Конвертирование
Конвертирование штейна, окислительный пирометаллургический процесс переработки жидких штейнов медного, никелевого и свинцового производств с целью получения чернового металла или сульфида цветного металла. К. осуществляется в конвертере путём продувки расплавленного штейна воздухом или техническим кислородом. При прохождении струи воздуха через расплав в первую очередь окисляются сульфиды тех металлов, у которых сродство к кислороду больше, чем к сере. В штейнах цветной металлургии таким металлом является железо. Образующиеся жидкие окислы железа шлакуются кремнезёмом, добавляемым в конвертер в качестве флюса.
Содержание SiO2 в шлаке 21-30%, остальное - окислы железа. Конвертерный шлак, имеющий меньшую плотность, чем штейн, всплывает и периодически удаляется из конвертера.
В медной промышленности процесс К. принято делить на два периода. Первый период заканчивается удалением из штейна всего железа. Оставшийся сульфид меди (белый матт) окисляется во втором периоде кислородом воздуха по реакции: Cu2S + O2 = 2Cu + SO2. Конечным продуктом К. медных штейнов является черновая медь.
В свинцовой промышленности К. подвергаются медно-свинцовые штейны, содержащие до 30% Cu, 10-20% Pb, 5-15% Zn, 20-40% Fe и 18-22% S. В первом периоде продувки одновременно с сульфидом железа частично окисляются сульфиды цинка и свинца. Окислы этих металлов при взаимодействии с кремнеземом образуют шлак. Часть цинка и свинца переходит в паровую фазу и улавливается в пылеулавливающих устройствах в виде конвертерной пыли. При переработке медно-свинцовых штейнов получаемая во втором периоде черновая медь отличается повышенным содержанием свинца (до 4%).
В никелевом производстве получение чернового металла из никелевых штейнов затруднено. Это связано с тем, что после удаления всего сернистого железа в первом периоде протекание реакции Ni3S2 + 2O2=3Ni + 2SO2 возможно лишь при температурах выше 1500 ?С. температура же в обычных горизонтальных конвертерах не превышает 1400 ?С. Поэтому процесс К. никелевых штейнов заканчивается на первом периоде получением так называемого файнштейна (Ni 77- 79%, S 23-21%), при продувке которого техническим кислородом можно получить никель. Вертикальные конвертеры для получения чернового никеля из файнштейна по конструкции напоминают конвертеры чёрной металлургии, кислород подаётся сверху через фурму.
Конвертерный процесс автогенен. Выделяющегося при окислении сульфидов тепла достаточно не только для поддержания штейна в конвертере в жидком состоянии, но и для расплавления добавляемых в расплав холодных присадок, содержащих цветные металлы. На некоторых заводах в конвертеры грузят рудный концентрат, подвергнутый предварительно окатыванию и сушке. Газы, образующиеся при К., содержат в среднем 3-4% SO2 и частично используются в сернокислотном производстве. Конвертерные шлаки, содержащие до 3% цветных металлов, являются оборотным продуктом и возвращаются в плавильные агрегаты. Конвертерную пыль, содержащую до 20-30% цветных металлов, обычно возвращают в конвертеры.
Лит.: Металлургия меди, никеля и кобальта, ч. 1-2, М., 1964-66; Шалыгин Л. М., Конвертерный передел в цветной металлургии, М., 1965.
? В. Я. Зайцев.