1. அறிமுகம்
முதன்மை சுத்திகரிக்கப்பட்ட செம்பு உற்பத்தியில் பைரோமெட்டலர்ஜிக்கல் செம்பு உருக்குதல் ஆதிக்கம் செலுத்தும் வழியாக உள்ளது, இது உலகளாவிய திறனில் 80% க்கும் அதிகமாக உள்ளது. இந்த செயல்முறை செப்பு சல்பைட் செறிவுகளை (முதன்மையாக சால்கோபைரைட், CuFeS₂) உயர்-தூய்மை கத்தோட் செம்பாக (≥99.99% Cu) உயர்-வெப்பநிலை உலோகவியல் செயல்பாடுகளின் மூலம் மாற்றுகிறது. ஃபிளாஷ் உருக்குதல், மாற்றுதல், அனோட் சுத்திகரிப்பு மற்றும் மின்னாற்பகுப்பு சுத்திகரிப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்ட பிரதான ஒருங்கிணைந்த பாய்வுத் தாளை இந்தக் கட்டுரை விவரிக்கிறது.
2. அடர் திரவம் தயாரித்தல் மற்றும் கலத்தல்
செப்பு அடர்வுகள் (25-35% கியூ) மொத்த பாத்திரங்கள் மூலம் வந்து மூடப்பட்ட இருப்புகளில் சேமிக்கப்படுகின்றன. ஈரப்பதம் பொதுவாக 8-12% ஆகும், மேலும் கீழ்நிலை உருக்கலில் வெடிப்புகள் மற்றும் அதிகப்படியான ஆற்றல் நுகர்வு ஆகியவற்றைத் தடுக்க சுழலும் சூளைகள் அல்லது திரவப்படுத்தப்பட்ட படுக்கை உலர்த்திகளைப் பயன்படுத்தி ≤0.3% ஆகக் குறைக்கப்பட வேண்டும்.
உலர்ந்த அடர் திரவம், குவார்ட்ஸ், சுண்ணாம்புக்கல், மாற்றி கசடு மற்றும் மாற்றி கசடு ஆகியவற்றுடன் துல்லியமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட விகிதாச்சாரத்தில் கலக்கப்படுகிறது. நவீன ஆலைகள் தானியங்கி வட்டு ஊட்டிகள் மற்றும் சுமை செல் அமைப்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றன, அவை ±0.5% க்குள் கலப்பு துல்லியத்தை அடைகின்றன.
3. ஃபிளாஷ் ஸ்மெல்டிங்
ஃப்ளாஷ் ஸ்மெல்டிங் என்பது செப்பு சல்பைடு செறிவுகளைச் சுத்திகரிப்பதற்கான மிகவும் மேம்பட்ட தொழில்நுட்பமாகும், இது உலகளவில் அவுட்டோடெக் (இப்போது மெட்சோ) ஃபிளாஷ் உலைகள் மற்றும் சீனாவால் உருவாக்கப்பட்ட ஆக்ஸிஜன் அடிமட்டத்தில் ஊதப்பட்ட உலைகளால் பிரதிநிதித்துவப்படுத்தப்படுகிறது.
3.1 செயல்முறை கொள்கை
உலர் அடர்வு 850-950°C வெப்பநிலையில் சூடான, ஆக்ஸிஜன் நிறைந்த காற்றோட்டத்தில் (ஆக்ஸிஜன் செறிவு 75-90%) செலுத்தப்படுகிறது. எதிர்வினைகள் (உலர்த்துதல், ஆக்சிஜனேற்றம், கசடு மற்றும் மேட் உருவாக்கம்) 3-5 வினாடிகளில் நிறைவடைகின்றன, எதிர்வினை வெப்பத்தைத் தக்கவைக்கும் தன்னியக்க செயல்பாடுடன். முக்கிய எதிர்வினைகள் பின்வருமாறு: 4CuFeS₂ + 9O₂ → 4CuS + 2Fe₂O₃ + 8SO₂ 2FeS + 3O₂ + 2SiO₂ → 2FeO·SiO₂ + 2SO₂
3.2 முக்கிய உபகரணங்கள்
- வினைத் தண்டு: 11-14 மீ உயரம், 7-9 மீ விட்டம், உயர் தர மேக்னசைட்-குரோம் செங்கல் மற்றும் செம்பு நீர் ஜாக்கெட்டுகளால் வரிசையாக உள்ளது.
- செட்லர் மற்றும் அப்டேக் ஷாஃப்ட்: மேட் (65-75% கியூ) மற்றும் ஸ்லாக் ஆகியவற்றின் ஈர்ப்பு விசைப் பிரிப்பு.
- கழிவு வெப்ப கொதிகலன்: நீராவி உற்பத்திக்காக ~550°C வாயுவிலிருந்து வெப்பத்தை மீட்டெடுக்கிறது.
- ஆக்ஸிஜன்-செறிவு விகிதம்: 1.15-1.25 Nm³ O₂/t உலர் செறிவு
- எதிர்வினை தண்டு வெப்பநிலை: 1250-1300°C
- மேட் வெப்பநிலை: 1180-1220°C
- கசடு Fe/SiO₂ விகிதம்: 1.1-1.4, கசடுகளில் தாமிரம் ≤0.6%
3.3 முக்கியமான கட்டுப்பாட்டு அளவுருக்கள்
ஒற்றை ஃபிளாஷ் உலை திறன் 4000-5500 டன்/டி செறிவை அடைகிறது, வெப்பத் திறன் >98% மற்றும் கிட்டத்தட்ட 100% SO₂ பிடிப்புடன்.
4. மாற்றுதல்
மேட் மின்சாரம் மூலம் சூடாக்கப்பட்ட சலவை இயந்திரங்கள் அல்லது கரண்டிகள் வழியாக பியர்ஸ்-ஸ்மித் மாற்றிகள் அல்லது தொடர்ச்சியான மாற்றும் உலைகளுக்கு மாற்றப்படுகிறது.
4.1 கசடு உருவாக்கும் நிலை
ஆக்ஸிஜன் செறிவூட்டப்பட்ட காற்று (25-35% O₂) இரும்பு சல்பைடை ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்ய வீசப்படுகிறது. 2-8% Cu கொண்ட கசடு நீக்கப்பட்டு, ஃபிளாஷ் உருக்கலுக்குத் திரும்புகிறது.
4.2 தாமிரம் தயாரிக்கும் நிலை
தொடர்ந்து ஊதுவதால் 1180-1230°C வெப்பநிலையில் Cu₂S ஆக்சிஜனேற்றம் அடைந்து கொப்புள தாமிரமாக (98.5-99.3% Cu) மாறுகிறது.
5. அனோட் உலை தீ சுத்திகரிப்பு
ஆக்சிஜனேற்றம்-குறைப்பு சுத்திகரிப்புக்காக கொப்புள தாமிரம் 50-500 டன் நிலையான அல்லது சாய்க்கும் அனோட் உலைகளில் சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது.
5.1 ஆக்சிஜனேற்ற நிலை
காற்று அல்லது ஆக்ஸிஜன் ஈட்டிகள் எஞ்சியிருக்கும் Fe, Ni, As, Sb மற்றும் Bi ஆகியவற்றை மிதக்கும் கசடாக நீக்குகின்றன.
5.2 குறைப்பு நிலை
இயற்கை எரிவாயு, டீசல் அல்லது மரக் கம்பங்களைப் பயன்படுத்தி ஆக்ஸிஜன் 150-300 பிபிஎம் ஆகக் குறைக்கப்படுகிறது. சுத்திகரிக்கப்பட்ட செம்பு 300-450 கிலோ அனோட்களில் (Cu ≥99.0%) வார்க்கப்படுகிறது.
6. மின்னாற்பகுப்பு சுத்திகரிப்பு
CuSO₄-H₂SO₄ எலக்ட்ரோலைட்டில் கேத்தோடுகளாக ஈயம் அல்லது டைட்டானியம் தாய் வெற்றிடங்களைக் கொண்ட மின்னாற்பகுப்பு செல்களில் அனோடுகள் வைக்கப்படுகின்றன.
6.1 இயக்க நிலைமைகள்
- மின்னோட்ட அடர்த்தி: 220-320 A/m²
- செல் மின்னழுத்தம்: 0.22-0.32 V
- எலக்ட்ரோலைட் வெப்பநிலை: 60-65°C
- Cu²⁺: 40-55 g/L, இலவச H₂SO₄: 150-220 g/L
6.2 மின்வேதியியல் எதிர்வினைகள்
அனோட் கரைதல்: Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ அதிக உன்னத தனிமங்கள் (Au, Ag, Se, Te) அனோட் சேறுக்கு மாறுகின்றன; குறைந்த உன்னத தனிமங்கள் கரைசலில் நுழைகின்றன. கத்தோட் படிவு ≥99.993% Cu ஐ LME கிரேடு A விவரக்குறிப்புகளை பூர்த்தி செய்கிறது.
7. வாயு வெளியேற்ற சிகிச்சை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் கட்டுப்பாடு
ஃபிளாஷ் ஃபர்னஸ், மாற்றிகள் மற்றும் அனோட் ஃபர்னஸ்களில் இருந்து SO₂ நிறைந்த வாயுக்கள் குளிர்விக்கப்பட்டு, தூசி நீக்கப்பட்டு, இரட்டை-தொடர்பு அமில ஆலைகளில் பதப்படுத்தப்படுகின்றன, அவை 99.8% க்கும் அதிகமான கந்தக மீட்சியை அடைகின்றன. வால் வாயு SO₂ 100 mg/Nm³ க்கும் குறைவாக உள்ளது. ஆர்சனிக், பாதரசம் மற்றும் பிற கன உலோகங்கள் சிறப்பு செயல்முறைகள் மூலம் அகற்றப்படுகின்றன.
8. முடிவுரை
தற்கால செப்பு பைரோமெட்டலர்ஜி உயர் தொடர்ச்சி, ஆட்டோமேஷன் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் செயல்திறனை அடைந்துள்ளது. ஒருங்கிணைந்த ஃபிளாஷ் ஸ்மெல்டிங்-தொடர்ச்சியான மாற்றும்-அனோட் சுத்திகரிப்பு-எலக்ட்ரோஃபினைனிங் ஃப்ளோஷீட்கள் ஒட்டுமொத்த செப்பு மீட்பு >98.5% மற்றும் 280-320 கிலோகிராம்/டி கேத்தோடின் குறிப்பிட்ட ஆற்றல் நுகர்வை வழங்குகின்றன, இது உலகத் தரம் வாய்ந்த அளவுகோல்களைக் குறிக்கிறது. ஆக்ஸிஜன் செறிவூட்டல், தொடர்ச்சியான செம்பு தயாரிக்கும் தொழில்நுட்பங்கள் மற்றும் டிஜிட்டல் செயல்முறை கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றில் நடந்து வரும் முன்னேற்றங்கள் செயல்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மையை மேலும் மேம்படுத்தும்.
இடுகை நேரம்: டிசம்பர்-22-2025