штейна, окислительный пирометаллургический процесс переработки жидких штейнов медного, никелевого и свинцового производств с целью получения чернового металла или сульфида цветного металла. К. осуществляется в конвертере путём продувки расплавленного штейна воздухом или техническим кислородом . При прохождении струи воздуха через расплав в первую очередь окисляются сульфиды тех металлов, у которых сродство к кислороду больше, чем к сере. В штейнах цветной металлургии таким металлом является железо. Образующиеся жидкие окислы железа шлакуются кремнезёмом , добавляемым в конвертер в качестве флюса .
Содержание SiO2 в шлаке 21-30%, остальное - окислы железа. Конвертерный шлак, имеющий меньшую плотность, чем штейн, всплывает и периодически удаляется из конвертера.
В медной промышленности процесс К. принято делить на два периода. Первый период заканчивается удалением из штейна всего железа. Оставшийся сульфид меди (белый матт) окисляется во втором периоде кислородом воздуха по реакции: Cu2S + O2 2Cu + SO2. Конечным продуктом К. медных штейнов является черновая медь.
В свинцовой промышленности К. подвергаются медно-свинцовые штейны, содержащие до 30% Cu, 10-20% Pb, 5-15% Zn, 20-40% Fe и 18-22% S. В первом периоде продувки одновременно с сульфидом железа частично окисляются сульфиды цинка и свинца. Окислы этих металлов при взаимодействии с кремнеземом образуют шлак. Часть цинка и свинца переходит в паровую фазу и улавливается в пылеулавливающих устройствах в виде конвертерной пыли. При переработке медно-свинцовых штейнов получаемая во втором периоде черновая медь отличается повышенным содержанием свинца (до 4%).
В никелевом производстве получение чернового металла из никелевых штейнов затруднено. Это связано с тем, что после удаления всего сернистого железа в первом периоде протекание реакции Ni3S2 + 2O23Ni + 2SO2 возможно лишь при температурах выше 1500 |С. температура же в обычных горизонтальных конвертерах не превышает 1400 |С. Поэтому процесс К. никелевых штейнов заканчивается на первом периоде получением так называемого файнштейна (Ni 77- 79%, S 23-21%), при продувке которого техническим кислородом можно получить никель. Вертикальные конвертеры для получения чернового никеля из файнштейна по конструкции напоминают конвертеры чёрной металлургии, кислород подаётся сверху через фурму .
Конвертерный процесс автогенен. Выделяющегося при окислении сульфидов тепла достаточно не только для поддержания штейна в конвертере в жидком состоянии, но и для расплавления добавляемых в расплав холодных присадок, содержащих цветные металлы. На некоторых заводах в конвертеры грузят рудный концентрат, подвергнутый предварительно окатыванию и сушке. Газы, образующиеся при К., содержат в среднем 3-4% SO2 и частично используются в сернокислотном производстве. Конвертерные шлаки, содержащие до 3% цветных металлов, являются оборотным продуктом и возвращаются в плавильные агрегаты. Конвертерную пыль, содержащую до 20-30% цветных металлов, обычно возвращают в конвертеры.
Лит.: Металлургия меди, никеля и кобальта, ч. 1-2, М., 1964-66; Шалыгин Л. М., Конвертерный передел в цветной металлургии, М., 1965.
В. Я. Зайцев.