أعلى 8 معدات أفران صهر النحاس

  فرن صهر الذهب والنحاس في الكونغو

  وصف استخدام المعدات:​

  فرن صهر النحاس هو نوع من المعدات الرئيسية المستخدمة في عملية صهر النحاس. يتم تسخينه بالطاقة الكهربائية لصهر الشحنة الحاملة للنحاس إلى نحاس خام أو مادة غير لامعة من النحاس أو منتجات نحاسية أخرى في الفرن.

  مبدأ العمل:

  يعتمد مبدأ عمل الفرن الكهربائي لصهر النحاس على تأثير التسخين الكهربائي. عندما يمر التيار عبر القطب الكهربائي، يكون هناك قوس كهربائي بين القطب الكهربائي والشحنة، وتجعل درجة الحرارة المرتفعة للقوس الشحنة تذوب. في الوقت نفسه، تولد مقاومة الشحنة أيضًا حرارة، مما يسهل عملية الصهر. ‌ في عملية الصهر، يتفاعل عنصر النحاس الموجود في الشحنة مع المكونات الأخرى لتكوين نحاس خام، ومادة غير لامعة، وخبث، ومنتجات أخرى.

  كفاءة عالية:

  1. يتميز صهر النحاس بالفرن الكهربائي بخصائص معدل استخدام الحرارة المرتفع، ويمكنه إذابة الشحنة بسرعة.
  2. حماية البيئة: بالمقارنة مع طرق صهر النحاس التقليدية، فإن كمية الدخان الناتجة عن صهر النحاس في الفرن الكهربائي صغيرة ودرجة حرارة الدخان منخفضة، مما يساهم في حماية البيئة.
  3. المرونة: يمكن لصهر النحاس بالفرن الكهربائي التعامل مع مجموعة متنوعة من الشحنات الحاملة للنحاس، بما في ذلك الشحنات المقاومة للحرارة، وخام الأكسيد، وخام الكبريتيد، ونفايات النحاس، وطين النحاس، وما إلى ذلك...

  وصف عملية المنتج:

  1. تحضير المواد الخام: ‌ أولاً، قم بإعداد الشحنة التي تحتوي على النحاس، وعادة ما يكون مركزات النحاس. تحتاج هذه المركزات إلى التحضير قبل التكرير، مثل التجفيف والتحبيب، وما إلى ذلك، لضمان أن محتوى الرطوبة في مادة الفرن معتدل، ‌ لتجنب الحوادث مثل الانقلاب في عملية الصهر ‌
  2. إضافة المكونات والتدفق: ‌ يتم خلط مركزات النحاس المحضرة بكمية مناسبة من التدفق، وتتمثل وظيفة التدفق في تعزيز التفاعل الكيميائي للشحنة في عملية الذوبان وفصل الشوائب
  3. تسخين الفرن الكهربائي والذوبان: تضاف الشحنة المحضرة إلى الفرن الكهربائي الحراري المعدني، ويتولد القوس الكهربائي والحرارة المقاومة من خلال القطب الكهربائي، بحيث تذوب الشحنة تحت تأثير التسخين الكهربائي. في البركة المنصهرة، ستكمل الشحنة تفاعلات كيميائية مختلفة لإنتاج مادة غير لامعة من النحاس، وخبث، ومنتجات أخرى؛
  4. فصل الشوائب: في عملية الذوبان، من خلال التحكم في درجة الحرارة وإضافة المواد الكيميائية، تطفو الشوائب المختلفة (مثل الزرنيخ والحديد والكبريت وما إلى ذلك) في بركة النحاس السائل على سطح بركة النحاس السائل، وتفريغها بطريقة مناسبة لتنقية سائل النحاس؛
  5. التبريد والصب: بعد فصل الشوائب، يتم تبريد سائل النحاس الخام أو كبريت النحاس الذي تم الحصول عليه، ‌ ثم يتم صبه في سبيكة نحاسية أو سبيكة نحاسية مطلوبة. ‌

  تكوين المعدات:

  1. جسم الفرن؛

  2. بطانة الفرن؛

  3. غطاء الفرن المبرد بالماء؛

  4. نظام رفع القطب الكهربائي؛

  5. النظام الهيدروليكي؛

  6. نظام الشبكة القصيرة؛

  7. خزان المياه وموزع المياه؛

  8. قالب النحاس؛

  9. محول الفرن الكهربائي؛

  10. خزانة مفاتيح الجهد العالي؛

  11. نظام التحكم في الفرن الكهربائي.

المكونات الرئيسية للمعدات

1. جسم الفرن: مبطن بمواد حرارية عالية الحرارة (مثل طوب أكسيد المغنيسيوم والكروم والألومينا) لتحمل التآكل من الخبث/المادة غير اللامعة المنصهرة والصدمات الحرارية. يحتوي على منفذ شحن، وصنبور خبث (المستوى العلوي)، وصنبور مادة غير لامعة (المستوى السفلي).
2. نظام إمداد الوقود/الأكسجين: يوفر الوقود (الكوك، الغاز الطبيعي) والهواء الغني بالأكسجين (هام لصهر الوميض/الحمام) للحفاظ على درجات حرارة التفاعل وكفاءة الأكسدة.
3. نظام معالجة الغازات المنبعثة: يلتقط الغازات المنبعثة الغنية بثاني أكسيد الكبريت (منتج ثانوي لصهر الكبريتيد) عبر الأعاصير، وأجهزة الترسيب الكهروستاتيكية، ومصانع الأحماض (تحويل ثاني أكسيد الكبريت إلى حمض الكبريتيك). إلزامي للامتثال البيئي.
4. نظام مناولة المواد: يتضمن ناقلات للمواد الخام، ومغذيات للشحن الدقيق، وأنظمة التنصت على الخبث/المادة غير اللامعة (غالبًا ما تكون مزودة بمغارف أو تفريغ مستمر).
5. نظام التحكم والمراقبة: يتتبع في الوقت الفعلي درجة الحرارة والضغط ومحتوى الأكسجين وتركيب المادة غير اللامعة/الخبث. يعمل على أتمتة الشحن وتدفق الأكسجين والتنصت لتحسين ظروف الصهر وتقليل الخطأ البشري.

مزايا أفران صهر النحاس الحديثة

• كفاءة عالية: يقلل التسخين الذاتي عن طريق احتراق الكبريتيد من الطلب على الوقود بنسبة 30% إلى 50% مقارنة بالأفران العالية.
• صديقة للبيئة: معدل التقاط ثاني أكسيد الكبريت يتجاوز 95% (مقابل <70% للأفران العالية)، مما يقلل من تلوث الهواء؛ تنتج المنتجات الثانوية لحمض الكبريتيك قيمة اقتصادية إضافية.
• معدل استرداد مرتفع: يصل استرداد النحاس من المركزات إلى 97% إلى 99%، مما يقلل من إهدار الموارد القيمة.
• مرونة: قابلة للتكيف مع المواد الخام المتنوعة، من المركزات عالية الجودة إلى الخردة المختلطة، مما يدعم ممارسات الاقتصاد الدائري.

مبادئ العمل الأساسية

1. تحضير المواد الخام: يتم سحق خامات/مركزات النحاس وطحنها وخلطها مع التدفقات (مثل السيليكا والحجر الجيري) والوقود/عوامل الاختزال (مثل الكوك والغاز الطبيعي). تعمل التدفقات على خفض نقطة انصهار الشوائب (الشوائب السيليكاتية) لتكوين الخبث، بينما تحول عوامل الاختزال أكاسيد النحاس إلى نحاس عنصري.
2. الصهر عالي الحرارة: يتم تغذية الشحنة المختلطة في الفرن وتسخينها إلى حالة منصهرة. تحدث تفاعلات كيميائية:
   • الأكسدة: تتفاعل خامات الكبريتيد (مثل الكالكوبيريت، CuFeS₂) مع الأكسجين لتكوين كبريتيد النحاس (Cu₂S) وأكسيد الحديد (FeO) وثاني أكسيد الكبريت (SO₂).
   • فصل الطور: يجمع كبريتيد النحاس المنصهر مع كبريتيدات المعادن الأخرى لتكوين مادة غير لامعة (سبيكة كثيفة من Cu₂S و FeS، بمحتوى نحاس يتراوح بين 30% و 70%)، بينما تشكل الشوائب والتدفق خبث (السيليكات)، والتي تطفو فوق المادة غير اللامعة للفصل.
3. التحويل والتكرير الأولي: تتم معالجة المادة غير اللامعة بشكل أكبر (على سبيل المثال، في محول) لإزالة الحديد والكبريت، مما ينتج نحاس البثور (نقاء 98% إلى 99.5%). ثم يخضع نحاس البثور للتكرير بالنار أو التحليل الكهربائي للوصول إلى النحاس النقي (99.95% إلى 99.999%).