تجهیزات کوره های الکتریکی برای ذوب فلزات گرانبها

 تجهیزات کوره الکتریکی ذوب فلزات گرانبها

اصول اصلی کار

1. پیش‌تصفیه مواد اولیه: مواد اولیه خرد، آسیاب، غربال و اغلب با شارها (مانند سیلیس، بوراکس) و عوامل کاهنده (مانند کک، زغال چوب) مخلوط می‌شوند. شارها نقطه ذوب باطله (ناخالصی‌های ناخواسته) را کاهش می‌دهند و سرباره تشکیل می‌دهند، در حالی که عوامل کاهنده اکسیدهای فلزی را به فلزات عنصری تبدیل می‌کنند.
2. گرمایش و ذوب الکتریکی: انرژی الکتریکی به گرما تبدیل می‌شود تا مواد مخلوط را ذوب کند. مخلوط مذاب به دو فاز تقسیم می‌شود:
   • فاز فلزی: فلزات گرانبها (و فلزات پایه مرتبط مانند مس یا سرب) یک آلیاژ مذاب متراکم (مات یا فلز خام) تشکیل می‌دهند.
   • فاز سرباره: باطله، شار و ناخالصی‌های غیرفلزی با هم ترکیب می‌شوند و یک سرباره مذاب با چگالی کم را تشکیل می‌دهند که روی فاز فلزی شناور می‌شود تا جداسازی آسان شود.
3. جداسازی و پس از تصفیه: سرباره جدا می‌شود و آلیاژ فلز گرانبهای خام تحت پالایش بیشتر (مانند الکترولیز، لیچینگ شیمیایی) قرار می‌گیرد تا فلزات پایه حذف شوند و خلوص بالایی (اغلب 99.9٪ تا 99.999٪) حاصل شود.

انواع اصلی و ویژگی‌های کلیدی

اجزای اصلی تجهیزات

1. بدنه کوره: ساختار اصلی، معمولاً با مواد نسوز با دمای بالا (مانند منیزیا، آلومینا) پوشانده شده است تا در برابر خوردگی و شوک حرارتی مقاومت کند. دارای درگاه بارگیری، شیر سرباره و شیر فلزی است.
2. سیستم تامین برق: مطابق با نوع کوره—به عنوان مثال، ترانسفورماتورهای ولتاژ پایین با جریان بالا برای EAFها، منابع تغذیه با فرکانس بالا برای کوره‌های القایی—برای ارائه انرژی الکتریکی پایدار.
3. سیستم الکترود (برای کوره‌های قوس/پلاسما): الکترودهای گرافیتی یا تنگستنی که جریان را برای تولید قوس/پلاسما منتقل می‌کنند. الکترودها قابل تنظیم هستند تا گرمایش پایدار را حفظ کنند.
4. سیستم تصفیه گاز دودکش: گازهای سمی (مانند SO₂، بخارات فلزات سنگین) و گرد و غبار را از طریق سیکلون‌ها، فیلترهای کیسه‌ای و اسکرابرها جمع‌آوری و تصفیه می‌کند—برای انطباق با محیط زیست و بازیابی ذرات ریز فلزات گرانبها حیاتی است.
5. سیستم کنترل و نظارت: ردیابی بلادرنگ دما، فشار، جریان و ولتاژ. تنظیمات خودکار (به عنوان مثال، موقعیت الکترود، ورودی برق) ذوب پایدار را تضمین می‌کند و خطای انسانی را کاهش می‌دهد.

مزایای ذوب فلزات گرانبها

• کنترل دقیق دما: امکان ذوب هدفمند فلزات گرانبها را فراهم می‌کند و در عین حال تلفات به سرباره یا بخار را به حداقل می‌رساند—برای فلزات با ارزش بالا که در آن حتی 1٪ تلفات بر سودآوری تأثیر می‌گذارد، حیاتی است.
• تاثیر کم بر محیط زیست: بدون انتشار احتراق (به عنوان مثال، CO₂، NOₓ) از سوخت و گاز دودکش آسان‌تر است. آلودگی فلزات سنگین را کاهش می‌دهد و با مقررات سختگیرانه زیست محیطی همسو است.
• نرخ بازیابی فلز بالا: گرمایش یکنواخت و ترکیب سرباره قابل کنترل، جداسازی فلزات گرانبها از ناخالصی‌ها را به حداکثر می‌رساند، به ویژه برای سنگ‌های معدنی کم‌عیار یا منابع ثانویه پیچیده.
• انعطاف‌پذیری: سازگار با مواد اولیه متنوع (سنگ‌های معدنی، ضایعات، کاتالیست‌ها) و مقیاس‌های تولید کوچک تا بزرگ، از پالایش آزمایشگاهی تا ذوب در مقیاس صنعتی.