2. Pyrometallurgisten prosessien luokittelu
(1) Liekkisulatus
Liekkisulatukseen kuuluu kolme tyyppiä: Inco-liekkiuuni, Outokummun liekkiuuni ja ConTop. Liekkisulatus on sulatusmenetelmä, jossa hyödynnetään hienoksi jauhettujen materiaalien valtavaa aktiivista pintaa sulatuksen reaktioprosessin vahvistamiseksi. Kun konsentraatti on syvästi kuivattu, se suihkutetaan reaktiotorniin hapella rikastettua ilmaa yhdessä kuivatun juoksutteen kanssa. Konsentraattihiukkaset suspendoituvat ilmaan 1-3 sekunniksi, ja sulfidimineraalit hapettavat nopeasti korkean lämpötilan hapettavan ilmavirran vaikutuksesta vapauttaen suuren määrän lämpöä sulatusreaktion eli kiven valmistusprosessin loppuunsaattamiseksi. Reaktiotuotteet putoavat liekkiuunin sedimentaatiosäiliöön sedimentaatiota varten, jolloin kuparikivi ja kuona erottuvat edelleen. Tätä menetelmää käytetään pääasiassa sulfidimalmien, kuten kuparin ja nikkelin, mattasulatukseen.
Liekkisulatuksen tuotanto aloitettiin 1950-luvun lopulla, ja sitä on mainostettu ja käytetty yli 40 yrityksessä. Jatkuvan parantamisen ansiosta se on saavuttanut merkittäviä saavutuksia energiansäästössä ja ympäristönsuojelussa. Tämän prosessitekniikan etuna on suuri tuotantokapasiteetti, alhainen energiankulutus ja vähemmän saasteita. Yhden järjestelmän kuparin maksimituotantokapasiteetti voi olla yli 400,000 t/a, mikä soveltuu yli 200,000 t/a tehtaille. Raaka-aineet on kuitenkin kuivattava syvästi alle 0,3 %:n kosteuspitoisuuteen, tiivisteen hiukkaskoko on alle 1 mm ja lyijyn ja sinkin epäpuhtaudet raaka-aineissa eivät saa olla yli 6 %. Prosessin haittoja ovat monimutkaiset laitteet, korkea savunopeus, korkea kuparipitoisuus kuonassa ja se on tyhjennettävä.
Kilpailukykyisin, nopeimmin kasvava ja teollisesti sovelletuin liekkisulatus on Outokummun liekkisulatus. Tällä menetelmällä tuotetun kuparin määrä muodostaa yli kolmanneksen maailman kuparin tuotannosta. Liekkisulatuksen etuna on kypsä ja luotettava tekniikka, korkea automaatioaste, korkea tuotantointensiteetti, alhaiset käyttökustannukset ja hyvä ympäristönsuojelu. Sitä kutsutaan tavalliseksi puhtaaksi kuparin sulatusprosessiksi.
Outokummun liekkiuuni: Tämä teknologia on maailman edistynein kuparin sulatustekniikka, jolla on energiansäästö, ympäristönsuojelu ja korkea hyötysuhde. "Double flash" kuparin sulatustekniikka tietokoneella tapahtuvan online-optimoinnin ohjausjärjestelmän avulla on johtavassa asemassa maailman kuparin sulatusvalikoimassa. Ympäristövaatimusten tiukentuessa vanhojen sulattojen PS-muuntimet ovat vanhentumassa eivätkä täytä ympäristövaatimuksia. Lämpötasapainon ja kuonanmuodostuksen näkökulmasta PS-muuntimella sulatetun kiven laatu ei todennäköisesti ylitä 65 %. Koska flash-puhalluksessa voidaan kuitenkin käyttää korkean pitoisuuden happipitoista puhallusta, lämpötasapaino voidaan taata, joten liekkisulatuksen avulla sulatetun kiven laatu voi saavuttaa tai jopa ylittää 70 %, jolloin sulatustehokkuus on erittäin korkea, mikä on linjassa kuparin liekkisulatuksen "neljä huippua" -tekniikan kehityssuuntaus - korkea syöttö, korkea laatu, korkea happipitoisuus ja korkea lämpökuorma.
