आधुनिक पाइरोमेटालर्जिकल तामा पग्लने प्रक्रियाको प्राविधिक सिंहावलोकन

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।

IMG_0005 को बारेमा

2

27bb54659c47afc4691c02fb3955b8af

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।

IMG_0016 को बारेमा

3

IMG_0744 को बारेमा

१. मास्टर कोइल लोडिङ र अटो-सेन्टरिङ → १५-टन हाइड्रोलिक कोइल कार + फोटोइलेक्ट्रिक सर्वो EPC, सेन्टरलाइन पङ्क्तिबद्धता त्रुटि < ०.१ मिमी
२. अनकोइलिङ र टेन्सन स्थापना → चुम्बकीय पाउडर ब्रेक + बन्द-लूप सर्वो नियन्त्रण, ५०-१५०० N ठीक समायोज्य
३. प्रेसिजन स्लिटिंग → आयातित टंगस्टन कार्बाइड वा PM HSS डिस्क, स्पिन्डल रनआउट ≤ ०.००२ मिमी, स्पेसरहरू ±०.००१ मिमीमा ग्राउन्ड, वास्तविक-समय पहिरन क्षतिपूर्ति

४. किनारा ट्रिम ह्यान्डलिङ → स्वतन्त्र डुअल-हेड स्क्र्याप वाइन्डरहरू; ट्रिमलाई कोइलको रूपमा फिर्ता गरिन्छ वा साइटमा कुचलिन्छ।
५. रिवाइन्डिङ र टेन्सन आइसोलेसन → प्रति स्ट्र्यान्ड व्यक्तिगत डान्सिङ-रोल आइसोलेसन, वायमेटिक म्यान्डरेलहरू + अटो कुना सुरक्षा, अनुहार पङ्क्तिबद्धता ≤ ± ०.३ मिमी
६. स्वचालित कट-अफ र प्याकेजिङ → ढिलो गर्नुहोस् → काट्नुहोस् → कागज र्‍याप → लेबल → ४५ सेकेन्डमा डिस्चार्ज गर्नुहोस्

IMG_0016 को बारेमा

स्वचालित कपर कोइल स्लिटिंग प्रक्रिया पूरा गर्नुहोस्

IMG_0744 को बारेमा

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।

4

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।

IMG_0005 को बारेमा

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-२४-२०२५