Шахтные печи применяют для плавки на штейн богатой медной руды, когда она находится в больших кусках. Однако применение шахтных печей менее экономично, чем отражательных.

Жидкий штейн перерабатывают в черновую медь в особых конвертерах (рис. 11), имеющих вид вращающихся барабанов. Внутри стального кожуха барабана находится огнеупорная магнезитовая футеровка 2, через которую проходят фурмы 3 для подачи воздуха. Заливка штейна и закладка кварцевого флюса производится через горловину 1. Слив шлака и черновой меди производят при повороте конвертера на роликах 4.

Процесс осуществляется в два этапа: вначале при температуре 1250—1350° С образуется закись железа, переходящая в шлак, а также улетучивается сернистый газ. После слива шлака оставшаяся полусернистая медь окисляется закисью меди и получается чистая медь. Продолжительность цикла 10—12 ч, производительность печи до 85 т черновой меди за один цикл. Рафинирование черновой меди производят, чтобы удалить из ,нее вредные примеси и растворенные газы. Различают огневое и электролитическое рафинирование. При огневом способе рафинирования меди в печь, подобную отражательной, загружают твердую или жидкую черновую медь.

Закись меди окисляет примеси, отходящие в шлак при вдувании воздуха через слой жидкой меди. Восстановление меди из избытка ее закиси, производят древесным углем, засыпаемым в жидкий металл. Цикл длится 10—14 ч (при загрузке жидкой меди). Электролитическое рафинирование производят после огневого для получения особо чистой меди. В этом случае рафинированная огневым способом медь отливается в плиты, которые подвешивают в качестве анодов в электролитических ваннах.

При пропускании тока чистая медь с плит осаждается на катодах, представляющих собой листы из чистой меди толщиной 0,5—0,7 м. При этом золото, серебро, теллур, селен, находящиеся в черновой меди, оседают на дно ванны с электролитом (серной кислотой).

Производство алюминия.

Основным сырьем для производства алюминия служат бокситы, содержащие 32-60% глинозема Al2O3 . К важнейшим алюминиевым рудам относятся также алунит и нефелин. Россия располагает значительными запасами алюминиевых руд. Кроме бокситов, большие месторождения которых находятся на Урале и в Башкирии, богатым источником алюминия является нефелин, добываемый на Кольском полуострове. Много алюминия находится и в месторождениях Сибири.

Алюминий получают из оксида алюминия Al2O3 электролитическим методом. Используемый для этого оксид алюминия должен быть достаточно чистым, поскольку из выплавленного алюминия примеси удаляются с большим трудом. Очищенный Al2O3 получают переработкой природного боксита.

Основное исходное вещество для производства алюминия - оксид алюминия. Он не проводит электрический ток и имеет очень высокую температуру плавления (около 2050 oC), поэтому требуется слишком много энергии.

Необходимо снизить температуру плавления оксида алюминия хотя бы до 1000 oC. Такой способ параллельно нашли француз П. Эру и американец Ч. Холл. Они обнаружили, что глинозем хорошо растворяется в раплавленном криолите - минерале состава AlF3 .3NaF. Этот расплав и подвергают элктролизу при температуре всего около 950 oC на алюминиевых производствах. Запасы криолита в природе незначительны, поэтому был создан синтетический криолит, что существенно удешевило производство алюминия.

Гидролизу подвергают расплавленную смесь криолита Na3 [AlF6 ] и оксида алюминия. Смесь, содержащая около 10 весовых процентов Al2O3 , плавится при 960 oC и обладает электропроводностью, плотностью и вязкостью, наиболее благоприятствующими проведению процесса. Для дополнительного улучшения этих характеристик в состав смеси вводят добавки AlF3, CaF2 и MgF2. Благодаря этому проведение электролиза оказывается возможным при 950 oC .

Эликтролизер для выплавки алюминия представляет собой железный кожух, выложенный изнутри огнеупорным кирпичем. Его дно (под), собранное из блоков спресованного угля, служит катодом. Аноды (один или несколько) располагаются сверху: это - алюминиевые каркасы, заполненные угольными брикетами. На современных заводах электролизеры устанавливаются сериями; каждая серия состоит из 150 и большего числа электролизеров.

При электролизе на катоде выделяется алюминий , а на аноде - кислород. Алюминий , обладающий большей плотностью , чем исходный расплав, собирается на дне эликтролизера, откуда его периодически выпускают. По мере выделения металла, в расплав добавляют новые порции оксида алюминия. Выделяющийся при электролизе кислород взаимодействует с углеродом анода, который выгорает, образуя CO и CO2.