флюсу і холодних присадок, продувки розплаву повітрям і зливу конверторного шлаку. Тривалість одного циклу залежить від складу вихідного штейну і становить 30 - 50 хвилин.
Після кожного продування в конвертері залишається збагачена міддю сульфідна маса. Зміст міді в масі поступово зростає до граничної величини, що відповідає фактично складом чистої полусерністой міді (Cu 2 S).
Тривалість першого періоду визначається вмістом міді в штейн, а також кількістю повітря, що подається в конвертер, яке залежить від числа фурм і стану конвертора. При переробці багатого Штейн (35-45% Cu) перший період триває 6-8 годин, при переробці бідного штейну (менше 20-25% Cu) - 16-24 годин.
На окислення 1 кг cульфіда заліза (FeS) в штейн потрібно близько 2 м 3 повітря.
Час, що витрачається на дуття, становить 70-80% від тривалості першого періоду. Решту часу витрачається на злив шлаку і завантаження конвертора.
Після закінчення першого періоду і зливу останньої порції шлаку в конвертері залишається майже чиста полусерністая мідь Cu 2 S, звана білим Штейном або білим Маттом. Зміст міді в білому штейні коливається в межах 70 - 80%.
Зміст міді у зливних конверторних шлаках становить порядку 1,5-2,5%. Зміст інших компонентів в шлаку коливається в межах,%: SiO 2 - 21-23; FeO - 57-61; CaO - 0,8-1,0; Al 2 O 3 - 6,5-9,0; S - 1,5-2,1.
З домішок, що потрапляють в конвертер, слід згадати благородні метали, цинк і нікель.
Благородні метали практично повністю концентруються в штейн.
Цинк потрапляє в конвертер у вигляді сульфіду ZnS разом зі Штейном при переробці цінксодержащіх шихти. Основна маса цинку в конвертері окислюється до оксиду ZnO, який частково переходить в шлак, а частково покидає конвертор з газами.
Нікель, присутній в конвертері в незначних кількостях, практично повністю залишається в білому штейні.
Другий період конвертації полягає в переробці білого штейну на чорнову мідь. Білий штейн також продувають повітрям. Процес є безперервним і триває близько 2-3 годин. Під час продувки білого штейну в конвертері протікають дві основні реакції. Реакція окислення сульфіду міді киснем повітря до оксиду
Cu 2 S + 3O 2=2Cu 2 O + 2SO 2 (1.70)
і взаємодія оксиду міді з іншою масою сульфіду міді
Cu 2 O + Cu 2 S=6Сu + SO 2 (1.71)
Сумарна реакція процесу може бути записана у вигляді:
Cu 2 S + O 2=2Сu + SO 2 (1.72)
Для конвертування мідних штейн використовують горизонтальні конвертери. Принципова схема пристрою конвертера приведено малюнку 1.22.
Конвертер являє собою залізний зварений кожух з торцевими днищами, футерованих зсередини хромомагнезитового цеглою. Поблизу торцевих днищ на корпусі закріплені опорні бандажі. Поряд з одним з них встановлено зубчастий вінець. Обертання конвертера здійснюється за допомогою електродвигуна, з'єднаного через редуктор із зубчастим колесом.
Все обслуговування конверт...
