Процесс Манеса – Давида - Manhès–David process

Выравнивание 10 преобразователей Manhès-David Канадская медная компания, в Большой Садбери в 1913 году. Эти преобразователи улучшили штейн с 36% Ni + Cu до штейна, содержащего 80% Ni + Cu.^[1]

В Процесс Манеса – Давида это очистка процесс меди матовый, изобретенный в 1880 году французским промышленником Пьер Манес и его инженер Пол Дэвид ^{[fr ]}. Вдохновленный Бессемеровский процесс, он заключается в использовании преобразователя в окислять с воздухом нежелательные химические элементы (в основном железо и сера ) содержащийся в штейне, чтобы превратить его в медь.

Количество окисляемых элементов, а также низкий тепло, выделяемое в результате химических реакций, приводят к кардинальным доработкам преобразователя. Манес и Дэвид сконструировали его в виде горизонтального цилиндра с соплами, выровненными от одного конца до другого. Спустя несколько лет американские инженеры Уильям Х. Пирс и Элиас Антон Каппелен Смит облицовали его основными огнеупорными материалами, намного более прочными, чем те, которые использовали французские изобретатели. Хотя это усовершенствование не меняет принципов процесса, оно облегчает его широкое использование, ускоряя перевод производства меди из Великобритании в Соединенные Штаты.

В начале 21 века Преобразователи Пирса-Смита ^{[fr ]} очищает 90% медных штейнов и используется в 60% никель извлечен. Этот преобразователь, как добавление чистого кислорода, автоматизация работы, обработка дыма и увеличение размеров инструментов, обеспечили долговечность процесса Манеса – Давида, даже если современные инструменты мало связаны со своими предками.

Конвертирование в медной металлургии

Преобразователи от Inspiration Consolidated Copper Company в 1972 году. Второй преобразователь - вертикального типа. Выходящее из него зеленое пламя характерно для горения сульфида железа (II) (FeS).

Смесь меди и железа сульфиды упоминается как матовый обрабатывается в конвертерах для окисления железа на первой стадии и окисления меди на второй стадии. На первом этапе воздух, обогащенный кислородом, продувается через фурмы для частичного превращения сульфидов металлов в оксиды:

FeS + O₂ → FeO + SO₂

CuS + O₂ → CuO + SO₂

Поскольку железо имеет большее сродство к кислороду, полученный оксид меди вступает в реакцию с оставшимся сульфидом железа:

CuO + FeS → CuS + FeO

Основная масса оксида меди снова превращается в сульфид. Чтобы отделить полученный оксид железа, поток (в основном кремнезем) добавляется в конвертер. Кремнезем реагирует с оксидом железа, образуя свет. шлак фаза, которая сливается через колпак при наклоне преобразователя вокруг оси вращения:

2 FeO + SiO₂ → Fe₂SiO₄ (иногда обозначается как 2FeO • SiO₂, фаялит )

После того, как первая порция шлака слита с конвертера, добавляется новая порция штейна, и операция конвертирования повторяется много раз, пока конвертер не будет заполнен очищенным сульфидом меди. Конвертерный шлак обычно возвращается на стадию плавки из-за высокого содержания меди в этом побочном продукте. Конвертерный газ содержит более 10% диоксида серы, который обычно улавливается для производства серная кислота.

Вторая стадия конверсии направлена ​​на окисление фазы сульфида меди (очищенной на первой стадии) и дает черновая медь. В конвертере происходит следующая реакция:

CuS + O₂ → Cu + SO₂

Содержание меди в полученной черновой меди обычно составляет более 95%. Черновая медь - это конечный продукт переработки.

Рекомендации

1. Коулман, Артур Филимон (1913). Никелевая промышленность; с особым акцентом на регион Садбери, Онтарио. Правительственное бюро печати Оттавы. С. 143–144.