Tavení

1. Tavení Pyrometalurgický pochod, roztavením zpracovávaných surovin dochází k oddělení kovonosných a jalových částí vsázky do 2 nebo více nemísitelných fází, ve kterých se zkoncentrovává kovv kovové formě ve formě kovových sloučenin (S2-, As3-, Sb3-) Produkty tavení kapalná struska kapalný kov kapalný kamínek kapalné arsenidy, antimonidy (lechy, míšně Vzájemně nemísitelné fáze Úlety, kouřové plyny

2. Strusky – polykomponentní soustavy oxidů, vznikají nízkotavitelná eutektika • CaO – Al2O3 – SiO2 eut. 1170 – 1265°C • MgO – Al2O3 – SiO2 eut. cca 1355°C • FeO – CaO – SiO2 eut. 1100°C • Chemické a fyzikální vlastnosti strusek určují průběh tavení ! Redukční tavení • Hlavní produkt – kapalný surový kov, po skončení redukce kovových oxidů • je vyredukovaný kov rozptýlen ve vsázce na stejných místech, kde byly kovové oxidy, zvýšením teploty dochází k roztavení vsázky, oddělení kovové fáze od hlušiny- tvoří se struskotvornými přísadami kapalnou strusku • Pece pro redukční tavení • šachtové pece • elektrické obloukové pece • krátké bubnové pece

3. Schéma šachtové pece

4. Koncentrační tavení/ tavení na kamínek Cíl: 1) zkoncentrování těžkých kovů v kamínku 2) oddělění kamínku (sulfidů) od hlušiny (přechází do strusky) 3) převedení FeO do strusky Kamínky – kapalné roztoky sulfidů těžkých neželezných kovů (Cu, Ni, Pb) a sulfidů železa, vždy FeS - obsahují malá množství oxidů a strusky - významný meziprodukt při výrobě kovů s vysokou afinitou k síře, při tavení se oddělují od hlušiny a hromadí se v kamínku Produkty taveni – kamínek, struska, kov -

5. Složení kamínků: 24- 28% S, 30 - 45% Fe Cu2S, FeS, Ni3S2, obsah O2- Fe b.t. 900 – 1100°C, velice agresivní, rozpouští kovy včetně ušlechtilých kovů Předpoklad vytvoření kvalitního kamínku: optimální obsah S2- ve vsázce Odstranění S2-: častečné oxidační pražení, FeS Fe3O4 FeO Přidání S2-: pyrit, sádrovec Cu – Fe kamínky: meziprodukt pro výrobu Cu Ni – Fe, Ni – Cu – Fe kamínky: meziprodukt pro výrobu Ni Pb kamínky – nežádoucí nebo pro odstraňování Cu při výrobě Pb v šachtové peci Zpracování kamínků: Bessemerování, oxidační rafinační tavení na převedení Fe ve formě FeO do strusky jako 2FeO.SiO2 fayallit

7. Tavení ve vznosu, technologie Outokumpu

8. Technologie Inco

9. Bessemerování kamínku Cu2S - FeS Cíl: Získání surové Cu, převedení veškerého Fe do strusky 1. stupeň (odstranění FeS)→ bílý kamínek -1350 oC 2 FeS + 3 O2→ 2 FeO + 2 SO2 3 FeS + 5 O2→ Fe3O4 + 3 SO2 2 Cu2S 2 Cu2S + O2 → Cu2O + SO2 2 FeO + SiO2→ 2 FeO. SiO2 fayallit Cu2O + FeS→ Cu2S + FeO 3 Fe3O4 + FeS → 10 FeO + SO2 Cu2O + Cu2S → Cu +SO2 2. stupeň (odstranění S) → konvertorová Cu (blistr): Ag, Au, Pt-kovy, Se, Te, Pb, Zn, Ni, As, Sb, Ni,Co, O2 1150 oC 2 Cu2S + O2 → Cu2O + SO2 Cu2O + Cu2S → Cu +SO2

10. Bessemerování Ni3S2 - Cu2S – FeS – (Fe3O4) kamínku Cíl: příprava jemného kamínku Ni3S2 - Cu2S- NiCu (40-60% Ni, 20-30% Cu, 16-20%S,<1% Fe) 2 FeS + 3 O2 + SiO2 → 2FeO.SiO2 + SO2 2 FeS + 5 O2 → Fe3O4 + 3 SO2 3Fe3O4+FeS + 5 SiO2 → 5(2 FeO.SiO2)+ SO2 Omezeně Ni3S2 +2 O2→ 3 Ni + SO2 Cu2S + O2 → 2 Cu + SO2 Výroba slitiny Ni-Cu: TRBC process (rotační kyslíkový konvertor)

11. Dělení jemného Ni3S2-Cu2S kamínku Moderní postupy: výhradně řízené pomalé chlazení a flotace Jemný kamínek: v průměru 50% Ni, 30% Cu, 20%S • Konvertorování - 1200 oC • Lití kamínku - 980 oC • 930 oC úplná rozpustnost • 920 oC- zač. kryst. Cu2S (Ag, Au, Se, Te) • < 0,5% Ni • 700 oC- kryst. slit. Ni-Cu (Pt-kovy) • 580 oC- zač. kryst. -Ni3S2 (6% Cu) • tepl. výdrž- až vše ztuhne • 521 oC- transf. - Ni3S2 (< 2,5 % Cu) • 370 oC - transf. Ni3S2(< 0,5 % Cu) • Drcení, magnetická separace, mletí, flotace: pěna Cu2S • spodek Ni3S2

12. Pierce-Smith konvertor