کاپر سمیلٹنگ اور وسائل کا استعمال

I. خام مال کا جائزہ

1. اعلی-گریڈ ایسک

معدنی پروسیسنگ، اعلیٰ-گریڈ کے خام کچ دھاتیں، اور مقامی تانبے کی دھاتوں کے ذریعے حاصل کردہ تانبے کے ارتکاز (بنیادی طور پر سلفائیڈ ایسک) شامل ہیں۔

2. کم-گریڈ ایسک

بنیادی طور پر کم-درجے کے تانبے کی کچ دھاتیں، تانبے-برداشت کرنے والے فضلے کی چٹانیں، ریفریکٹری آکسائیڈ ایسک، کان کنی کے ستون، اور فائدہ مند ٹیلنگز کا حوالہ دیں جو موجودہ معدنی پروسیسنگ ٹیکنالوجیز کا استعمال کرتے ہوئے بازیافت کرنا مشکل ہے۔

3. ری سائیکل شدہ تانبے کا خام مال

بنیادی طور پر مختلف سکریپ تانبے، بشمول:

خالص تانبے کا سکریپ اور تانبے کے مرکب کا سکریپ جو نان-فیرس میٹل پروسیسنگ انٹرپرائزز (بشمول تانبے-بیئرنگ ایش اور سلیگ) کے ذریعے تیار کیا گیا ہے۔

صنعتی شعبوں سے تانبے کا اسکریپ جو صارفی سامان تیار کرتے ہیں (بشمول پراسیسنگ بچا ہوا، چپس، فضلہ مصنوعات، استعمال شدہ مشین کے پرزے، اور بجلی کی فضلہ کی سہولیات)۔

سماجی سکریپ کاپر (مثلاً، فضلہ کی تاریں، استعمال شدہ گھریلو سامان)۔

قومی دفاع اور فوجی صنعتوں سے نان-فیرس میٹل سکریپ (بنیادی طور پر شیل کیسنگ، فضلہ مواصلات اور الیکٹرانک آلات، فضلہ برقی سہولیات، اور ناکارہ فوجی سازوسامان سے الگ کیے گئے حصے)۔

4. تانبا-برداشت کرنے والا فضلہ

بنیادی طور پر تانبا-صنعتوں سے مضر فضلہ (کوڈ: HW22) برداشت کرتا ہے جیسے شیشے کی تیاری، غیر-فیرس میٹل سے فائدہ اٹھانا اور سملٹنگ، اور الیکٹرانک اجزاء کی تیاری، بشمول:

تانبے کے الیکٹروپلاٹنگ سے کیچڑ۔

تانبے کو پگھلانے کے عمل سے سلیگ اور کیچڑ۔

تانبے کی اینچنگ کے حل اور سرکٹ بورڈ کی پیداوار اور تانبے کی پلیٹ کی اینچنگ سے کیچڑ کو ضائع کرنا۔

کاپر آکسائیڈ کے تیزاب علاج سے پیدا ہونے والا کیچڑ۔

تانبے کے مرتکز سے ٹیلنگ۔

سیسہ سمیلٹرز سے تانبے کا دھندلا۔

II تانبے کے ارتکاز کی سملٹنگ

1. سمیلٹنگ کے روایتی عمل

تانبے کے ارتکاز کے لیے روایتی پائرومیٹالرجیکل عمل میں بنیادی طور پر ریوربرٹری فرنس سمیلٹنگ، بلاسٹ فرنس سمیلٹنگ، اور برقی فرنس سمیلٹنگ شامل ہیں۔ سملٹنگ سے پہلے اسی طرح کے علاج کی ضرورت ہے۔

1.1 تانبے کے ارتکاز کا قبل از علاج

بشمول ایسک ملاوٹ اور ذخیرہ کرنا، کچلنا، خشک کرنا (روٹری ڈرم خشک کرنا، فلیش خشک کرنا) اور بھوننا۔

1.1.1 تانبے کے ارتکاز کی آکسیڈیٹیو روسٹنگ

ریوربرٹری یا الیکٹرک فرنس سمیلٹنگ کے لیے میٹ کے گریڈ کو ایڈجسٹ کرتا ہے، سلفرک ایسڈ کی پیداوار کے لیے سلفر کا کچھ حصہ ہٹاتا ہے، اور پیداوار کے لیے موزوں sintered ایگریگیٹس حاصل کرتا ہے۔

1.1.2 تانبے کے ارتکاز کی سلفٹنگ روسٹنگ

الیکٹروون کاپر (شاذ و نادر ہی استعمال کیا جاتا ہے) اور کاپر سلفیٹ (کچھ کاروباری اداروں کے ذریعہ استعمال کیا جاتا ہے) پیدا کرنے کے لئے ہائیڈرومیٹالرجیکل عمل میں استعمال کیا جاتا ہے۔

1.1.3 بھوننے والی ٹیکنالوجی

فلوائزڈ بیڈ روسٹنگ ٹیکنالوجی کو عام طور پر تانبے کے کانسنٹریٹ روسٹنگ کے لیے اپنایا جاتا ہے۔

1.2 سمیلٹنگ کا عمل

1.2.1 خام مال اور معاون

خام مال: سبز مواد، بھنی ہوئی کچ دھاتیں، یا ان کا مرکب۔

بہاؤ: کوارٹزائٹ۔

بہاؤ: کوارٹزائٹ (SiO₂ 85-90%) اور چونا پتھر (CaO 50% سے زیادہ یا اس کے برابر) سلیگ فارمرز کے طور پر۔

ایندھن: پُلورائزڈ کوئلہ، بھاری تیل، قدرتی گیس، اور کوک (برقی بھٹیوں کے لیے بجلی)۔

واپسی کا مواد: فلو ڈسٹ، ٹھنڈا مواد، اور کنورٹر سلیگ سمیلٹنگ کے دوران پیدا ہوتا ہے۔

1.2.2 کلیدی رد عمل

مرکبات کا گلنا

Chalcopyrite (CuFeS₂) گلنا: CuFeS₂ → CuS₂ + FeS + S

ہائی-آئرن سلفائیڈ کی سڑن: FeS₂ → FeS + S

کاربونیٹ سڑنا: CaCO₃ (کیلشیم کاربونیٹ) → CaO + CO₂ (میگنیشیم کاربونیٹ کے لیے مماثل)

سلفائڈز کا آکسیکرن

FeS + O₂ → FeO + SO₂ (جزوی)

S + O₂ → SO₂

MeS (دیگر دھاتی سلفائیڈز) + O₂ → MeO + SO₂

دھندلا بنانے کا رد عمل کاپر سلفائیڈ (CuS₂)، آئرن سلفائیڈ (FeS)، اور دیگر دھاتی سلفائیڈز کاپر میٹ بنانے کے لیے رد عمل ظاہر کرتے ہیں: CuS₂ + FeS → CuS₂·FeS (دوسرے دھاتی سلفائیڈز پر مشتمل)

سلیگ کی تشکیل کا رد عمل میٹل آکسائیڈز مل کر پگھلا ہوا سلیگ بناتا ہے: FeO + CaO + SiO₂ → FeO·CaO·SiO₂ (غیر-فیرس سمیلٹنگ میں عام ٹرنری سلیگ)

1.2.3 اہم مصنوعات

کاپر دھندلا: متعدد دھاتی سلفائڈز کا ایک مرکب، جو بنیادی طور پر تانبے، آئرن، اور سلفر پر مشتمل ہوتا ہے (Cu مواد ~ 30%)، چھالا تانبے کی پیداوار کے لیے کنورٹرز کو بھیجا جاتا ہے۔

سلیگ: متعدد دھاتی آکسائیڈز (بنیادی طور پر آئرن، سلیکون، اور کیلشیم آکسائیڈز) کا ایک مرکب، پانی-بجھ کر پانی بن جاتا ہے-دانے دار سلیگ (جسے تعمیراتی مواد کی صنعت میں خام مال کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جیسے، سیمنٹ پلانٹس، اینٹوں کے کارخانے)۔

فلو ڈسٹ: غیر مستحکم دھاتوں کی بازیافت کی مصنوعات (مثلا، سیسہ، زنک، اینٹیمونی)۔

1.3 ریوربرٹری فرنس سمیلٹنگ

ایک افقی میٹالرجیکل بھٹی جو شعلوں کے ساتھ مواد کو براہ راست گرم کرکے دھاتوں کو پگھلاتی ہے، جس میں تین اہم حصے ہوتے ہیں: دہن کا آلہ، سمیلٹنگ چیمبر، اور ایگزاسٹ فلو۔ فرنس کا پورا چولہا ایک مستطیل سمیلٹنگ چیمبر ہے جس میں ریفریکٹری مواد لگا ہوا ہے۔

ساخت: فرنس فاؤنڈیشن، چولہا، فرنس کی دیوار، فرنس کی چھت، چارجنگ پورٹ، پروڈکٹ ڈسچارج پورٹ، اور فلو۔ معاون آلات میں چارج کرنے والے آلات، دھماکے کے آلات، دھوئیں کے اخراج کے آلات، اور فضلہ حرارت کے استعمال کے آلات شامل ہیں۔

ریفریکٹری مواد: محراب کی شکل کی بھٹی کی چھتیں سلکا اینٹوں کا استعمال کرتی ہیں۔ معلق بھٹی کی چھتوں اور اطراف کی دیواروں میں میگنیشیا اینٹ، میگنیشیا-کروم اینٹ، کروم-میگنیشیا اینٹ، یا میگنیشیا-ایلومینا اینٹوں کا استعمال کیا جاتا ہے۔ چولہے میگنیشیا-لوہے کی ریت (میگنیشیم آکسائیڈ اور آئرن آکسائیڈ) سے بھرے ہوئے ہیں۔

فوائد: سادہ ڈھانچہ، کم سرمایہ کاری، ایندھن اور خام مال کے لیے وسیع موافقت (باریک-دانے دار مواد کے لیے موزوں)، آسان بڑے-پیمانے پر کام، اور کم قیمت۔

نقصانات: زیادہ ایندھن کی کھپت، بڑی فلو گیس کا حجم، کم SO₂ ارتکاز (صحت یاب ہونا مشکل، ماحولیاتی آلودگی کا باعث)۔

بہتری: پیداواری صلاحیت اور SO₂ ارتکاز (Topsøe عمل کے ذریعے کم-ارتکاز سلفیورک ایسڈ کی پیداوار) کو بڑھانے کے لیے آکسیجن سے بھرپور دھماکے، ہوا کے اخراج میں کمی، یا فرنس میں آکسیجن کا انجیکشن۔

1.4 بلاسٹ فرنس سمیلٹنگ

ایک عمودی پگھلنے والی بھٹی جس میں فرنس فاؤنڈیشن، چولہا، شافٹ، فرنس ٹاپ، اور فلو ہوتا ہے۔ فرنس ٹاپ چارجنگ اور اسموک ایگزاسٹ پورٹس سے لیس ہے۔ دھماکے کے لیے نچلے شافٹ کے دونوں طرف متعدد ہوائی بندرگاہیں ترتیب دی گئی ہیں۔ چولہے میں پگھلنے والے مادہ اور خالی کرنے والی بندرگاہیں ہیں (مین چولہا کے لیے ایک ڈسچارج پورٹ)۔

ساخت: فل واٹر-جیکٹ کا ڈھانچہ (ہارتھ، شافٹ، فرنس ٹاپ، اور فلو کل تھرمل کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے بخارات سے بننے والی واٹر جیکٹس کا استعمال کرتے ہیں-فی مربع میٹر فی گھنٹہ 4 ٹن بھاپ)۔

دھماکے کا سامان: سینٹرفیوگل بلورز (چھوٹی بھٹیوں کے لیے جڑیں بنانے والے)۔

عمل: فرنس چارج (کوک + فلوکس + کنسنٹریٹ) اوپر سے شامل کیا جاتا ہے۔ نچلی ہوائی بندرگاہوں سے ہوا اڑائی جاتی ہے۔ ایئر پورٹ کے علاقے میں کوک دہن درجہ حرارت کو 1200 ڈگری سے اوپر بڑھاتا ہے۔ دھیرے دھیرے اترنے والے مواد کو پہلے سے گرم کرنے، پانی کی کمی، سڑنے، دھندلا بنانے، اور سلیگ کی تشکیل سے گزرنا پڑتا ہے۔ اعلی-درجہ حرارت پگھلتے ہوئے چولہا میں گرتے ہیں، تلچھٹ کے ذریعے الگ ہوتے ہیں، اور سلیگ پورٹ اور میٹ پورٹ سے بالترتیب خارج ہوتے ہیں۔

پوسٹ-علاج: سلیگ پانی ہے-بجھایا جاتا ہے (تعمیراتی مواد کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے)؛ دھندلا چھالا تانبے کی پیداوار کے لیے PS کنورٹرز کو بھیجا جاتا ہے۔ فلو گیس کو ٹھنڈا کیا جاتا ہے (ایئر پری ہیٹر + سطحی کولر)، ڈیڈسٹڈ (بیگ ہاؤس فلٹر)، ڈیسلفرائزڈ (الکلی اسپرے ٹاور)، اور معیاری طور پر خارج کیا جاتا ہے۔

1.5 کاپر میٹ کنورژن

1.5.1 کنورٹر کا ڈھانچہ

اسٹیل اور دھندلا کو تبدیل کرنے کے لیے ایک گھومنے والی افقی حمام سمیلٹنگ فرنس (کاپر میٹ کی تبدیلی کے لیے پی ایس کنورٹر)۔ فرنس باڈی بیلناکار، افقی طور پر رکھی ہوئی، بوائلر اسٹیل پلیٹوں سے بنی ہے، جس کے دونوں سروں پر سر کے ڈھانچے ہیں اور ریفریکٹری میٹریل (میگنیشیا اینٹوں) سے جڑے ہوئے ہیں۔ ایک سرے پر تیل کے بھاری دہن کے سوراخ سے لیس ہے۔

اہم اجزاء:

بھاری تیل کے دہن کا نظام (فرنس کو خشک کرنے اور حرارت کے تحفظ کے لیے، پیداوار کے دوران ہٹا دیا گیا): اس میں گیئر آئل پمپ، فلو میٹر، پریشر تھرمامیٹر، الیکٹرک ہیٹر، پریشر کم کرنے والے والوز، اور کم-پریشر نوزلز (ایندھن: 100# بھاری تیل) شامل ہیں۔

فرنس کا منہ (درمیان میں واقع): چارج کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے (پگھلا ہوا دھندلا، ٹھنڈا مواد، کوارٹج فلوکس) اور ڈسچارج (چھالا تانبا، سلیگ، فلو گیس)۔

گھومنے والا آلہ: فرنس باڈی کو موٹر اور گیئر باکس کے ذریعے 6 ریوولز فی منٹ کی رفتار سے کسی بھی پوزیشن پر گھومنے کے لیے چلاتا ہے۔

اسموک ایگزاسٹ ڈیوائس: افقی طور پر حرکت پذیر ہڈ، پانی-جیکٹڈ فکسڈ فلو (عمودی طور پر حرکت پذیر ہڈ ڈور کے ساتھ)، اور کاؤنٹر ویٹ میکانزم (تبدیلی کے دوران بند) شامل ہے۔

فضلہ گرمی کے استعمال کا سامان: بنیادی طور پر flue evaporative واٹر جیکٹ واٹر سپلائی ڈیوائسز اور بھاپ آؤٹ پٹ سسٹم شامل ہیں۔

1.5.2 عمل کا جائزہ

چارجنگ: پگھلنے والی بھٹیوں سے پگھلا ہوا دھندلا لاڈلوں اور خصوصی میٹالرجیکل کرینوں کے ذریعے منتقل کیا جاتا ہے، آہستہ آہستہ کنورٹر میں ڈالا جاتا ہے۔ کوارٹج فلوکس فکسڈ فلو کے اوپر سے مقداری فیڈر اور بیلٹ کنویئر کے ذریعے شامل کیا جاتا ہے۔ کمپریسڈ ہوا پیچھے کی ہوا کے نوزلز سے اڑائی جاتی ہے۔

تبدیلی کے مراحل:

سلیگ-بنانے کا مرحلہ: دھندلا اور ٹھنڈا مواد بیچوں میں شامل کیا جاتا ہے، اس کے بعد سلیگ خارج ہوتا ہے۔ کلیدی ردعمل: سلیگ بنانے کے لیے آئرن سلفائیڈ کا آکسیڈیشن-FeS + O₂ → FeO + SO₂; FeO + SiO₂ → FeO·SiO₂۔

کاپر-بنانے کا مرحلہ: کاپر سلفائیڈ کو چھالے والے تانبے میں تبدیل کیا جاتا ہے-Cu₂S + O₂ → Cu₂O + SO₂; Cu₂S + Cu₂O → Cu + SO₂۔

تبدیلی کے بعد-: پگھلا ہوا چھالا تانبا لاڈلوں اور خصوصی میٹالرجیکل کرینوں کے ذریعے ریفائننگ بھٹیوں تک پہنچایا جاتا ہے۔