पाइरोमेटलर्जिकल स्मेल्टिंग

अग्नि शोधन आज तांबे के उत्पादन का मुख्य तरीका है, जो तांबे के उत्पादन का 80% से 90% हिस्सा है, मुख्य रूप से सल्फाइड अयस्कों के उपचार के लिए। पाइरोमेटलर्जिकल कॉपर गलाने के फायदे कच्चे माल की मजबूत अनुकूलनशीलता, कम ऊर्जा खपत, उच्च दक्षता और उच्च धातु पुनर्प्राप्ति दर हैं। आग से तांबा गलाने को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: एक पारंपरिक प्रक्रियाएं हैं, जैसे ब्लास्ट फर्नेस गलाना, रिवरबेरेटरी फर्नेस गलाना, और इलेक्ट्रिक भट्ठी गलाना। दूसरी आधुनिक सुदृढ़ीकरण प्रक्रियाएं हैं, जैसे फ्लैश भट्टी गलाना और पिघला हुआ पूल गलाना।

20वीं सदी के मध्य से प्रमुख वैश्विक ऊर्जा और पर्यावरणीय मुद्दों के कारण, ऊर्जा तेजी से दुर्लभ हो गई है, पर्यावरण संरक्षण नियम तेजी से सख्त हो गए हैं, और श्रम लागत धीरे-धीरे बढ़ गई है। इसके कारण 1980 के दशक के बाद से तांबा गलाने की तकनीक का तेजी से विकास हुआ है, जिससे पारंपरिक तरीकों को नए सुदृढ़ीकरण तरीकों से बदलने के लिए मजबूर किया गया है, और पारंपरिक गलाने के तरीकों को धीरे-धीरे समाप्त कर दिया गया है। इसके बाद, फ्लैश स्मेल्टिंग और मेल्ट पूल स्मेल्टिंग जैसी उन्नत प्रौद्योगिकियां उभरीं, जिनमें सबसे महत्वपूर्ण सफलता ऑक्सीजन या समृद्ध ऑक्सीजन का व्यापक अनुप्रयोग है। दशकों के प्रयास के बाद, फ्लैश स्मेल्टिंग और मेल्ट पूल स्मेल्टिंग ने मूल रूप से पारंपरिक पाइरोमेटलर्जिकल प्रक्रियाओं को प्रतिस्थापित कर दिया है।

1. आग गलाने की प्रक्रिया प्रवाह

पाइरोमेटालर्जिकल प्रक्रिया में मुख्य रूप से चार मुख्य चरण शामिल हैं: मैट स्मेल्टिंग, कॉपर मैट (मैट) ब्लोइंग, क्रूड कॉपर पाइरोमेटालर्जिकल रिफाइनिंग, और एनोड कॉपर इलेक्ट्रोलाइटिक रिफाइनिंग।

सल्फर गलाना (तांबा सांद्रण मैट): यह मुख्य रूप से मैट गलाने के लिए तांबे के सांद्रण का उपयोग करता है, जिसका उद्देश्य तांबे के सांद्रण में कुछ लोहे को ऑक्सीकरण करना, स्लैग को हटाना और उच्च तांबे की सामग्री के साथ मैट का उत्पादन करना है।

मैट ब्लोइंग (मैट क्रूड कॉपर): आयरन और सल्फर को हटाने के लिए मैट का आगे ऑक्सीकरण और स्लैगिंग, जिससे क्रूड कॉपर का उत्पादन होता है।

अग्नि शोधन (कच्चा तांबा एनोड तांबा): एनोड तांबा का उत्पादन करने के लिए कच्चे तांबे को ऑक्सीकरण और स्लैगिंग द्वारा अशुद्धियों से हटा दिया जाता है।

इलेक्ट्रोलाइटिक रिफाइनिंग (एनोड कॉपर कैथोड कॉपर): प्रत्यक्ष धारा शुरू करने से, एनोड कॉपर घुल जाता है, और शुद्ध कॉपर कैथोड पर अवक्षेपित हो जाता है। अशुद्धियाँ एनोड मड या इलेक्ट्रोलाइट में प्रवेश करती हैं, जिससे तांबे और अशुद्धियों को अलग किया जाता है और कैथोड कॉपर का उत्पादन किया जाता है।

2. पाइरोमेटालर्जिकल प्रक्रियाओं का वर्गीकरण

(1) फ्लैश स्मेल्टिंग

फ्लैश स्मेल्टिंग में तीन प्रकार शामिल हैं: इंको फ्लैश फर्नेस, आउटोकम्पु फ्लैश फर्नेस, और कॉनटॉप फ्लैश स्मेल्टिंग। फ्लैश स्मेल्टिंग एक गलाने की विधि है जो गलाने की प्रतिक्रिया प्रक्रिया को मजबूत करने के लिए बारीक पिसी हुई सामग्री की विशाल सक्रिय सतह का पूरी तरह से उपयोग करती है। सांद्रण के गहरे सूखने के बाद, इसे फ्लक्स के साथ ऑक्सीजन-समृद्ध हवा के साथ प्रतिक्रिया टॉवर में छिड़का जाता है। सांद्र कणों को 1-3 सेकंड के लिए अंतरिक्ष में निलंबित कर दिया जाता है, और तेजी से उच्च तापमान वाले ऑक्सीकरण वायु प्रवाह के साथ सल्फाइड खनिजों की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया से गुजरते हैं, बड़ी मात्रा में गर्मी छोड़ते हैं, गलाने की प्रतिक्रिया को पूरा करते हैं, जो मैट उत्पादन की प्रक्रिया है। प्रतिक्रिया उत्पाद अवसादन के लिए फ्लैश फर्नेस के अवसादन टैंक में गिरते हैं, जिससे कॉपर मैट और स्लैग अलग हो जाते हैं। इस विधि का उपयोग मुख्य रूप से तांबा और निकल जैसे सल्फाइड अयस्कों के मैट गलाने के लिए किया जाता है।

फ्लैश स्मेल्टिंग का उत्पादन 1950 के दशक के अंत में शुरू हुआ और निरंतर सुधार के माध्यम से ऊर्जा संरक्षण और पर्यावरण संरक्षण में महत्वपूर्ण उपलब्धियों के कारण इसे 40 से अधिक उद्यमों में प्रचारित और लागू किया गया है। इस प्रक्रिया प्रौद्योगिकी में बड़ी उत्पादन क्षमता, कम ऊर्जा खपत और कम प्रदूषण के फायदे हैं। एकल प्रणाली की अधिकतम तांबा अयस्क उत्पादन क्षमता 400000 टन/ए से अधिक तक पहुंच सकती है, जो 200000 टन/ए से अधिक के पैमाने वाले कारखानों के लिए उपयुक्त है। हालाँकि, यह आवश्यक है कि कच्चे माल को 0.3% से कम नमी की मात्रा तक गहराई से सुखाया जाए, कण का आकार 1 मिमी से कम हो, और कच्चे माल में सीसा और जस्ता जैसी अशुद्धियाँ 6% से अधिक न हों। प्रक्रिया के नुकसान जटिल उपकरण, उच्च धुआं और धूल दर, और स्लैग में उच्च तांबे की सामग्री हैं, जिसके लिए कमजोर पड़ने वाले उपचार की आवश्यकता होती है।

2) पिघला हुआ पूल पिघलना

पिघले हुए पूल गलाने में टेनेंटे तांबा गलाने की विधि, मित्सुबिशी विधि, ओसमेट विधि, वनुकोव तांबा गलाने की विधि, ईसा गलाने की विधि, नोरंडा विधि, शीर्ष उड़ा रोटरी कनवर्टर विधि (टीबीआरसी), चांदी तांबा गलाने की विधि, शुइकौशन तांबा शामिल हैं गलाने की विधि, और डोंगयिंग बॉटम ब्लो ऑक्सीजन युक्त गलाने की विधि। मेल्ट पूल गलाना पिघले हुए पूल में हवा या औद्योगिक ऑक्सीजन प्रवाहित करते हुए पिघले हुए हिस्से में महीन सल्फाइड सांद्रण जोड़ने की प्रक्रिया है, और पिघले हुए पूल में गलाने की प्रक्रिया को मजबूत करना है। पिघले हुए पूल पर बहने वाली हवा द्वारा लगाए गए दबाव के कारण, पूल के माध्यम से बुलबुले उठते हैं, जिससे "पिघला हुआ स्तंभ" हिल जाता है, जिससे पिघलने के लिए एक महत्वपूर्ण इनपुट मिलता है। इसकी भट्ठी के प्रकारों में क्षैतिज, ऊर्ध्वाधर, रोटरी या स्थिर शामिल हैं, और उड़ाने के तीन प्रकार के तरीके हैं: साइड ब्लोइंग, टॉप ब्लोइंग और बॉटम ब्लोइंग।

पूल पिघलने का प्रयोग 1970 के दशक में उद्योग में किया गया था। पिघले हुए पूल की पिघलने की प्रक्रिया में अच्छी गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण प्रभावों के कारण, धातुकर्म प्रक्रिया को काफी मजबूत किया जा सकता है, जिससे उपकरण उत्पादकता में सुधार और गलाने की प्रक्रिया में ऊर्जा की खपत को कम करने का लक्ष्य प्राप्त किया जा सकता है। इसके अलावा, भट्ठी सामग्री की आवश्यकताएं अधिक नहीं हैं। विभिन्न प्रकार के सांद्रण, सूखा, गीला, बड़ा और पाउडर, उपयुक्त हैं। भट्ठी में छोटी मात्रा, कम गर्मी का नुकसान और अच्छी ऊर्जा संरक्षण और पर्यावरण संरक्षण है। विशेष रूप से, धुएं और धूल की दर फ्लैश स्मेल्टिंग की तुलना में काफी कम है।