يحتل صهر النحاس في الفرن العاكس، وهو عملية صهر تقليدية ومتطورة، مكانة محورية في صناعة صهر النحاس. تُمكّنه خصائصه الفريدة من معالجة مُركّزات النحاس بدرجات متفاوتة، واستخراج النحاس من خامه بفعالية. تشمل العملية عدة مراحل رئيسية، بدءًا من التحضير الدقيق للمواد الخام ووصولًا إلى سلسلة من العمليات اللاحقة المعقدة والمنهجية. كل خطوة مترابطة ومترابطة بشكل وثيق، مما يضمن كفاءة واستقرار عملية صهر النحاس. فيما يلي شرح تفصيلي لسير عملية صهر النحاس في الفرن العاكس.

إعداد المواد الخام:

صهر النحاس من المُركّز الخام: يُوضع مُركّز النحاس عالي الجودة مباشرةً في الفرن بعد التجفيف. العملية قصيرة، لكن سرعة الانصهار بطيئة.

صهر النحاس الرملي المحمص: يُحمَّص مُركَّز النحاس منخفض الجودة وعالي الكبريت أولاً لإزالة الكبريت، ثم يُوضع الرمل المحمص في الفرن. يستهلك هذا الصهر وقودًا أقل، لكن العملية مُعقَّدة.

المكونات والخلط:

وفقًا لتركيبة المُركّز، يُختار المُركّز المقاوم للحرارة (عالي تركيز SiO₂ وAl₂O₃) والقابل للانصهار، وتُضاف مواد صهر مثل حجر الكوارتز والحجر الجيري. يُخلط الخليط بالتساوي باستخدام مطحنة كرات رطبة لزيادة سرعة الانصهار.

الإضافة والتذويب:

تُضاف الشحنة عبر أنبوب شحن أعلى الفرن، مُشكِّلةً منحدرًا لحماية جدرانه. يجب أن يكون ارتفاع المنحدر معتدلًا (على سبيل المثال، لفرن بعرض 8 أمتار، يجب أن يتراوح بين 1100 و1200 مم) لتجنب انخفاض انتقال الحرارة الإشعاعية بسبب ضيق السطح المكشوف لحوض المصهور.

تفاعل الصهر:

يتم تجفيف الشحنة وتحللها على منحدر الشحنة ثم صهرها، وتتدفق إلى حوض المنصهر للتفاعل مع خبث المحول (المحتوي على Fe₃O₄) لإنتاج خام النحاس والخبث.

وضع طبقة من النحاس المطفي وإزالة الخبث:

يتم تفريغ خام النحاس من مخرج النحاس عن طريق السحب أو الحفر، ويتم معالجة الخبث عن طريق التبريد بالماء أو النقل الساخن.

تُحقق عملية صهر النحاس في الفرن العاكس صهرًا فعالًا للنحاس من خلال سلسلة من الخطوات الدقيقة، تشمل تحضير المواد الخام، والتجميع والخلط، والشحن والصهر، وتفاعل الصهر، وتفريغ المواد الخام، وإزالة الخبث. ورغم استمرار ظهور تقنيات جديدة لصهر النحاس مع التقدم التكنولوجي، إلا أن صهر النحاس في الفرن العاكس، بمزاياه المتطورة والموثوقة وقابليته للتكيف، لا يزال يلعب دورًا لا غنى عنه في مجالات محددة، ويساهم بشكل كبير في تطوير صناعة صهر النحاس.