2. Klasyfikacja procesów pirometalurgicznych
(1) Wytapianie błyskawiczne
Wytapianie błyskawiczne obejmuje trzy typy: piec błyskawiczny Inco, piec błyskawiczny Outokumpu i ConTop. Wytapianie błyskawiczne to metoda wytapiania, która w pełni wykorzystuje ogromną powierzchnię czynną drobno zmielonych materiałów w celu wzmocnienia procesu reakcji wytapiania. Po głębokim wysuszeniu koncentratu jest on rozpylany do wieży reakcyjnej z powietrzem wzbogaconym tlenem wraz z wysuszonym topnikiem. Cząsteczki koncentratu są zawieszone w powietrzu przez 1-3 sekund, a minerały siarczkowe są szybko utleniane przez wysokotemperaturowy przepływ powietrza utleniającego, uwalniając dużą ilość ciepła w celu zakończenia reakcji wytapiania, tj. procesu wytwarzania maty. Produkty reakcji opadają do zbiornika sedymentacyjnego pieca błyskawicznego w celu sedymentacji, tak aby mat miedziowy i żużel zostały dodatkowo oddzielone. Ta metoda jest głównie stosowana do wytopu maty rud siarczkowych, takich jak miedź i nikiel.
Wytapianie błyskawiczne rozpoczęło się pod koniec lat 195. XX wieku i było promowane i stosowane w ponad 40 przedsiębiorstwach. Dzięki ciągłemu doskonaleniu osiągnięto znaczące wyniki w zakresie oszczędzania energii i ochrony środowiska. Ta technologia procesowa ma zalety dużej wydajności produkcyjnej, niskiego zużycia energii i mniejszego zanieczyszczenia. Maksymalna wydajność produkcji miedzi pojedynczego systemu może osiągnąć ponad 400,000 t/rok, co jest odpowiednie dla fabryk o skali ponad 200,000 t/rok. Jednak surowce muszą być głęboko wysuszone do zawartości wilgoci mniejszej niż 0,3%, wielkość cząstek koncentratu jest mniejsza niż 1 mm, a zanieczyszczenie ołowiem i cynkiem w surowcach nie powinno być wyższe niż 6%. Wadami procesu są złożony sprzęt, wysoka szybkość zadymienia, wysoka zawartość miedzi w żużlu i konieczność jego wyczerpania.
Najbardziej konkurencyjnym, najszybciej rozwijającym się i najczęściej stosowanym przemysłowo błyskawicznym wytopem jest błyskawiczny wytop Outokumpu. Ilość miedzi produkowanej tą metodą stanowi ponad jedną trzecią światowej produkcji miedzi. Błyskawiczne wytopienie ma zalety dojrzałej i niezawodnej technologii, wysokiego stopnia automatyzacji, wysokiej intensywności produkcji, niskich kosztów operacyjnych i dobrej ochrony środowiska. Nazywa się to standardowym czystym procesem wytopu miedzi.
Piec błyskowy Outokumpu: Ta technologia jest najbardziej zaawansowaną technologią wytopu miedzi na świecie, charakteryzującą się oszczędnością energii, ochroną środowiska i wysoką wydajnością. Technologia wytopu miedzi „podwójny błysk” poprzez komputerowy system optymalizacji online zajmuje wiodącą pozycję w światowym zakresie wytopu miedzi. Ponieważ wymagania środowiskowe stają się coraz bardziej rygorystyczne, konwertery PS starych hut stają się przestarzałe i nie mogą spełniać wymagań środowiskowych. Z perspektywy bilansu cieplnego i tworzenia żużla, stopień kamienia wytopionego przez konwerter PS prawdopodobnie nie przekroczy 65%. Jednak ponieważ wydmuchiwanie błyskowe może wykorzystywać wysokoskoncentrowane wydmuchiwanie bogate w tlen, można zagwarantować równowagę cieplną, więc stopień kamienia wytopionego przez wytapianie błyskowe może osiągnąć lub nawet przekroczyć 70%, co sprawia, że wydajność wytopu jest bardzo wysoka, co jest zgodne z trendem rozwojowym technologii „czterech szczytów” wytopu błyskowego miedzi - wysoki wsad, wysoki gatunek, wysokie stężenie tlenu i wysokie obciążenie cieplne.
