TOP8 Équipement de fonderie de cuivre

  Four de fusion de l'or et du cuivre du Congo

  Description de l'utilisation de l'équipement :

  Le four de fusion du cuivre est une sorte d'équipement clé utilisé dans le processus de fusion du cuivre. Il est chauffé par énergie électrique pour faire fondre la charge contenant du cuivre en cuivre brut, en matte de cuivre ou en d'autres produits en cuivre dans le four.

  Principe de fonctionnement :

  Le principe de fonctionnement du four électrique de fusion du cuivre est basé sur l'effet de chauffage électrique. Lorsque le courant traverse l'électrode, il y a un arc entre l'électrode et la charge, et la température élevée de l'arc fait fondre la charge. En même temps, la résistance de la charge génère également de la chaleur, ce qui facilite davantage le processus de fusion. ‌ Dans le processus de fusion, l'élément cuivre contenu dans la charge réagit avec d'autres composants pour former du cuivre brut, de la matte, du laitier et d'autres produits.

  Haute efficacité :

  1. La fusion du cuivre au four électrique présente les caractéristiques d'un taux d'utilisation de la chaleur élevé, peut faire fondre rapidement la charge.
  2. Protection de l'environnement : Comparé aux méthodes traditionnelles de fusion du cuivre, la quantité de fumée de la fusion du cuivre dans le four électrique est faible et la température de la fumée est basse, ce qui est propice à la protection de l'environnement.
  3. Flexibilité : la fusion du cuivre au four électrique peut traiter une variété de charges contenant du cuivre, y compris les charges réfractaires, les minerais oxydés, les minerais sulfurés, les résidus contenant du cuivre, la boue de cuivre, etc...

  Description du processus du produit :

  1. Préparation des matières premières : ‌ Tout d'abord, préparer la charge contenant du cuivre, généralement du concentré de cuivre. Ces concentrés doivent être préparés avant le raffinage, tels que le séchage, la granulation, etc., pour s'assurer que la teneur en humidité du matériau du four est modérée, ‌ pour éviter les accidents tels que le basculement dans le processus de fusion ‌
  2. Ajout d'ingrédients et de fondant : ‌ Le concentré de cuivre préparé est mélangé à une quantité appropriée de fondant, la fonction du fondant est de favoriser la réaction chimique de la charge dans le processus de fusion et la séparation des impuretés
  3. Chauffage et fusion au four électrique : la charge préparée est ajoutée au four électrique thermique minéral, un arc électrique et une chaleur de résistance sont générés par l'électrode, de sorte que la charge soit fondue sous l'action du chauffage électrique. Dans le bain en fusion, la charge complétera diverses réactions chimiques pour produire de la matte de cuivre, du laitier et d'autres produits ;
  4. Séparation des impuretés : Dans le processus de fusion, en contrôlant la température et en ajoutant des produits chimiques, diverses impuretés (telles que l'arsenic, le fer, le soufre, etc.) dans le bain de cuivre flottent à la surface du bain de cuivre liquide, et les déchargent de manière appropriée pour purifier le liquide de cuivre ;
  5. Refroidissement et coulée : après la séparation des impuretés, le liquide de cuivre brut ou le soufre de cuivre obtenu est refroidi, ‌ puis coulé dans le lingot de cuivre ou la billette de cuivre requis. ‌

  Composition de l'équipement :

  1. Corps du four ;

  2. Garnissage du four ;

  3. Couvercle du four à refroidissement par eau ;

  4. Système de levage des électrodes ;

  5. Système hydraulique ;

  6. Système de réseau court ;

  7. Réservoir d'eau et distributeur d'eau ;

  8. Moule en cuivre ;

  9. Transformateur de four électrique ;

  10. Armoire de commutation haute tension ;

  11. Système de contrôle du four électrique.

Composants clés de l'équipement

1. Corps du four: Revêtu de matériaux réfractaires à haute température (par exemple, briques de magnésie-chrome, alumine) pour résister à la corrosion du laitier/matte en fusion et aux chocs thermiques. Il possède un orifice de chargement, un trou de coulée du laitier (niveau supérieur) et un trou de coulée de la matte (niveau inférieur).
2. Système d'alimentation en combustible/oxygène: Fournit du combustible (coke, gaz naturel) et de l'air enrichi en oxygène (essentiel pour la fusion éclair/en bain) pour maintenir les températures de réaction et l'efficacité de l'oxydation.
3. Système de traitement des gaz de combustion: Capture les gaz de combustion riches en SO₂ (un sous-produit de la fusion des sulfures) via des cyclones, des précipitateurs électrostatiques et des usines d'acide (convertissant le SO₂ en acide sulfurique). Obligatoire pour la conformité environnementale.
4. Système de manutention des matériaux: Comprend des convoyeurs pour les matières premières, des alimentateurs pour un chargement précis et des systèmes de coulée pour le laitier/la matte (souvent avec des poches ou une décharge continue).
5. Système de contrôle et de surveillance: Suit en temps réel la température, la pression, la teneur en oxygène et la composition de la matte/du laitier. Automatise le chargement, le débit d'oxygène et la coulée pour optimiser les conditions de fusion et réduire les erreurs humaines.

Avantages des fours de fusion du cuivre modernes

• Haute efficacité: L'auto-chauffage via la combustion des sulfures réduit la demande de combustible de 30 % à 50 % par rapport aux hauts fourneaux.
• Respect de l'environnement: Le taux de capture du SO₂ dépasse 95 % (contre <70 % pour les hauts fourneaux), minimisant la pollution atmosphérique ; les sous-produits de l'acide sulfurique créent une valeur économique supplémentaire.
• Taux de récupération élevé: La récupération du cuivre à partir des concentrés atteint 97 % à 99 %, réduisant le gaspillage de ressources précieuses.
• Flexibilité: Adaptable à diverses matières premières, des concentrés de haute qualité aux déchets mixtes, soutenant les pratiques de l'économie circulaire.

Principes de fonctionnement de base

1. Préparation des matières premières: Les minerais/concentrés de cuivre sont broyés, moulus et mélangés à des fondants (par exemple, silice, calcaire) et à des combustibles/agents réducteurs (par exemple, coke, gaz naturel). Les fondants abaissent le point de fusion de la gangue (impuretés silicatées) pour former du laitier, tandis que les agents réducteurs convertissent les oxydes de cuivre en cuivre élémentaire.
2. Fusion à haute température: La charge mélangée est introduite dans le four et chauffée à l'état fondu. Des réactions chimiques se produisent :
   • Oxydation: Les minerais sulfurés (par exemple, chalcopyrite, CuFeS₂) réagissent avec l'oxygène pour former du sulfure de cuivre (Cu₂S), de l'oxyde de fer (FeO) et du dioxyde de soufre (SO₂).
   • Séparation de phase: Le sulfure de cuivre en fusion se combine avec d'autres sulfures métalliques pour former de la matte (un alliage dense de Cu₂S et FeS, avec une teneur en cuivre de 30 % à 70 %), tandis que la gangue et le fondant forment du laitier (silicates) de faible densité, qui flotte au-dessus de la matte pour la séparation.
3. Conversion et raffinage initial: La matte est ensuite traitée (par exemple, dans un convertisseur) pour éliminer le fer et le soufre, produisant du cuivre blister (pureté de 98 % à 99,5 %). Le cuivre blister subit ensuite un raffinage au feu ou une électrolyse pour atteindre le cuivre pur (99,95 % à 99,999 %).