Спосіб рафінування брухту мідних сплавів

Спосіб рафінування брухту мідних сплавів, який включає: завантаження твердих шихтових матеріалів до нагрітої печі, плавлення шихти, окислювання одержаного розплаву киснем повітря, що вдувають до печі через дуттєві фурми C2 2 (19) 1 3 що раніше не використовувались, наприклад безолов'яних бронз. З рівня техніки [патент України на корисну модель № 11532] відомий спосіб рафінування брухту міді шляхом рафінування його розплаву у відбивних печах. Спосіб зокрема передбачає: завантаження твердих шихтових матеріалів до нагрітої печі; внесення разом із шихтовими матеріалами та після розплавлювання половини завантаженої шихти під дзеркало розплаву, легкоплавкого флюсу; плавлення шихти; окислювання розплаву киснем повітря, що вдувають у піч через дутеві фурми протягом усього процесу; введення флюсів-розріджувачів для розрідження шлаку, що утворився; видалення шлаку; лабораторний контроль за вмістом домішок у розплаві; залежно від залишкового вмісту домішок у розплаві, додавання флюсів, що рафінують, знімання утвореного шлаку; відновлення міді з окислів, які залишилися в розплаві, шляхом продування розплаву природним газом через дутеві фурми. До недоліків зазначеного способу варто віднести неможливість його ефективного використання для переробки сировини, що містить безолов'яну бронзу, оскільки у випадку перевищування у розплаві кількості А1, Fe, Si, Zn до значень вище за 2000 ррт для кожного елементу, відбувається збільшення часу рафінування, збільшення втрат у вигарах і шлаках та виникає потреба у багаторазовому застосування флюсів, що рафінують, а відповідно і необхідність видалення шлаків, що утворилися. Всі вказані причини призводять до подорожчання собівартості продукції, роблячи процес рафінування економічно недоцільним. Метою запропонованого винаходу є створення високоефективного та економічно доцільного способу рафінування брухту мідних сплавів, що містять безолов'яні бронзи для одержання товарних марок міді, що є простим та надійним у реалізації, має високу продуктивність, а також дозволяє одержувати готову продукцію порівняно низької собівартості при збереженні споживчих вимог до марки міді, у тому числі міді вогневого рафінування. Зазначена мета досягається шляхом створення способу рафінування брухту мідних сплавів який включає: завантаження твердих шихтових матеріалів у нагріту піч, плавлення шихти, окислювання розплаву киснем повітря, що подають у піч через дутеві фурми протягом усього процесу, введення флюсів-розріджувачів для розрідження шлаку, що утворився, видалення шлаку, лабораторний контроль за вмістом домішок у розплаві, залежно від залишкового вмісту домішок, додавання флюсів, що рафінують, знімання утвореного шлаку, відновлення міді з окислів, які залишилися у розплаві шляхом продування розплаву природним газом через дутеві фурми. При цьому, відповідно до винаходу, завантаження твердих шихтових матеріалів до нагрітої печі здійснюють у два етапи: спочатку в нагріту піч завантажують тверді шихтові 82034 4 матеріали, що не містять бронзи, у кількості 6070% від загального завантаження печі, у процесі плавлення здійснюють окислювання розплаву до вмісту кисню 6500-7500 ррм, після чого завантажують кусковий брухт безолов'яної бронзи (що містить Fe, Si, Zn, при загальному вмісті міді більше ніж 85%), у кількості 40-30 % від загального завантаження печі. Перераховані ознаки складають суть винаходу та забезпечують досягнення технічного результату, створення високоефективного та економічно доцільного способу рафінування брухту мідних сплавів, що містять безолов'яні бронзи для одержання товарних марок міді, що є простим та надійним у реалізації, має високу продуктивність, а також дозволяє одержати готову продукцію порівняно низької собівартості при збереженні споживчих вимог, що застосовуються до марки міді, у тому числі міді вогневого рафінування. Причинно-наслідковий зв'язок ознак винаходу та технічний результат полягає у наступному: 1. Рафінування мідного сплаву (безолов'яної бронзи) від основних компонентів, що перебувають у ньому, здійснюють у розплаві міді, що містить кисень в кількості 6500-7500 ррт у вигляді розчиненого мідного закису. При додаванні брухту безолов'яної бронзи основні компоненти зазначеного сплаву А1, Fe, Si, Zn, окрім міді, переходять у розплав і вступаючи у обмінну реакцію із закисом міді, відновлюють мідь, у свою чергу переходячи в окисли шляхом екстракції в шлаки. Для цинку хімізм процесу може бути виражений наступною реакцією: 2CuO+2Zn->2ZnO+4Cu+85780 кал У реакціїцинк більш активний порівняно з міддю і є розкислювачем розчиненим у металі. Аналогічно відбувається реакція з іншими металами-домішками, що мають більшу спорідненість кисню, ніж мідь, наприклад А1, Fe, Si. 2. Кількість використаного брухту безолов'яної бронзи становить 30-40% від загального завантаження печі, що дозволяє одержати в процесі плавки додатково 15-25% міді вогневого рафінування із шихтових матеріалів, що раніше у подібних процесах не використовувались. При цьому така кількість використаного брухту безолов'яної бронзи обумовлена кількістю кисню в розплаві (у вигляді закису міді), що у свою чергу обмежується розчинністю закису міді в розплаві. Приклад здійснення винаходу Плавка брухту міді здійснювалась у відбивній печі на 120 тонн. За шихтові матеріали використовували брухт міді групи АІ 1,2,3 у кількості 80 тон та 40 тон брухту мідного сплаву (мікс) середній вміст міді в якому, за лабораторним даними, становив 86,4%, крім того, вказаний сплав містив: 1,7%РЬ, 6,1%Аl, 0,8%Fe, 0,76%Si, 4,2% Zn, 0,45% Μη та інші елементи у незначних кількостях. Процес плавлення здійснювали у такий спосіб: до печі завантажували брухт міді, здійснювали його розплавлення, окислювання до вмісту кисню 5 6720 ррт при температурі 1220°С, після чого завантажували брухт безолов'яної бронзи, виконували плавлення, окислювання домішок до залишкового вмісту кисню в розплаві на рівні 4280 ррт, додавання флюсу-розріджувача, зняття шлаків, рафінування розплаву від домішок шляхом введення на поверхню флюсів, що рафінують, зняття шлаків, відновлення міді природним газом та злив металу. 82034 6