1. Entwodiksyon
Fizyon kwiv pirometalurgik la rete wout dominan pou pwodiksyon kwiv rafine prensipal la, ki reprezante plis pase 80% nan kapasite mondyal la. Pwosesis la konvèti konsantre silfid kwiv (sitou kalkopirit, CuFeS₂) an kwiv katod ki gen gwo pite (≥99.99% Cu) atravè yon seri operasyon metaliji nan tanperati ki wo. Atik sa a detaye ògani entegre prensipal la ki gen ladan fizyon rapid, konvèsyon, rafinman anod, ak rafinman elektwolitik.
2. Preparasyon ak melanj konsantre
Konsantre kwiv yo (25-35% Cu) rive nan veso an gwo epi yo estoke yo nan pil ki kouvri. Kontni imidite a tipikman 8-12% epi li dwe redwi a ≤0.3% lè l sèvi avèk fou rotary oswa secheuz kabann fluidize pou anpeche eksplozyon ak konsomasyon enèji twòp nan fonn an aval.
Konsantre sèch la melanje ak flux (kwatz, kalkè), revert, ak salop konvètisè nan pwopòsyon kontwole avèk presizyon. Plant modèn yo itilize alimentatè disk otomatik ak sistèm selil chaj ki rive nan yon presizyon melanj nan ±0.5%.
3. Fizyon rapid
Fizyon rapid se teknoloji ki pi avanse pou trete konsantre silfid kwiv, reprezante globalman pa founo rapid Outotec (kounye a Metso) ak founo oksijèn anba ki devlope pa Lachin.
3.1 Prensip Pwosesis la
Yo enjekte konsantre sèk la nan yon kouran lè cho, rich an oksijèn (konsantrasyon oksijèn 75-90%) nan 850-950°C. Reyaksyon yo (siye, oksidasyon, fòmasyon salop ak mat) fini nan 3-5 segonn, avèk operasyon ototèmik ki kenbe chalè reyaksyon an. Reyaksyon kle yo enkli: 4CuFeS₂ + 9O₂ → 4CuS + 2Fe₂O₃ + 8SO₂ 2FeS + 3O₂ + 2SiO₂ → 2FeO·SiO₂ + 2SO₂
3.2 Ekipman kle yo
- Pwi reyaksyon: 11-14 m wotè, 7-9 m dyamèt, aliyen ak brik mayezit-kwòm kalite siperyè ak jakèt dlo kwiv.
- Dekantatè ak arbr absòpsyon: separasyon mat (65-75% Cu) ak salop pa gravite.
- Chofaj chalè periyòd: rekipere chalè sansib ki soti nan gaz ki soti nan apeprè 550°C pou pwodui vapè.
- Rapò oksijèn-a-konsantre: 1.15-1.25 Nm³ O₂/t konsantre sèk
- Tanperati aks reyaksyon: 1250-1300 °C
- Tanperati mat: 1180-1220 °C
- Rapò Fe/SiO₂ salop: 1.1-1.4, kwiv nan salop ≤0.6%
3.3 Paramèt Kontwòl Kritik yo
Kapasite founo flash yon sèl fwa rive nan 4000-5500 t/j konsantre ak efikasite tèmik >98% ak prèske 100% kaptire SO₂.
4. Konvèti
Yo transfere ma a atravè lesiv oswa louch chofe elektrikman nan konvètisè Peirce-Smith oswa founo konvèsyon kontinyèl.
4.1 Etap Fòmasyon Salop
Yo soufle lè rich ak oksijèn (25-35% O₂) pou okside silfid fè. Yo retire ekreme salop ki gen 2-8% Cu epi yo retounen li nan fonn rapid.
4.2 Etap fabrikasyon kwiv la
Soufle kontinyèlman okside Cu₂S an kwiv anfle (98.5-99.3% Cu) nan 1180-1230°C.
5. Rafinaj dife founo anod
Yo chaje kwiv anpoul nan founo anod estasyonè oswa ankadre 50-500 t pou rafinman oksidasyon-rediksyon.
5.1 Etap Oksidasyon
Lans lè oswa oksijèn retire Fe, Ni, As, Sb, ak Bi ki rete yo kòm salop k ap flote.
5.2 Etap Rediksyon
Yo itilize gaz natirèl, dyezèl, oubyen poto an bwa pou diminye oksijèn nan rive nan 150-300 ppm. Yo moule kwiv rafine a nan anod 300-450 kg (Cu ≥99.0%).
6. Rafinaj elektwolitik
Yo mete anod yo nan selil elektwolitik avèk plon oswa Titàn kòm katod nan elektwolit CuSO₄-H₂SO₄.
6.1 Kondisyon Operasyon
- Dansite kouran: 220-320 A/m²
- Vòltaj selilè: 0.22-0.32 V
- Tanperati elektwolit: 60-65 °C
- Cu²⁺: 40-55 g/L, gratis H₂SO₄: 150-220 g/L
6.2 Reyaksyon elektwochimik
Disolisyon anod: Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ Eleman ki pi nòb yo (Au, Ag, Se, Te) ale nan labou anod la; eleman ki mwens nòb yo antre nan solisyon an. Depozisyon katod la bay ≥99.993% Cu, sa satisfè spesifikasyon LME Klas A yo.
7. Tretman Gaz Degaje ak Kontwòl Anviwònman
Gaz ki rich an SO₂ ki soti nan founo flash, konvètisè, ak founo anod yo refwadi, retire pousyè, epi trete nan izin asid doub kontak pou rive nan yon rekiperasyon souf >99.8%. Gaz ke SO₂ la byen anba 100 mg/Nm³. Asenik, mèki, ak lòt metal lou yo retire atravè pwosesis espesyalize.
8. Konklizyon
Pirometaluji kwiv kontanporen an rive nan yon gwo kontinwite, automatisation, ak pèfòmans anviwònman. Dyagram entegre pou fizyon rapid-konvèsyon kontinyèl-rafinaj anod-elektrorafinaj bay yon rekiperasyon kwiv jeneral >98.5% ak yon konsomasyon enèji espesifik 280-320 kgce/t katod, ki reprezante referans klas mondyal. Devlopman kontinyèl nan anrichisman oksijèn, teknoloji fabrikasyon kwiv kontinyèl, ak kontwòl pwosesis dijital pral plis fè pwogrè nan efikasite ak dirabilite.
Dat piblikasyon: 22 Desanm 2025