परिचय
प्राथमिक परिष्कृत तामा उत्पादनको लागि पाइरोमेटालर्जिकल तामा पग्लने प्रमुख मार्ग बनेको छ, जसले विश्वव्यापी क्षमताको ८०% भन्दा बढी ओगटेको छ। यो प्रक्रियाले उच्च-तापमान धातुकर्म सञ्चालनहरूको श्रृंखला मार्फत तामा सल्फाइड सांद्रता (मुख्यतया चाल्कोपीराइट, CuFeS₂) लाई उच्च-शुद्धता क्याथोड तामा (≥९९.९९% Cu) मा रूपान्तरण गर्दछ। यस लेखले फ्ल्यास पग्लने, रूपान्तरण गर्ने, एनोड रिफाइनिङ, र इलेक्ट्रोलाइटिक रिफाइनिङ समावेश गर्ने मुख्यधारा एकीकृत फ्लोशीटको विवरण दिन्छ।
२. केन्द्रित तयारी र मिश्रण
तामाको सांद्रता (२५-३५% घन) बल्क भाँडाबाट आउँछ र ढाकिएको भण्डारमा भण्डारण गरिन्छ। आर्द्रताको मात्रा सामान्यतया ८-१२% हुन्छ र विस्फोट र डाउनस्ट्रीम गल्ने क्रममा अत्यधिक ऊर्जा खपत रोक्न रोटरी भट्टी वा फ्लुइडाइज्ड-बेड ड्रायरहरू प्रयोग गरेर ≤०.३% मा घटाउनु पर्छ।
सुकेको कन्सेन्ट्रेटलाई फ्लक्स (क्वार्ट्ज, चुनढुङ्गा), रिभर्ट्स, र कन्भर्टर स्ल्यागसँग सटीक रूपमा नियन्त्रित अनुपातमा मिसाइन्छ। आधुनिक प्लान्टहरूले स्वचालित डिस्क फिडरहरू र लोड-सेल प्रणालीहरू प्रयोग गर्छन् जसले ±०.५% भित्र मिश्रण शुद्धता प्राप्त गर्दछ।
३. फ्ल्यास स्मेल्टिङ्
तामा सल्फाइड सांद्रताको उपचारको लागि फ्ल्यास स्मेल्टिङ सबैभन्दा उन्नत प्रविधि हो, जुन विश्वव्यापी रूपमा आउटोटेक (अहिले मेत्सो) फ्ल्यास फर्नेसहरू र चिनियाँ-विकसित अक्सिजन बटम-ब्लोन फर्नेसहरूद्वारा प्रतिनिधित्व गरिन्छ।
३.१ प्रक्रिया सिद्धान्त
सुख्खा सांद्रतालाई ८५०-९५०°C मा तातो, अक्सिजन-समृद्ध हावाको प्रवाहमा (अक्सिजन सांद्रता ७५-९०%) इन्जेक्ट गरिन्छ। प्रतिक्रियाहरू (सुकाउने, अक्सिडेशन, स्ल्याग र म्याट गठन) ३-५ सेकेन्डमा पूरा हुन्छन्, प्रतिक्रिया तापले स्वचालित तापीय सञ्चालनलाई निरन्तरता दिन्छ। प्रमुख प्रतिक्रियाहरूमा समावेश छन्: ४CuFeS₂ + ९O₂ → ४CuS + २Fe₂O₃ + ८SO₂ २FeS + ३O₂ + २SiO₂ → २FeO·SiO₂ + २SO₂
३.२ प्रमुख उपकरण
- प्रतिक्रिया शाफ्ट: ११-१४ मिटर उचाइ, ७-९ मिटर व्यास, उच्च-ग्रेड म्याग्नेसाइट-क्रोम ईंट र तामाको पानी ज्याकेटले लाइन गरिएको।
- बसोबास गर्ने र अपटेक शाफ्ट: म्याट (६५-७५% घन) र स्ल्यागको गुरुत्वाकर्षण पृथकीकरण।
- फोहोर ताप बायलर: स्टीम उत्पादनको लागि ~५५०°C अफ-ग्यासबाट संवेदनशील ताप पुन: प्राप्ति गर्दछ।
- अक्सिजन-देखि-सांद्रता अनुपात: १.१५-१.२५ Nm³ O₂/t सुख्खा सांद्रता
- प्रतिक्रिया शाफ्ट तापमान: १२५०-१३००°C
- म्याट तापक्रम: ११८०-१२२० डिग्री सेल्सियस
- स्ल्याग Fe/SiO₂ अनुपात: १.१-१.४, स्ल्यागमा तामा ≤०.६%
३.३ महत्वपूर्ण नियन्त्रण प्यारामिटरहरू
एकल फ्ल्यास फर्नेस क्षमता ४०००-५५०० टन/दिनको सांद्रतामा पुग्छ, थर्मल दक्षता ९८% भन्दा बढी र लगभग १००% SO₂ क्याप्चर हुन्छ।
४. रूपान्तरण गर्दै
म्याटलाई विद्युतीय रूपमा तताइएको लुन्डर वा लेडलहरू मार्फत पियर्स-स्मिथ कन्भर्टरहरू वा निरन्तर रूपान्तरण गर्ने भट्टीहरूमा स्थानान्तरण गरिन्छ।
४.१ स्ल्याग-बनाउने चरण
आइरन सल्फाइडलाई अक्सिडाइज गर्न अक्सिजनयुक्त हावा (२५-३५% O₂) फुकाइन्छ। २-८% Cu भएको स्ल्यागलाई स्किम गरिन्छ र फ्ल्यास स्मेल्टिङ्मा फर्काइन्छ।
४.२ तामा बनाउने चरण
निरन्तर उडाउँदा ११८०-१२३०°C मा Cu₂S लाई अक्सिडाइज गरेर फोका तामा (९८.५-९९.३% Cu) बनाउँछ।
५. एनोड फर्नेस फायर रिफाइनिङ
ब्लिस्टर कपरलाई अक्सिडेशन-रिडक्सन रिफाइनिङको लागि ५०-५०० टन स्थिर वा टिल्टिङ एनोड फर्नेसहरूमा चार्ज गरिन्छ।
५.१ अक्सीकरण चरण
हावा वा अक्सिजन भालाले अवशिष्ट Fe, Ni, As, Sb, र Bi लाई तैरने स्ल्यागको रूपमा हटाउँछन्।
५.२ न्यूनीकरण चरण
प्राकृतिक ग्यास, डिजेल वा काठका खम्बाहरू प्रयोग गरेर अक्सिजनलाई १५०-३०० पीपीएममा घटाइन्छ। परिष्कृत तामालाई ३००-४५० किलोग्राम एनोड (घन ≥९९.०%) मा खन्याइन्छ।
६. इलेक्ट्रोलाइटिक रिफाइनिङ
एनोडहरू CuSO₄-H₂SO₄ इलेक्ट्रोलाइटमा क्याथोडको रूपमा सिसा वा टाइटेनियम मदर ब्ल्याङ्कहरू सहित इलेक्ट्रोलाइटिक कोषहरूमा राखिन्छन्।
६.१ सञ्चालन अवस्थाहरू
- हालको घनत्व: २२०-३२० A/m²
- सेल भोल्टेज: ०.२२-०.३२ V
- इलेक्ट्रोलाइट तापक्रम: ६०-६५ डिग्री सेल्सियस
- Cu²⁺: 40-55 g/L, नि: शुल्क H₂SO₄: 150-220 g/L
६.२ विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाहरू
एनोड विघटन: Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ बढी नोबल तत्वहरू (Au, Ag, Se, Te) एनोड स्लाइममा रिपोर्ट गर्छन्; कम नोबल तत्वहरू घोलमा प्रवेश गर्छन्। क्याथोड निक्षेपणले LME ग्रेड A विशिष्टताहरू पूरा गर्ने ≥99.993% Cu उत्पादन गर्छ।
७. अफ-ग्यास उपचार र वातावरणीय नियन्त्रण
फ्ल्यास फर्नेस, कन्भर्टर र एनोड फर्नेसबाट SO₂-युक्त ग्यासहरूलाई चिसो पारिन्छ, धुलो निकालिन्छ र डबल-कन्ट्याक्ट एसिड प्लान्टहरूमा प्रशोधन गरिन्छ जसले गर्दा ९९.८% भन्दा बढी सल्फर रिकभरी हुन्छ। टेल ग्यास SO₂ १०० मिलीग्राम/Nm³ भन्दा कम हुन्छ। आर्सेनिक, पारा र अन्य भारी धातुहरू विशेष प्रक्रियाहरू मार्फत हटाइन्छ।
निष्कर्ष
समकालीन तामा पाइरोमेटालर्जीले उच्च निरन्तरता, स्वचालन, र वातावरणीय प्रदर्शन हासिल गरेको छ। एकीकृत फ्ल्यास स्मेल्टिङ्-निरन्तर रूपान्तरण-एनोड रिफाइनिङ-इलेक्ट्रोरिफाइनिङ फ्लोशीटहरूले समग्र तामा रिकभरी >९८.५% र २८०-३२० किलोग्राम/टन क्याथोडको विशिष्ट ऊर्जा खपत प्रदान गर्दछ, जसले विश्व-स्तरीय बेन्चमार्कहरू प्रतिनिधित्व गर्दछ। अक्सिजन संवर्धन, निरन्तर तामा बनाउने प्रविधिहरू, र डिजिटल प्रक्रिया नियन्त्रणमा जारी विकासहरूले दक्षता र दिगोपनलाई अझ अगाडि बढाउनेछ।
पोस्ट समय: डिसेम्बर-२२-२०२५