១. សេចក្តីផ្តើម
ការរលាយទង់ដែងដោយវិធីសាស្ត្រ Pyrometallurgical នៅតែជាមធ្យោបាយលេចធ្លោសម្រាប់ការផលិតទង់ដែងចម្រាញ់បឋម ដែលមានចំនួនជាង 80% នៃសមត្ថភាពសកល។ ដំណើរការនេះបំប្លែងសារធាតុស្ពាន់ស៊ុលហ្វីតប្រមូលផ្តុំ (ជាចម្បង chalcopyrite, CuFeS₂) ទៅជាទង់ដែងកាតូតដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ (≥99.99% Cu) តាមរយៈប្រតិបត្តិការលោហធាតុសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាបន្តបន្ទាប់។ អត្ថបទនេះរៀបរាប់លម្អិតអំពីសន្លឹកលំហូររួមបញ្ចូលគ្នាសំខាន់ៗ ដែលមានការរលាយភ្លាមៗ ការបំប្លែង ការចម្រាញ់អាណូត និងការចម្រាញ់អេឡិចត្រូលីត។
2. ការរៀបចំ និងការលាយសារធាតុចម្រាញ់
សារធាតុស្ពាន់ខាប់ (25-35% Cu) មកដល់តាមកប៉ាល់ធំៗ ហើយត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងឃ្លាំងដែលមានដំបូល។ មាតិកាសំណើមជាធម្មតាគឺ 8-12% ហើយត្រូវតែកាត់បន្ថយមកត្រឹម ≤0.3% ដោយប្រើឡដុតបង្វិល ឬម៉ាស៊ីនសម្ងួតប្រភេទគ្រែរាវ ដើម្បីការពារការផ្ទុះ និងការប្រើប្រាស់ថាមពលច្រើនហួសហេតុក្នុងការរលាយរ៉ែខាងក្រោម។
សារធាតុផ្សំស្ងួតត្រូវបានលាយជាមួយសារធាតុហ្វ្លុយហ្ស៍ (រ៉ែថ្មខៀវ ថ្មកំបោរ) សារធាតុបម្លែង និងសារធាតុបំលែងក្នុងសមាមាត្រដែលបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងច្បាស់លាស់។ រោងចក្រទំនើបប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ចំណីឌីសស្វ័យប្រវត្តិ និងប្រព័ន្ធក្រឡាផ្ទុកដែលសម្រេចបានភាពត្រឹមត្រូវនៃការលាយក្នុងរង្វង់ ±0.5%។
៣. ការរលាយលោហៈភ្លាមៗ
ការរលាយដោយប្រើពន្លឺភ្លឹបភ្លែតៗ គឺជាបច្ចេកវិទ្យាទំនើបបំផុតសម្រាប់ការព្យាបាលសារធាតុស្ពាន់ស៊ុលហ្វីតប្រមូលផ្តុំ ដែលត្រូវបានតំណាងទូទាំងពិភពលោកដោយឡដុតកម្ដៅភ្លឹបភ្លែតៗ Outotec (ឥឡូវ Metso) និងឡដុតអុកស៊ីសែនដែលផលិតនៅប្រទេសចិន។
៣.១ គោលការណ៍ដំណើរការ
សារធាតុស្ងួតត្រូវបានចាក់ចូលទៅក្នុងចរន្តខ្យល់ក្តៅដែលសម្បូរដោយអុកស៊ីហ្សែន (កំហាប់អុកស៊ីហ្សែន 75-90%) នៅសីតុណ្ហភាព 850-950°C។ ប្រតិកម្ម (សម្ងួត អុកស៊ីតកម្ម ស្លេកស្លាំង និងការបង្កើតជាម៉ាត់) បញ្ចប់ក្នុងរយៈពេល 3-5 វិនាទី ដោយមានប្រតិបត្តិការកម្ដៅស្វ័យប្រវត្តិដែលរក្សាកម្ដៅប្រតិកម្ម។ ប្រតិកម្មសំខាន់ៗរួមមាន៖ 4CuFeS₂ + 9O₂ → 4CuS + 2Fe₂O₃ + 8SO₂ 2FeS + 3O₂ + 2SiO₂ → 2FeO·SiO₂ + 2SO₂
៣.២ ឧបករណ៍សំខាន់ៗ
- អ័ក្សប្រតិកម្ម៖ កម្ពស់ ១១-១៤ ម៉ែត្រ អង្កត់ផ្ចិត ៧-៩ ម៉ែត្រ តម្រង់ជួរជាមួយឥដ្ឋម៉ាញ៉េស្យូម-ក្រូមកម្រិតខ្ពស់ និងស្រទាប់ទឹកស្ពាន់។
- អ័ក្សស្រូបយក និងស្រូបយក៖ ការបំបែកដោយទំនាញនៃលោហៈម៉ាត់ (65-75% Cu) និងស្លេស។
- ឡចំហាយកំដៅខ្ជះខ្ជាយ៖ ទាញយកកំដៅសមហេតុផលពី ~550°C ក្រៅឧស្ម័នសម្រាប់បង្កើតចំហាយទឹក។
- សមាមាត្រអុកស៊ីសែនទៅនឹងកំហាប់៖ 1.15-1.25 Nm³ O₂/t កំហាប់ស្ងួត
- សីតុណ្ហភាពអ័ក្សប្រតិកម្ម៖ ១២៥០-១៣០០°C
- សីតុណ្ហភាពម៉ាត់៖ ១១៨០-១២២០°C
- សមាមាត្រស្លាយ Fe/SiO₂៖ ១.១-១.៤, ទង់ដែងក្នុងស្លាយ ≤០.៦%
៣.៣ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រត្រួតពិនិត្យសំខាន់
សមត្ថភាពឡដុតពន្លឺតែមួយឈានដល់កម្រិតប្រមូលផ្តុំ 4000-5500 តោន/ថ្ងៃ ជាមួយនឹងប្រសិទ្ធភាពកម្ដៅ >98% និងការចាប់យក SO₂ ជិត 100%។
៤. ការបម្លែង
ម៉ាត់តេត្រូវបានផ្ទេរតាមរយៈម៉ាស៊ីនបោកគក់ ឬស្លាបព្រាដែលមានកំដៅអគ្គិសនីទៅកាន់ឧបករណ៍បម្លែង Peirce-Smith ឬឡដុតបម្លែងជាបន្តបន្ទាប់។
៤.១ ដំណាក់កាលបង្កើតស្លេស
ខ្យល់ដែលសម្បូរអុកស៊ីសែន (25-35% O₂) ត្រូវបានផ្លុំដើម្បីអុកស៊ីតកម្មស៊ុលហ្វីតជាតិដែក។ ស្លែដែលមានផ្ទុក Cu 2-8% ត្រូវបានច្របាច់យកជាតិខ្លាញ់ចេញពីក្នុងខ្យល់ រួចបញ្ជូនត្រឡប់ទៅការរលាយភ្លាមៗ។
៤.២ ដំណាក់កាលផលិតទង់ដែង
ការផ្លុំបន្តធ្វើឱ្យ Cu₂S កត់សុីទៅជាទង់ដែងពងបែក (98.5-99.3% Cu) នៅសីតុណ្ហភាព 1180-1230°C។
៥. ការចម្រាញ់ភ្លើងពីឡអាណូត
ទង់ដែងដែលធ្វើពីពងបែកត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងឡអាណូតដែលនៅនឹងកន្លែង ឬឡអាណូតដែលអាចផ្អៀងបាន 50-500 តោន សម្រាប់ការចម្រាញ់កាត់បន្ថយអុកស៊ីតកម្ម។
៥.១ ដំណាក់កាលអុកស៊ីតកម្ម
បំពង់ខ្យល់ ឬអុកស៊ីសែន យកសំណល់ Fe, Ni, As, Sb និង Bi ចេញជាស្លេសអណ្តែតទឹក។
៥.២ ដំណាក់កាលកាត់បន្ថយ
អុកស៊ីសែនត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយប្រើឧស្ម័នធម្មជាតិ ម៉ាស៊ូត ឬបង្គោលឈើដល់ 150-300 ppm។ ទង់ដែងចម្រាញ់ត្រូវបានចាក់ចូលទៅក្នុងអាណូតទម្ងន់ 300-450 គីឡូក្រាម (Cu ≥99.0%)។
៦. ការចម្រាញ់អេឡិចត្រូលីត
អាណូតត្រូវបានដាក់ក្នុងកោសិកាអេឡិចត្រូលីត ជាមួយនឹងបន្ទះមេសំណ ឬទីតានីញ៉ូម ជាកាតូតក្នុងអេឡិចត្រូលីត CuSO₄-H₂SO₄។
៦.១ លក្ខខណ្ឌប្រតិបត្តិការ
- ដង់ស៊ីតេចរន្ត៖ ២២០-៣២០ អា/ម៉ែត្រការ៉េ
- វ៉ុលកោសិកា៖ ០,២២-០,៣២ វ៉ុល
- សីតុណ្ហភាពអេឡិចត្រូលីត៖ ៦០-៦៥°C
- Cu²⁺: 40-55 ក្រាម/L, H₂SO₄ ឥតគិតថ្លៃ: 150-220 ក្រាម/L
៦.២ ប្រតិកម្មអេឡិចត្រូគីមី
ការរលាយអាណូត៖ Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ ធាតុដ៏មានតម្លៃជាង (Au, Ag, Se, Te) រាយការណ៍ទៅកាន់ស្លេសអាណូត; ធាតុដ៏មានតម្លៃតិចជាងចូលទៅក្នុងដំណោះស្រាយ។ ការដាក់កាតូដផ្តល់ទិន្នផល Cu ≥99.993% ដែលបំពេញតាមលក្ខណៈបច្ចេកទេស LME ថ្នាក់ A។
៧. ការព្យាបាលក្រៅឧស្ម័ន និងការគ្រប់គ្រងបរិស្ថាន
ឧស្ម័នដែលសម្បូរទៅដោយ SO₂ ពីឡដុតពន្លឺ ឡបំលែង និងឡដុតអាណូត ត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ សម្អាតធូលី និងកែច្នៃនៅក្នុងរោងចក្រអាស៊ីតដែលមានទំនាក់ទំនងទ្វេ ដែលសម្រេចបានការទាញយកស្ពាន់ធ័រ >99.8%។ ឧស្ម័នកន្ទុយ SO₂ គឺទាបជាង 100 mg/Nm³។ អាសេនិច បារត និងលោហធាតុធ្ងន់ផ្សេងទៀតត្រូវបានយកចេញតាមរយៈដំណើរការឯកទេស។
៨. សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
ឧស្សាហកម្មផលិតលោហៈទង់ដែងសហសម័យសម្រេចបាននូវភាពបន្តបន្ទាប់ ស្វ័យប្រវត្តិកម្ម និងដំណើរការបរិស្ថានខ្ពស់។ សន្លឹកលំហូរការរលាយពន្លឺភ្លឹបភ្លែតៗ-ការចម្រាញ់អាណូតបម្លែងបន្ត-ការចម្រាញ់អេឡិចត្រូរ៉េនដែលរួមបញ្ចូលគ្នាផ្តល់នូវការស្តារទង់ដែងសរុប >98.5% និងការប្រើប្រាស់ថាមពលជាក់លាក់ 280-320 kgce/t cathode ដែលតំណាងឱ្យស្តង់ដារលំដាប់ពិភពលោក។ ការអភិវឌ្ឍជាបន្តបន្ទាប់ក្នុងការបង្កើនអុកស៊ីសែន បច្ចេកវិទ្យាផលិតទង់ដែងបន្ត និងការគ្រប់គ្រងដំណើរការឌីជីថលនឹងជំរុញប្រសិទ្ធភាព និងនិរន្តរភាពបន្ថែមទៀត។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២២ ខែធ្នូ ឆ្នាំ ២០២៥