Оптимизируйте производство меди

Потребность в меди постоянно растет. Благодаря таким секторам промышленности, как производство электроники, промышленного и транспортного оборудования и т. п., использование рафинированной меди выросло более чем в три раза за последние 50 лет.
Чтобы помочь клиентам совладать со всеми трудностями, компания Heraeus Electro-Nite предлагает несколько уникальных решений, связанных с различными этапами производства меди.

Производство рафинированной меди может быть разделено на два основных производственных пути: основное и вторичное производство меди. Приблизительно 80% производства рафинированной меди – это основное производство меди, когда медь добывается из руды.
Другим важным источником сырья является лом. Медный лом берется или из металлов, утилизированных в процессе производства, или из продукции с истекшим сроком действия, из которой можно получить медь. Этот путь называется вторичным производством меди.

Узнайте, какие решения применимы к вашему процессу и как они помогут вам оптимизировать тот или иной этап производства меди.

Производство меди

Производство меди начинается с добычи медной руды с поверхности (открытая разработка) или в шахте. В зависимости от объема медного лома, добавляемого в процессе, это производство может считаться как первичным, так и вторичным производством.

Продукция:

Есть два основных производственных метода:

  • Гидро-металлургический метод или процесс SX-EW, когда медь напрямую извлекается из бедной руды
  • Пиро-металлургический метод, когда медь извлекается из медного лома и использованных анодов

При использовании пиро-металлургического способа руда сначала обогащается до медного концентрата путем измельчения и флотационного обогащения. Затем этот концентрат плавится и преобразуется в неочищенную смесь, содержащую около 60% чистой меди. Жидкая неочищенная смесь поступает в конвертер, где получается черновая медь (содержание меди > 98%). Черновая медь затем подается в промежуточные аноды, где очищается в медные катоды (99,99% чистой меди) с помощью процесса электрической очистки. Катоды переплавляются в готовую продукцию. Черновая медь может быть частично или полностью заменена ломом из вторсырья.

Основные трудности пиро-металлургического процесса

Управление активностью кислорода во время очистки

В конвертере черновая медь или медный лом расплавляются и окисляются при температуре около 1150–1250°C. Идеальные условия очистки достигаются около точки насыщения кислородом. Нестандартное поступление кислорода приводит к недостаточной очистке и неприемлемо высокому уровню загрязнений. Избыток поступления кислорода значительно снижает выход меди.

После очистки содержание кислорода в жидкой меди должно быть снижено в достаточной мере для выплавки анодов 99-процентной чистоты. Это достигается путем подачи природного газа в печи.

Использование контроля активности кислородаот компании Heraeus Electro-Nite позволяет клиентам управлять этим процессом за счет:

  • оптимизации подачи кислорода;
  • точной регулировки подачи природного газа.

Управление активностью кислорода во время отливки медной катанки

Отлитые аноды размещаются в больших электролитических ваннах. При подаче электрического тока медь растворяется и откладывается на листах нержавеющей стали. Так как на этих листах откладываются только медные частицы, после 7 дней формируется медный катод чистотой 99,995%. Все прочие элементы или уходят на дно или растворяются в серной кислоте. Наконец, изготовленные катоды переплавляются и формируются в медные катанки.
Для производства меди, свойства которой достаточны для применения в электротехнике, электронике и теплообменных устройствах, важно получить медь с максимально низким уровнем содержания кислорода, не более 5 частей на млн.
Марки меди с более высоким содержанием кислорода более восприимчивы к реакциям с водородом. При высокой температуре ионы водорода проникают в медь и создают водяные поры, соединяясь с атомами кислорода, содержащимися в меди. Это приводит к формированию непрочной меди, что чревато ухудшением характеристик медных компонентов, например электро- или теплопроводности.
Медь с низким содержанием кислорода обладает меньшей восприимчивостью к водороду и лучше подходит для пайки и сварки.

В целях отслеживания содержания кислорода компания Heraeus Electro-Nite разработала метод контроля уровня кислорода, который позволяет клиентам

  • ограничить насыщение водородом
Наверх