TOP8 Kopersmeltovenapparatuur

  Congo goud- en kopersmeltoven

  Beschrijving van het gebruik van de apparatuur:​

  Een kopersmeltoven is een soort sleutelapparatuur die wordt gebruikt in het kopersmeltproces. Het wordt verwarmd door elektrische energie om koperhoudende lading in ruw koper, kopermatte of andere koperproducten in de oven te smelten.

  Werkingsprincipe:

  Het werkingsprincipe van een elektrische kopersmeltoven is gebaseerd op het elektrische verwarmingseffect. Wanneer de stroom door de elektrode gaat, ontstaat er een boog tussen de elektrode en de lading, en de hoge temperatuur van de boog doet de lading smelten. Tegelijkertijd genereert de weerstand van de lading ook warmte, wat het smeltproces verder vergemakkelijkt. ‌ In het smeltproces reageert het koperelement in de lading met andere componenten om ruw koper, matte, slak en andere producten te vormen.

  Hoge efficiëntie:

  1. Elektrische ovens voor kopersmelten hebben de kenmerken van een hoge warmtebenuttingsgraad en kunnen de lading snel smelten.
  2. Milieubescherming: In vergelijking met traditionele kopersmeltmethoden is de rookhoeveelheid van kopersmelten in een elektrische oven klein en is de rooktemperatuur laag, wat bevorderlijk is voor milieubescherming.
  3. Flexibiliteit: elektrische ovens voor kopersmelten kunnen een verscheidenheid aan koperhoudende lading verwerken, waaronder vuurvaste lading, oxideerts, sulfideerts, koperhoudende afvalstoffen, koperslib, enz...

  Productprocesbeschrijving:

  1. Voorbereiding van grondstoffen: ‌ Bereid eerst de lading voor die koper bevat, meestal koperconcentraat. Deze concentraten moeten worden voorbereid voordat ze worden geraffineerd, zoals drogen, pelleteren, enz., om ervoor te zorgen dat het vochtgehalte van het ovenmateriaal matig is, ‌ om ongelukken zoals kantelen in het smeltproces te voorkomen ‌
  2. Ingrediënten en flux toevoegen: ‌ Het bereide koperconcentraat wordt gemengd met een geschikte hoeveelheid flux, de functie van flux is om de chemische reactie van de lading in het smeltproces en de scheiding van onzuiverheden te bevorderen
  3. Elektrische ovenverwarming en smelten: de bereide lading wordt aan de minerale thermische elektrische oven toegevoegd, elektrische boog en weerstandswarmte worden gegenereerd via de elektrode, zodat de lading smelt onder invloed van elektrische verwarming. In het smeltbad zal de lading verschillende chemische reacties voltooien om kopermatte, slak en andere producten te produceren;
  4. Onzuiverheden scheiden: In het smeltproces, door de temperatuur te regelen en chemicaliën toe te voegen, drijven verschillende onzuiverheden (zoals arseen, ijzer, zwavel, enz.) in het koperbad op het oppervlak van het vloeibare koperbad en worden ze op een geschikte manier afgevoerd om de koperen vloeistof te zuiveren;
  5. Koelen en gieten: na het scheiden van onzuiverheden wordt de verkregen ruwe kopervloeistof of kopersulfur gekoeld, ‌ en vervolgens gegoten in de vereiste koperen staaf of koperen billet. ‌

  Apparatuursamenstelling:

  1. Ovenlichaam;

  2. Ovenbekleding;

  3. Watergekoelde ovenkap;

  4. Elektrodehefsysteem;

  5. Hydraulisch systeem;

  6. Kort netwerksysteem;

  7. Watertank en waterdispenser;

  8. Koperen mal;

  9. Elektrische oventransformator;

  10. Hoogspanningsschakelbord;

  11. Elektrisch ovenbesturingssysteem.

Belangrijkste componenten van de apparatuur

1. Ovenlichaam: Gevoerd met vuurvaste materialen voor hoge temperaturen (bijv. magnesiachroomstenen, alumina) om bestand te zijn tegen corrosie door gesmolten slak/matte en thermische schokken. Het heeft een laadpoort, slaktap (bovenste niveau) en matte tap (onderste niveau).
2. Brandstof-/zuurstofvoorzieningssysteem: Levert brandstof (cokes, aardgas) en zuurstofverrijkte lucht (cruciaal voor flash/bad smelten) om reactietemperaturen en oxidatie-efficiëntie te handhaven.
3. Afgasbehandelingssysteem: Vangt SO₂-rijk afgas op (een bijproduct van sulfide smelten) via cyclonen, elektrostatische precipitators en zuurfabrieken (SO₂ omzetten in zwavelzuur). Verplicht voor milieu-naleving.
4. Materiaalbehandelingssysteem: Omvat transportbanden voor grondstoffen, feeders voor nauwkeurig laden en tapsystemen voor slak/matte (vaak met ketels of continue afvoer).
5. Besturings- en bewakingssysteem: Volgt in realtime temperatuur, druk, zuurstofgehalte en matte/slak-samenstelling. Automatiseert het laden, de zuurstofstroom en het tappen om de smeltomstandigheden te optimaliseren en menselijke fouten te verminderen.

Voordelen van moderne kopersmeltovens

• Hoge efficiëntie: Zelfverhitting via sulfideverbranding vermindert de brandstofbehoefte met 30%–50% in vergelijking met hoogovens.
• Milieuvriendelijkheid: SO₂-vangstpercentage overschrijdt 95% (vs. <70% voor hoogovens), waardoor luchtverontreiniging wordt geminimaliseerd; zwavelzuurbijproducten creëren extra economische waarde.
• Hoge terugwinningsgraad: Koperterugwinning uit concentraten bereikt 97%–99%, waardoor verspilling van waardevolle hulpbronnen wordt verminderd.
• Flexibiliteit: Aanpasbaar aan diverse grondstoffen, van hoogwaardige concentraten tot gemengd schroot, ter ondersteuning van circulaire economiepraktijken.

Kernwerkingsprincipes

1. Voorbereiding van grondstoffen: Kopererts/concentraten worden verpletterd, gemalen en gemengd met fluxen (bijv. silica, kalksteen) en brandstoffen/reductiemiddelen (bijv. cokes, aardgas). Fluxen verlagen het smeltpunt van ganggesteente (silicaatverontreinigingen) om slak te vormen, terwijl reductiemiddelen koperoxiden omzetten in elementair koper.
2. Smelten bij hoge temperatuur: De gemengde lading wordt in de oven gevoerd en tot een gesmolten toestand verwarmd. Er vinden chemische reacties plaats:
   • Oxidatie: Sulfideertsen (bijv. chalcopyriet, CuFeS₂) reageren met zuurstof om kopersulfide (Cu₂S), ijzeroxide (FeO) en zwaveldioxide (SO₂) te vormen.
   • Fasescheiding: Gesmolten kopersulfide combineert met andere metaalsulfiden om matte (een dichte legering van Cu₂S en FeS, met 30%–70% kopergehalte), terwijl ganggesteente en flux slak (silicaten) vormen, die op de matte drijft voor scheiding.
3. Conversie & Initiële raffinage: Matte wordt verder verwerkt (bijv. in een converter) om ijzer en zwavel te verwijderen, waardoor blisterkoper (98%–99,5% zuiverheid) wordt geproduceerd. Blisterkoper ondergaat vervolgens vuurraffinage of elektrolyse om puur koper te bereiken (99,95%–99,999%).