کاپر ریفلیکشن الیکٹرک فرنس ریفائننگ ٹیکنالوجی کے اصول کا تجزیہ

اس ردعمل کا توازن یہ ہے:
تانبے کے مائع میں اہم جسم دھاتی تانبا ہے، جس میں زیادہ ارتکاز ہوتا ہے۔ نسبتاً کم نجاست کی وجہ سے، اگرچہ نجاست کو Cu2O کے ذریعے آکسائڈائز کیا جاتا ہے، لیکن یہ سمجھا جا سکتا ہے کہ [Cu] بنیادی طور پر غیر تبدیل شدہ رہتا ہے (یعنی مستقل)۔ ایک ہی وقت میں، چونکہ تانبے کے مائع میں ناپاک آکسائیڈ (MeO) کی حل پذیری بہت کم ہے، اس لیے یہ تیزی سے سنترپتی تک پہنچ سکتا ہے، اس لیے زیادہ تر صورتوں میں، جب درجہ حرارت مستقل ہوتا ہے، [MeO] کو ایک مستقل قدر سمجھا جا سکتا ہے۔ ، لہذا رد عمل کے توازن کو درج ذیل فارمولے سے ظاہر کیا جا سکتا ہے: K '=[Cu2O] [Me]
ٹن کانسی کے مواد کی پروسیسنگ کرتے وقت، مواد میں ٹن کا مواد زیادہ ہوتا ہے، اور جب وہ مائع ہوتے ہیں تو ٹن اور تانبا باہمی طور پر گھلنشیل ہوتے ہیں۔ ٹن کو ریوربرٹری فرنس میں آکسائڈائز کیا جاتا ہے تاکہ اسٹینس آکسائیڈ (SnO) اور ٹن ڈائی آکسائیڈ (SnO2) بن سکے۔ SnO کمزور الکلائن ہے، SiO2 کے ساتھ سلیگ بنا سکتا ہے، اور جزوی طور پر اتار چڑھاؤ بھی ہو سکتا ہے۔ SnO2 کمزور تیزابیت والا اور تانبے کے مائع میں گھلنشیل ہے۔ اس وقت، اسے سلیگ بنانے کے لیے ایک الکلائن سالوینٹ (سوڈا یا چونا پتھر) شامل کرنے کی ضرورت ہے، اور ایک ٹیوب فرنس سوڈیم سٹینیٹ (Na2O · SnO2) یا کیلشیم سٹینیٹ (CaO · SnO2) پیدا کرتی ہے جو تانبے کے مائع میں نہیں پگھلا ہے۔ پریکٹس سے معلوم ہوا ہے کہ 30 فیصد کیلشیم آکسائیڈ اور 7{{10} فیصد سوڈیم کاربونیٹ پر مشتمل مخلوط بہاؤ کو شامل کرنے سے تانبے میں ٹن کی مقدار 0.029 فیصد سے 0.002 فیصد تک کم ہو سکتی ہے۔ Fe2O3 اور 50 فیصد SiO2 پر مشتمل مخلوط بہاؤ کا استعمال بھی تیزی سے ٹن کے مواد کو 0.005 فیصد تک کم کر سکتا ہے اور کچھ لیڈ کو ہٹا سکتا ہے۔
سنکھیا ۔ As سے؟ Cu فیز ڈایاگرام سے پتہ چلتا ہے کہ سنکھیا اور تانبا مائع حالت میں باہمی طور پر حل پذیر ہیں۔ آکسیڈیشن کے دوران، آرسینک کو غیر مستحکم As2O3 میں آکسائڈائز کیا جا سکتا ہے، جو فرنس گیس کے ساتھ خارج ہوتا ہے۔ تاہم، سنکھیا کی تھوڑی سی مقدار کو بھی As2O5 میں آکسائڈائز کیا جا سکتا ہے اور تانبے کا آرسنیٹ (Cu2O · XAs2O5) پیدا ہوتا ہے، جو تانبے کے مائع میں حل ہوتا ہے۔ جب نکل تانبے کے مائع میں موجود ہوتا ہے، تو سنکھیا بھی تانبے اور نکل کے ساتھ مل کر نکل میکا بنا سکتا ہے، جس سے سنکھیا کو ہٹانے میں دشواری بڑھ جاتی ہے۔
اینٹیمونی اینٹیمونی اور کاپر مائع حالت میں لامحدود طور پر متفرق ہیں، اور تانبا اور اینٹیمونی Cu3Sb اور Cu3Sb2 بھی پیدا کر سکتے ہیں۔ آرسینک کی طرح، اینٹیمونی بھی آکسیڈیشن کے دوران غیر مستحکم Sb2O3 پیدا کرتا ہے، اور یہ بھی Cu2O · Sb2O3 اور Cu2O · Sb2O5 تانبے کے مائع میں حل کر سکتا ہے۔ لہذا جب اعلی As اور Sb مواد کے ساتھ تانبے کی نجاست سے نمٹنے کے لیے، آکسیڈیشن اور کمی کے عمل کو کئی بار دہرانے کی ضرورت ہے، تاکہ غیر اتار چڑھاؤ As2O5 اور Sb2O5 کو کم کر کے اتار چڑھاؤ As2O3 اور Sb2O3 کیا جائے، اور غیر مستحکم As اور Sb کا علاج کیا جائے۔ الکلین بہاؤ کے ساتھ۔
سونا اور چاندی۔ سونا اور چاندی انوڈ کاپر میں مکمل طور پر افزودہ ہوتے ہیں اور الیکٹرولائٹک ریفائننگ کے دوران اینوڈ سلم میں داخل ہوتے ہیں، جس کا مزید علاج کیا جا سکتا ہے۔
تمام نجاستوں کو ہٹانے کے بعد، آکسیکرن کا دورانیہ ختم ہو جاتا ہے اور عمل کمی کی مدت میں منتقل ہو جاتا ہے۔ کمی کا اثر دھاتی تانبے میں آکسائڈائزڈ کاپر آکسائڈ کو کم کرنا، اور تانبے کے مائع میں تحلیل ہونے والی گیس کو دور کرنا ہے۔ آکسیکرن کے اختتام پر، باکس فرنس اور تانبے کے مائع میں اب بھی تقریباً 8 فیصد Cu2O موجود ہے۔ تانبے میں ضرورت سے زیادہ آکسیجن تانبے کو ٹوٹنے والا بنا دے گی، اس کی لچک اور چالکتا کو کم کر دے گی، اور اس لیے کمی ضروری ہے۔ کمی کی مدت کے دوران، بھاری تیل، لکڑی کی کٹنگ وغیرہ کے استعمال کے دوران ہونے والے اہم کیمیائی رد عمل مندرجہ ذیل ہیں: 6Cu2O جمع 2C2Hm=12Cu plus 2Co plus mH2 جمع 2CO2
NH3 کے ساتھ کم کرتے وقت، درج ذیل رد عمل ظاہر ہوتے ہیں: Cu2O پلس 2NH36Cu پلس N2 جمع 3H2O
اگر قدرتی گیس کو کم کرنے والے ایجنٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو قدرتی گیس پر نام نہاد "اصلاح" کی جانی چاہیے۔ دوسری صورت میں، قدرتی گیس میں جزو میتھین CH4 1000 ڈگری پر گل جاتا ہے تاکہ H2 کی بڑی مقدار پیدا ہو سکے۔ اگرچہ یہ کمی کو بڑھا سکتا ہے، یہ تانبے کے ذریعے ہائیڈروجن کے جذب کو بھی بڑھاتا ہے۔
ایک مخصوص درجہ حرارت پر (جہاں K ایک مستقل ہے)، تانبے کے مائع میں نجاست کا مواد Cu2O کے مواد کے الٹا متناسب ہوتا ہے۔ جتنا بڑا [Cu2O]، اتنا ہی چھوٹا [Me]، اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ تانبے کے مائع میں کم غیر آکسیڈائزڈ نجاست باقی ہے اور ریفائننگ کا عمل اتنا ہی مکمل ہوگا۔ پریکٹس سے ثابت ہوا ہے کہ تانبے کے مائع سے نجاست کو تیزی سے اور اچھی طرح سے دور کرنے کے لیے، آکسیڈیشن کے عمل کو مضبوط بنانے کی کوشش کی جانی چاہیے، اور برقی بھٹی کو تانبے کے مائع میں Cu2O کے ارتکاز کو سیر شدہ حالت تک پہنچانا چاہیے۔
تانبے کے مائع میں Cu2O کی حل پذیری بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ بڑھ جاتی ہے:
درجہ حرارت کی ڈگری 1100115012001250
حل پذیری فیصد 58.312.413.1
جب Cu2O کی حل پذیری اس درجہ حرارت پر حل پذیری سے زیادہ ہو جائے تو پگھل دو تہوں میں تقسیم ہو جائے گا۔ نچلی پرت Cu2O کے ساتھ سیر شدہ تانبے کا مائع ہے، اور اوپری تہہ تانبے سے سیر شدہ Cu2O مرحلہ ہے۔ یہ تعلق Cu ¥ O سسٹم فیز ڈایاگرام سے واضح طور پر دیکھا جا سکتا ہے۔ تانبے کے مائع میں حل پذیری بہت کم ہوتی ہے، اور پگھلنے کی تہہ سے گزرتا ہے، جس کی وجہ سے کچھ Cu2O سلیگ پرت میں داخل ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، ضرورت سے زیادہ آکسیکرن کمی کے عمل کو بڑھاتا ہے اور زیادہ کم کرنے والے ایجنٹوں کا استعمال کرتا ہے۔ لہذا، تانبے کے مائع کی ضرورت سے زیادہ آکسیکرن سے بچنے کے لیے، نلی نما برقی بھٹی کو آکسیکرن کی مدت 1150~1170 ڈگری پر برقرار رکھنے کی ضرورت ہوتی ہے۔
متفرق تانبے کے علاج کے لیے ایک مرحلے کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے، یہ عام طور پر فکسڈ ریوربریٹری فرنس میں کیا جاتا ہے، اس لیے درحقیقت یہ نہ صرف پگھل رہا ہے بلکہ ریوربریٹری فرنس میں اسے صاف بھی کر رہا ہے۔
سکریپ کاپر ریوربریٹری فرنس کا ریفائننگ اصول بنیادی طور پر ایسک کاپر پائروریفائننگ جیسا ہی ہے۔ تاہم، ثانوی خام تانبے میں زیادہ ناپاک مواد کی وجہ سے (بعض اوقات 4 فیصد تک)، آپریشن اپنی منفرد خصوصیات رکھتا ہے۔ جب اسکریپ کاپر کو ریوربرٹری فرنس میں ٹریٹ کیا جاتا ہے، تو ریفائننگ کے پورے عمل میں پگھلنا، آکسیڈیشن، ری سائیکلنگ، سلیگ ہٹانا، کاسٹنگ اور دیگر کام شامل ہیں۔ پوری تفویض کا بنیادی حصہ آکسیکرن اور کمی ہے۔ مندرجہ ذیل بنیادی طور پر آکسیکرن اور کمی کی وضاحت کرتا ہے۔
کاپر آکسائیڈ ریفائننگ کا بنیادی اصول یہ ہے کہ تانبے میں موجود زیادہ تر نجاستوں کا آکسیجن سے زیادہ تعلق تانبے کے آکسیجن سے زیادہ ہوتا ہے، اور زیادہ تر نجاستوں کے آکسائیڈز کاپر کے مائع میں حل پذیری کم ہوتی ہے۔ لہذا، جب ہوا پگھل میں اڑا دی جاتی ہے، تو نجاست ترجیحی طور پر آکسائڈائز اور ہٹا دی جاتی ہے۔ تاہم، بجلی کی بھٹی پگھلنے میں تانبے کی اکثریت ہے، اور ناپاکی کا حجم بہت کم ہے۔ لہذا، آکسیکرن کے دوران، تانبا سب سے پہلے آکسائڈائز کیا جاتا ہے.
4Cu جمع O2=2Cu2O
پیدا کردہ Cu2O فوری طور پر تانبے کے مائع میں تحلیل ہو جاتا ہے اور تانبے کے مائع میں موجود نجاستوں کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے، جس کی وجہ سے نجاست آکسیڈائز ہو جاتی ہے۔
فارمولہ [Cu2O] جمع [Me]=2 [Cu] plus (MeO) میں، [] تانبے کے مائع میں مادوں کے ارتکاز کو ظاہر کرتا ہے۔ () سلیگ مرحلے میں مادوں کے ارتکاز کی نمائندگی کرتا ہے۔ میں ایک ناپاک دھات ہے۔
آکسیڈیشن ریفائننگ کے عمل کے دوران اہم نجاستوں کے رویے کا خلاصہ اس طرح کیا گیا ہے:
لوہا آکسیجن سے لوہے کا تعلق تانبے سے آکسیجن کے مقابلے میں بہت زیادہ ہے، لہذا لوہے کو آسانی سے آکسائڈائز کیا جاتا ہے اور سلیگنگ کے ذریعے ہٹا دیا جاتا ہے۔ آئرن آکسیڈیشن کا رد عمل درج ذیل مساوات کے مطابق کیا جاتا ہے: Cu2O جمع Fe=2Cu جمع FeO
تھرموڈینامک تخمینہ کے مطابق، ریفائننگ کے عمل کے دوران لوہے کو 100000 حصوں تک ہٹایا جا سکتا ہے۔
نکل۔ نکل ایک نجاست ہے جسے دور کرنا مشکل ہے۔ نکل اور تانبا ٹھوس محلول کی ایک سیریز بنا سکتے ہیں۔ اگرچہ نکل پگھلنے کی مدت اور آکسیکرن مدت دونوں میں آکسائڈائزڈ ہے، یہ سست اور نامکمل ہے، اور آکسیکرن مدت کے دوران پیدا ہونے والا NiO تانبے کے مائع اور سلیگ کے درمیان تقسیم کیا جاتا ہے۔ سلیگ میں تحلیل ہونے والا NiO NiO · Fe2O3 پیدا کر سکتا ہے جو تانبے کے مائع میں حل نہیں ہوتا لیکن سلیگ مرحلے میں حل ہوتا ہے۔ نکل کا یہ حصہ نکالا جا سکتا ہے۔ باکس فرنس میں تھرموڈینامک حسابات سے پتہ چلتا ہے کہ جب تانبے کے مائع میں 16 فیصد نکل ہوتا ہے تو نکل کو 0.25 فیصد تک ہٹایا جا سکتا ہے۔
جب تانبے کے مائع میں نکل اور آرسینک اور اینٹیمونی دونوں ہوتے ہیں تو نکل کو ہٹانا اور بھی مشکل ہوتا ہے۔ کیونکہ تانبے کے مائع میں تحلیل ہونے والا NiO نکل میکا (6Cu2O · 8NiO · 2As2O3 یا 6Cu2O · 8NiO · 2Sb2O3) تانبے کے مائع میں Cu، As، یا Sb کے ساتھ حل کر سکتا ہے۔ نکل کو ہٹانے کے لیے، نکل میکا کو گلنے کے لیے صرف الکلائن فلوکس شامل کیا جاتا ہے۔
زنک 906 ڈگری کے ابلتے نقطہ کے ساتھ، زنک اور تانبا مائع حالت میں مکمل طور پر مخلوط ہوتے ہیں۔ ریفائننگ کے دوران، زیادہ تر زنک پگھلنے کے مرحلے کے دوران دھاتی شکل میں بخارات بن جاتا ہے، اور پھر آکسیجن کے ذریعے فرنس گیس میں آکسیڈائز ہو کر ZnO بناتا ہے، جسے فرنس گیس کے ساتھ خارج کیا جاتا ہے اور دھول جمع کرنے کے نظام میں جمع کیا جاتا ہے۔ بقیہ زنک آکسیڈیشن کے ابتدائی مرحلے میں ZnO میں آکسائڈائز ہو جاتا ہے، زنک سلیکیٹ (2ZnO · SiO2) اور زنک فیرائٹ (ZnO · Fe2O3) بناتا ہے اور سلیگ میں داخل ہوتا ہے۔ زنک کے اعلیٰ مواد (جیسے پیلے ناپاک تانبے) کے ساتھ ناپاک تانبے کے مواد کو صاف کرتے وقت، زنک کے اتار چڑھاؤ کو تیز کرنے کے لیے، فرنس کا درجہ حرارت پگھلنے اور آکسیڈیشن دونوں ادوار کے دوران بڑھایا جاتا ہے (عام طور پر 1300~1350 ڈگری پر برقرار رکھا جاتا ہے)، اور ایک زنک آکسائیڈ کو دھاتی زنک میں کم کرنے اور اتار چڑھاؤ کو کم کرنے کے لیے پگھلنے کی سطح پر چارکول یا گندھک سے پاک کوک کے ذرات کی تہہ کو ڈھانپ دیا جاتا ہے، تاکہ زنک آکسائیڈ کرسٹس کی تشکیل سے بچا جا سکے جو زنک کے بخارات بننے کے عمل میں رکاوٹ بنتے ہیں۔
لیڈ ٹھوس سیسہ تانبے میں اگھلنشیل ہوتا ہے اور مائع حالت میں شاذ و نادر ہی تحلیل ہوتا ہے۔ تاہم، آکسیکرن کی مدت کے دوران، جب سیسہ کو لیڈ آکسائیڈ میں آکسائڈائز کیا جاتا ہے، تو اس کی کثافت (9.2) تانبے (8.9) سے زیادہ ہوتی ہے، اس لیے یہ بھٹی کے نیچے بیٹھ جاتی ہے۔ اس لیے، اگر یہ تیزابی بھٹی کا نچلا حصہ ہے، تو PbO کم کثافت کے ساتھ لیڈ سلیکیٹ (XPbO · YSiO) پیدا کرنے کے لیے فرنس کی تعمیراتی مواد میں SiO2 کے ساتھ رد عمل ظاہر کرے گا۔ اس طرح پگھلے ہوئے تالاب کی سطح تک تیرتا ہے اور ہٹا دیا جاتا ہے۔ اگر فرنس کا نچلا حصہ الکلائن ریفریکٹری میٹریل سے بنا ہوا ہے، تو سیسہ کو ہٹانا مشکل ہے۔ اس وقت، ہوا کے بہاؤ کو بڑھانے اور فرنس کا اعلی درجہ حرارت (تقریباً 1250 ڈگری) برقرار رکھنے کے لیے کوارٹج فلوکس کو پگھلنے میں اڑا دینا چاہیے، جس سے PbO اور SiO2 کو رد عمل کا اظہار کرنے اور لیڈ سلیکیٹ پیدا کرنے کی اجازت دی جائے۔ سیسہ کو ہٹانے کے لیے کوارٹج سلیگ کا استعمال کرنے کے طریقہ کار میں کافی وقت لگتا ہے اور تانبے کے سلیگ کا بڑا نقصان ہوتا ہے۔ سیسہ ہٹانے کے اثر کو بہتر بنانے اور اس طریقہ کار کی خامیوں پر قابو پانے کے لیے، فاسفیٹ کی شکل میں سیسہ کو دور کرنے کے لیے فاسفورس کاپر شامل کیا جا سکتا ہے۔ بوران آکسائیڈ کو لیڈ بوریٹ کی شکل میں سیسہ نکالنے کے لیے بہاؤ کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

مندرجہ بالا مواد کو سپر ہیٹر کمپنی، سپر ہیٹر نے ترتیب دیا ہے۔ بنیادی طور پر پیشہ ورانہ پیداوار: صنعتی حرارتی عناصر، درجہ حرارت کی پیمائش کرنے والے عناصر، پیداواری سازوسامان، لوازمات، اور خام مال جیسے نلی نما ہیٹر، نلی نما ہیٹر، بیلٹ ہیٹر، سیرامک ​​ہیٹر، سلیکون ربڑ ہیٹر، تھرموکوپل وغیرہ۔

تعاون پر تبادلہ خیال کرنے کے لئے عالمی صنعت کے شراکت داروں کا خیر مقدم!