Шахтная плавка

        металлургический процесс, осуществляемый в шахтной печи (См. Шахтная печь); применяется главным образом в цветной металлургии для выплавки чернового свинца, меди, медного и никелевого Штейна. Загруженная сверху шихта, состоящая из окускованного металлсодержащего сырья, флюсов и кокса, по мере выгорания кокса и плавления материалов опускается, а вдуваемый через фурмы воздух или кислород, необходимый для сжигания кокса, и продукты горения движутся навстречу шихте. Вблизи фурм образуется кислородная зона, в которой кокс сгорает преимущественно до CO₂, выделяется основное количество тепла и достигается максимальная температура. За кислородной зоной образуется восстановительная зона, в которой горячие газы взаимодействуют с последующими слоями кокса по реакции

         CO₂ + С = 2CO,

         в результате чего газы обогащаются окисью углерода, а температура их снижается, т.к. указанная реакция идёт с поглощением тепла; реакция практически прекращается при 800 °С.

         В цветной металлургии применяют восстановительную, сульфидирующую и окислительную Ш. п. При восстановительной свинцовой Ш. п. получают черновой свинец, шлак, пыль и газы. При повышенном содержании в агломерате меди и серы образуется также медный штейн. Отходящие газы проходят через электрофильтр или рукавный фильтр, в котором улавливается пыль с повышенным содержанием окислов цинка и свинца. Сульфидирующую Ш. п. окисленных никелевых руд с добавкой пирита или гипса ведут в слабовосстановительной атмосфере с получением штейна. Окислительная Ш. п. медных сульфидных руд имеет целью не только получение медного штейна и удаление пустой породы со шлаком, но и окисление части серы сульфидов и удаление её в виде сернистого ангидрида; различают пиритную плавку (См. Пиритная плавка) и полупиритную плавку (См. Полупиритная плавка). Комбинированной окислительно-восстановительной плавкой является медно-серная Ш. п. с получением элементарной серы.

         Наиболее характерные показатели Ш. п.: удельный проплав (масса руды, агломерата или шихты, проплавленная за сутки на 1 м² площади сечения печи в плоскости фурм; при плавке свинцовой и медной сульфидной шихты удельный проплав равен 50—100, окисленных никелевых руд — 30—40 m/m^2. cym), удельный расход кокса (отношение массы кокса к массе загруженной руды или шихты), степень извлечения ценных металлов. Ш. п. по сравнению с отражательной или взвешенной плавками имеет более высокую производительность, низкую температуру отходящих газов и соответственно более высокий тепловой кпд; по сравнению с отражательной плавкой и электроплавкой обеспечивает большую десульфурацию. Недостатки Ш. п.: необходимость предварительного окускования сырья, низкая концентрация сернистого ангидрида в отходящих газах, большой пылевынос.

         Основные тенденции совершенствования Ш. п. наряду с улучшением конструкции шахтной печи заключаются в обогащении дутья кислородом и подогреве дутья, улучшении подготовки шихты к плавке, автоматизации управления ходом плавки, а также в сочетании шахтной плавки с процессами доизвлечения ценных металлов из шлаков и совершенствовании систем газо- и пылеулавливания.

         Лит.: Смирнов В. И., Шахтная плавка в металлургии цветных металлов, Свердловск, 1955; Клушин Д. Н., Резник И. Д., Соболь С. И., Применение кислорода в цветной металлургии, М., 1973; Металлургия меди, никеля и кобальта, ч. 1—2, М., 1977.

         И. Д. Резник.