Описание технологического процесса производства медного

Оглавление
Введение
Основная часть
Заключение
Список литературе
Цех по производству медного купороса является основным структурным подразделе­нием медеплавильного завода АО «Алмалыкский ГМК»
Цех построен по проекту института «Гипроцветмет», утвержденному приказом Мини­стра металлургии СССР за № 282 от 21 мая 1966 года
Цех по производству медного купороса введен в эксплуатацию в январе 1972 года.
Проектом предусмотрен выпуск товарного медного купороса и никелевого купороса, выпускается фактически только медный купорос.
Технология производства медного купороса разработана институтом «Гинцветмет».
Проектная мощность купоросного цеха 5500 т медного купороса.
Медный купорос выпускается в соответствии с требованиями ГОСТ 19347


ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА МЕДНОГО КУПОРОСА


Технологически процесс производства медного купороса состоит из совокупности по­следовательных технологических операций:
-подготовка раствора электролита к переработке;
- загрузка гранул в башни оксидизеров;
- нейтрализация кислых растворов в оксидизерах;
- очистка нейтрализованных растворов от железа и мышьяка;
- фильтрация растворов;
- упаривание очищенных растворов;
- кристаллизация очищенных растворов;
- центрифугирование;

- фуговка, сушка, затаривание и отгрузка медного купороса;

Растворы элекролитов являются технологическим сырьем для производства медного купороса, которые получают из цеха аффинажа золота и серебра (ЦАЗиС) и цеха электролиза меди (ЦЭМ). Элекролит поступает в купоросном цех в приемные баки №1, 1.1-1.2, а затем насосами подают в подогреватели оксидизеров.
Электролит из ЦАЗиС должен иметь массовую концентрацию:

• 
  Серной кислоты – 70-140g/dm³;
  
• 
  Меди – 30-40 g/dm³.
  

Электролит из ЦЭМ должен иметь массовую концентрацию:

• 
  Серной кислоты – 120-180g/dm³;
  

• 
  Меди – 30-50 g/dm³.
  

Растворы подогревают при помощи острого пара в змеевиках подогревателя до температуры 70-90С и с помощью аэролифта используют на орошение медных гранул в башне оксидизера.
В процессе производства в приемных баках скапливается осадок, что приводит к загрязнению электролита. Ввод осадка с приемных баков производится ежемесячно путем распульповки (барботажа) растворов электролита в баках воздухом и перекачки его в ОПШ ЦАЗиС в соответствии с требованиями рабочей инструкции по зачистке баков №1,1-1,2 от осадка. Полная зачистка приемных баков производится 2 раза в год в период проведения инвентаризации драгметаллов.
Гранулы медные из Металлургического цех (МЦ) взвешивают на весах Q-60t, подают в цех автотранспортом и складируют на складе гранул.
Загрузка гранул в кюбеля (вместимостью 0.75m³) производят ковшовым электропогрузчиком, масса гранул в кюбеле 500-600кг. Взвешивание кюбеля с медными гранулами производится на весах Q-3т.
Кюбель при помощи кран-балки устанавливается над лотком башни оксидизера, где производится его разгрузка. Расход гранул на полный объем башни составляет (4.3±0.3)т. Продолжительность загрузки 3 часа.
После окончания загрузки гранул включают в работу аэролифт и начинают подачу подогретого раствора в башню на орошение гранул. Переток растворов из подогревателей в верхнюю часть башни происходит за счет эжекции, создающейся струей воздуха в рабочей части аэролифта.
Давление воздуха в системе аэролифта должно быть 0.3 – 0.8 MPa (3-8 кг/см²). Циркуляция воздуха и раствора через слой гранул осуществляется в течении 10-12 часов.
Процесс нейтрализации серной кислоты в растворе происходит за счет окисления элементарной меди. В момент прохождения аэрорированного раствора через слой гранул элементарная медь растворяется по следующим реакциям.
Сu + ½ О₂ - СuО
3СuО + H₂SO + H₂O = Сu SO₄ + 2Сu(ОН) ₂
Заполнение оксидизеров растворами происходит из расчета суммарной массовом концентрации мед и серной кислоты, которое должно быть 120-160 g/dm³.
В процессе нейтрализации происходит частичное упаривание раствора, поэтому по мере необходимости производят корректировку уровня растворов в подогревателе за счет добавления электролита, конденсата или промышленной воды.
Расход медных гранул в башнях восполняют очередной загрузкой свежих гранул из расчета (750 ±50) kg на одну башню, взвешенных на весах Q-З t. Для ускорения химического растворения гранул и с целью предотвращения кристаллизации раствора в башню подают острый пар.
Процесс нейтрализации является периодическим и считается законченным при снижении кислотности до pH = 3.5 и достижении массовой концентрации меди в растворе не менее 130+160 g/dm³, после чего растворы сливают в промежуточный бак и далее насосом перекачи­вают в аппараты гидролитической очистки раствора от примесей мышьяка и железа.
Технологический период работы оксидизера составляет 30-40 суток, после чего его ос­танавливают на чистку башни и подогревателя от зашламленных гранул. Очистку оборудования и подготовку к следующей технологической операции производят в течении 6-8 часов
Зашламленные гранулы и кек отправляется в металлургический цех на переработку.
Нейтрализованный в оксидизере раствор из промежуточного бака закачивается в окислитель, где происходят химические и физические процессы:

• 
  окисление и гидролиз железа;
  
• 
  частичное упаривание раствора;
  
• 
  отстаивание и декантация раствора.
  

Окисление заселенного железа до окисного происходит кислородом воздуха, который продувают через подогретый раствор, при этом образуется сульфат окиси железа. Температура раствора перед окислением (80±10)°C.
Сульфат окиси железа образуется по реакции
2FeSO₄ + ½ O₂ + H₂S0₄ = Fe₂(S0₄)₃ + Н₂O
После окончания операции окисления при pH = 1-2 в растворе начинается процесс гидролиза в результате чего образуется гидрат окиси железа по реакции:
Fe₂(S0₄)₃ + 6Н₂О = 2Fe(OH) ₃ + 3H₂SO₄
Выпадая в осадок, гидрат окиси железа сорбирует мышьяк в виде трудно-растворимого осадка
В процессе операции гидролиза железа выделяется в раствор свободная серная ки­слота, которая одновременно нейтрализуется основным сульфатом меди по реакции
Си S0₄ * 2Cu(OH) ₂ + 2 H₂S0₄ = 3CuS0₄ + 4 H₂O
Продолжительность операции гидролиза три часа Отстаивание и декантация раствора должна составлять не менее двух часов. После проведения 2-3 операций гидролитической очи­стки осадок из окислителя выводят через нижний сливой патрубок на фильтрацию на нутч-фильтр. Отфильтрованный и промытый кек направляют в металлургический цех для по следующей переработки, а фильтрат через ресивер направляют в промежуточный бак.
Раствор с окислителя через верхний слив направляют в промежуточный бак (поз 63) и далее насосом подают на фильтрацию в фильтр-пресс. Чистый фильтрат поступает в промежуточный бак (поз 64) и подкисляется серной кислотой до концентрации 7- 15g/dm³ и за­тем насосом подается в вакуум-выпарную установку
Выпаривание нейтрализованных очищенных растворов производится в вакуум-вы­парных аппаратах (ВВА) при непрерывной циркуляции раствора через греющие камеры и сепа­ратор до плотности 1.48- 1,54 g/dm³. Массовая концентраций меди в начале операции 130-160g/dm³, в конце операции 200-220g/dm3. Разрежение в аппаратах поддерживается в пределах 20-40 kPa(0.2 – 0.4 kgf/cm³). Упаренные растворы сливают в промежуточный бак.
Упаренные растворы из промежуточного бака насосом подаются в кристаллизатор. Кристаллизацию осуществляют в механических кристаллизаторах-мешалках. Корпус кристаллизатора охлаждается водой. На охлаждение раствора подают воду с 1 цикла водопровода с температурой 18-25 С. Процесс кристаллизации является периодическим и считается законченным при достижении температуры раствора в кристаллизаторе 24-32 С.
Разделение кристаллов медного купороса от маточного раствора производится на центрифуге непрерывного действия типа ½ ФГП-800к, откуда кристаллы по наклонной течке подаются в вертикальный ковшовый элеватор и далее в сушильный барабан, а маточный раствор по трубе сливаются в приемный бак, откуда насосом ТН-70 подается в голову процесса или откачивается по трубопроводу в ЦЭМ для использования в технологии получения катодной меди.
Сушка медного купороса осуществляется в сушильном горизонтальном барабане непрерывного действия. В барабан через калориферы КСК-3 подается нагретый воздух до температуры 120-150 С.
Нагнетание воздуха в калориферы и отсос отработанного воздуха из сушильного ба­рабана осуществляется вентиляторами. Высушенный медный купорос из сушильного ба­рабана разгружается в бункер и далее по течке поступает на автоматический весовой доза­тор.
Готовой партией считается продукция соответствующая требованиям ГОСТ 19347. Упаковка медного купороса производится в соответствии с ГОСТ 19347 “Купорос медный Технические условия”
На складе готовой продукции для отгрузки потребителям формируют партии.