Topirea în mină pentru producția de bronz blister primește deșeuri de la topirea bronzului și alamei: zgură de la cuptoarele de refractare, zgură de convertor de la topitoriile de cupru care lucrează cu materii prime secundare, precum și materii prime de cupru și alamă de calitate inferioară.
Cuptoarele de mină pentru topirea bronzului brut sunt cuptoare rotunde mici, cu suprafața în zona tuyerei de 0,4-0,8 m 2 . Înălțimea de la nivelul tuyerei până la platforma grătarului este de 4-5 metri. Puțul și vatra glisantă sunt căptușite cu cărămizi de argilă refractară. Furnalele (funcționează la o presiune de suflare de 500-600 mm coloană de apă. Cuva de zgură este închisă cu argilă refractară, o rangă este ciocănită în dop. Pe partea laterală a zburătorului de zgură se face o poartă de nisip pentru a regla jetul de zgură care intră în granulație. La pornirea cuptorului în funcțiune după reparații și uscare se încarcă mizele de pornire din următoarea compoziție, kg:
Zgură reciclată …. 800 Cocs……………………… 300 Calcar ……………. 50-100
După încărcarea primului și apoi a celui de-al doilea cazan, se înlocuiește jumătate din cantitatea de zgură în circulație cu zgură brută și apoi se trece la încărcarea cazanelor de lucru. Compoziția lichidelor de lucru, kg:
Zgură brută …. 1000-1500 Cocs ……………………. 130-200 Calcar …………… 50-100
Topirea bronzului brut se realizează cu pierderi minime de zinc, staniu și plumb, adică la o elasticitate scăzută a exploziei și la o temperatură scăzută a gazelor reziduale pe grătar.
Procesul tehnologic este controlat de compoziția zgurii reziduale. La topirea blisterelor de bronz se formează zgură cu gradul de aciditate K = 1,5-2. Aciditatea ar putea fi redusă prin adăugarea de fier în încărcătură, dar acest lucru crește conținutul de fier în bronzul blister. De asemenea, creșterea bazicității zgurii prin creșterea conținutului de CaO peste 8-10% nu este de dorit.
Mai jos, pentru un exemplu, sunt prezentate datele privind dependența vâscozității zgurii cuptoarelor de mină (obținute la producția primară de staniu) de aciditatea și compoziția acestora (tabelul 54).
Exemplu . Calculați aciditatea zgurii (13% FeO; 18 2% Al2O3; 8% CaO; 10% ZnO; 30% SiO2). obținută prin topirea în puț a materiilor prime pentru bronzul blister. ZnO și Al2O3 se leagă împreună pentru a forma spinelul (ZnO-Al2O3), iar cantitățile excesive de ZnO sau Al2O3se comportă ca oxizi bazici în zgură acidă și, invers, ca oxizi acizi în zgură bazică datorită comportamentului amfoteric.
1. Aciditatea zgurii este calculată mai întâi fără a lua în considerare ZnO și Al2O3deoarece nu se știe la ce să se adauge oxigenul conținut în acestea. Cantitatea de oxigen din acid
unde 1 kmol* O2 = 32; 1 kmol SiO2 = 60.
* Abrevierea pentru kilomole este cantitatea unei substanțe în kilograme, egală numeric cu greutatea sa moleculară.
Cantitatea de oxigen în baze
unde ½ kmol O2 = 16; 1 kmol FeO = 72; 1 kmol CaO = 56.
2. Se numără cantitatea de ZnO și Al2O3 după formarea spinelului:
1 kmol ZnO = 81,4; 1 kmol Al2O3 = 102;
apoi, se face proporția:
Pentru 81,4 kg de ZnO, sunt necesare 102 kg de Al2O3pentru 10 kg ZnO x kg Al2O3, se găsește cantitatea de alumină care va fi legată de ZnO sub formă de spinel:
Excesul de Al2O3 este de 18,2 — 12 = 6,2 kg.
Gradul de aciditate al zgurii s-a dovedit a fi ridicat, prin urmare zgura este acidă. Excesul de Al2O3 se va comporta ca o bază datorită naturii amfoterice.
Cantitatea de oxigen din Al2O3 va fi
Gradul de aciditate al zgurii, luând în considerare excesul de Al2O3 ca bază va fi
În plus față de cupru, topitorile de cupru conțin cantități semnificative de staniu, plumb și zinc în produsele lor secundare. Pentru topirea acestui material, se utilizează cuptoare cu puț dreptunghiular cu vatră staționară. Elasticitatea blastului este de 1100 mm de vod. st. Compoziția colosului este următoarea, kg:
Zgură anodică ……………………………… 4000 Zgură de conversie ……………………… 2000 Zgură de reciclare ………………………….. 1800 Cupru din regenerarea electrolitului…. 500 Bimetal ……………………………………… 800 Calcar …………………………………….. 350 Cuarț …………………………………………… 250 Cocs……………………………………………….2000
Compoziția zgurii produse: 20-23% SiO2; 40-42% FeO; 7% CaO. Pentru a reduce conținutul de fier, bronzul este suflat în convertor timp de câteva minute, în timp ce zincul este de asemenea oxidat aproape complet. Conținutul de alte componente utile ale bronzului este destul de ridicat: 80-84 % Cu; 5-5,5 % Sn; 0,2-0,5 % Zn. Impuritățile nu sunt mai mari de: 0,2-0,7 % Fe; 3,5-4,5 % Ni; 0,7-0,8 % Sb; 0,001 % Al; 0,005 % Si.
