Кыштымский медеэлектролитный завод — как он работает?

Как на Урале получают самый нужный металл?

“Ох, заливают, медь — самый нужный металл! Почему самый?!”, — поправил монокль наш въедливый читатель. А если вся медь в радиусе пяти метров от вас вдруг превратится в арахисовую пасту, то: погаснет экран смартфона, вырубится компьютер, потухнет свет под потолком. Да и типичный холодильник без медных трубок тоже бесполезен. Полный блэкаут, короче, да еще и с талым мороженым. Впору выть.

Процесс выплавки и очистки меди очень сложный, многоступенчатый. Но мы вам покажем, как это работает. Да, и про экологию любопытное расскажем, потому что видели все своими глазами и нюхали своими ноздрями.

via

Медный век человечества

Миру нужна максимально чистая медь и в невероятных количествах — медь есть в каждом электрическом или электронном приборе. Только металл чистотой 99,99% (грубо говоря: на сто килограммов меди один грамм примесей) подходит для изготовления электронных плат, компонентов, Li-ion аккумуляторов, проводов, кабелей и шлейфов.

Кыштымский медеэлектролитный завод не всегда был медеэлектролитным. Более того, когда завод строил Никита Демидов в 1757 году, в Кыштыме планировали выплавлять не медь, а железо и чугун. А к электролитическому рафинированию меди здесь приступили только в 1908 году.

История длинная, славная, с любопытными поворотами и персонами. Как-то раз мы писали, что работал здесь в начале XX века американец Герберт Гувер. Мужик был бесстрашный, вояка и авантюрист, да еще и блестяще образованный. Мы, правда, знаем мистера Гувера не как блестящего горного инженера, а как 31-го президента США.

Это сообщение отредактировал YasherKot - 18.03.2020 - 08:07

Но вернемся к дню сегодняшнему, к выплавке меди. И к электролиту. Наша экскурсия на Кыштымский медеэлектролитный завод, входящий в состав Русской медной компании, начинается от печек. Желтые строения на фото — “историческая часть”. Цеха возвели в 1908 году, расширили в 1913, а спустя сто лет основательно реконструировали.

Еще вид на историческую часть

Ведет нас начальник медеплавильного цеха Александр Постников.

Как уверяет Александр, эти клепаные фермы и каменная кладка сто лет простояли и еще столько же простоят без ремонтов.

Печь на фото ниже выпускает медный порошок. Это сырье для получения купороса, а еще порошок — необходимый компонент в последующих технологических операциях, в частности для очистки растворов электролизного цеха и как катализатор в производстве драгоценных металлов.

Медный порошок:

Основная же часть цеха занята анодной печью, в которой плавится медь.

Еще фото анодной печи "старого цеха":

Поясним, что конкретно происходит. В качестве исходного сырья на завод поступает черновая медь, которую из медного концентрата получают в Карабаше; также в переплавку идут металлолом и остатки анодов, которые накапливаются на заводе по завершении всей цепочки (об этом позже). Задача металлургов — из черновой меди с примесями получить ту самую “четыре девятки”, то есть на 99,99% чистую. Первый этап очистки меди называется “рафинирование”.

Сначала из лома следует отлить медные аноды. Это плиты, похожие по форме на рыцарские щиты с “ушками” по краям. Оговоримся: аноды еще не “четыре девятки”!

Давайте переместимся из “исторической части” в новый цех по соседству, чтобы посмотреть на производство анодов поближе. В новом литейном цехе все аналогично, только оборудование побольше… и более высокопроизводительное. Начнем опять-таки с печи.

Анодная печь и погрузчик "нового цеха":

Анодная печь полностью автоматизирована, работает круглосуточно и контролируется одним оператором.. На фото — его рабочее место.

На фото ниже — рафинировочный шлак, то есть оксиды металлов, от которых очищается медь при переплавке. Кстати, какое-то количество меди в шлаке осталось, и ее еще извлекут в дальнейшем.

Расплавленный металл автоматически дозируется (разливается) по изложницам с точностью плюс-минус один килограмм, медь остывает, а затем аноды извлекают и перемещают дальше. Пролистайте галерею, красота невероятная!

Изложницы

Розлив

Розлив

Розлив

Розлив в изложницы

Еще розлив

В огнеупорные “ванночки” — изложницы — разливается расплавленная медь. После остывания анод извлекают.

В прошлом веке розливом управлял человек, “на глазок”, поэтому аноды получались с достаточно большим разбросом массы.

Готовые аноды по рельсам увозят в отделение электролиза.

Анод превращается… превращается…

Следующая остановка — большой цех электролиза. Здесь и происходит окончательное рафинирование меди. Встречает нас главный технолог цеха электролиза меди Евгений Самсонов.

Чтобы понять происходящее, придется вспомнить школьный курс физики. Электролиз — процесс выделения на электродах составных частей растворов веществ. В нашем случае выделяться будет чистая медь, а пока еще присутствующие примеси (на уровне десятых долей процента) уйдут в шлам.

Медный анод и пластину из нержавеющей стали — “матрицу” — опускают в ванну с электролитом и подают ток. На аноде “плюс”, на матрице “минус”. Ионы меди с анода “убегают” в электролит и пристают к матрице — на катод. Примеси остаются в электролите. В итоге, через 15 дней анод полностью исчезает, растворяется, остаются практически только крепежные уши (их потом снова переплавят). За это время катоды с медью “четыре девятки” достанут из ванны три раза.

Евгений Самсонов перечисляет: в одной серии — две линии, в каждой линии — 20 железобетонных ванн. В цехе два отделения по десять серий. А в каждой серии 800 матриц. Итого 16 000 матриц. И 400 ванн.