СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАКОВ МЕДЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 1996 года по МПК C22B7/00 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам переработки промпродуктов медеплавильного производства.

Известен способ переработки оловосодержащих конвертерных шлаков медеплавильного производства, включающий их плавку в шахтной печи с добавкой 10% кокса и флюсов: известняка и кварца (Брянцев Я.В. и др. Цветные металлы, 1977, N 3, с. 4-7).

Недостатком этого способа является получение в качестве продукта низкокачественной черновой бронзы с высоким содержанием олова, свинца, никеля, драгоценных металлов и других примесей. Эта бронза требует дополнительной переработки в конверторе, к тому же очень высоки потери никеля и благородных металлов с черновой бронзой. Среди недостатков данного способа следует также отметить значительный расход топлива в шахтной плавке.

Наиболее близким к заявляемому является способ переработки шлаков и промпродуктов медеплавильного производства, содержащих медь, никель, полиметаллы и драгметаллы, включающий их плавку в присутствии восстановителя и флюса [1]
Известный способ предусматривает электроплавку указанных материалов с получением меди в виде черновой, в которую извлекаются благородные металлы. При этом олово, цинк и свинец концентрируются в шлаке.

Недостатком известного способа является низкое невысокое качество полученной черновой меди (марки МЧ 6, ОСТ 4833-79).

Кроме того, известный способ вызывает необходимость дополнительной переработки вторичного шлака, например, фьюмингованием, что связано с большим расходом энергоресурсов и значительно удорожает процесс.

Вторичный оловосодержащий шлак после фьюмингования снова поступает в медное производство (содержание меди в шлаке до 10 мас. и никеля до 2,0-2,5 мас.), при этом никель по-прежнему не извлекается.

Цель изобретения повышение качества получаемый черновой меди, селективное извлечение полиметаллов (олово, свинца, цинка) в возгоны, а благородных металлов в черновую медь и позволяет решить проблему извлечения никеля.

Цель достигается тем, что в известном способе переработки шлаков и промпродуктов медеплавильного производства, содержащих медь, никель, полиметаллы и драгметаллы, включающем их плавку в присутствии восстановителя и флюса, исходный материал обрабатывают плазмой нейтрального газа при поддержании температуры в ванне расплава не ниже 1460^оС с последующей подачей известкового флюса при достижении отношения содержания полиметаллов в шлаке к первоначальному (0,15-0,20), при этом расход восстановителя в процессе плавки поддерживают в количестве 0,5-0,8% от веса исходного материала.

Проведенные исследования позволили установить, что при обработке исходных шлаков и промпродуктов медеплавильного производства в плазменно-дуговой печи плазмой нейтрального газа происходит интенсивная отгонка олова, свинца, цинка. При этом снижение температуры процесса ниже заявляемой вызывает падение скорости отгонки, время обработки увеличивается и растут энергозатраты. При повышении температуры снижается стойкость футеровки печи (табл. 3).

Количество вводимого восстановителя и флюсов обеспечивает выделение в донную фазу механически захваченной и восстановленной меди в виде черновой, в которую извлекаются благородные металлы, при этом олово, свинец и цинк переходят в возгоны, никель и железо остаются в шлаке.

При расходе восстановителя более 0,8% ухудшается качество черновой меди, часть олова, железа и никеля переходит в металлический сплав. Снижение расхода восстановителя менее 0,5% повышает содержание меди в шлаке (табл. 1).

Существенно важным, как показали исследования, является подача известкового флюса при достижении отношения содержания полиметаллов в шлаке к первоначальному, равного 0,15-0,20. При величине данного соотношения, выходящей за заявляемые пределы, существенно ухудшается качество полученной черновой меди, а также наблюдается увеличение времени плазменной доработки, что приводит к значительному росту энергозатрат в процессе (табл. 2).

П р и м е р 1. В плазменно-дуговую печь заливают конвертерный шлак состава, мас. медь 26,3; никель 2,8; железо 29; олово 5,6; цинк 5,3; свинец 5,8; окись кальция 2,3; диоксид кремния 23.

Плавку ведут при 1460^оС, плазмообразующий газ азот. Расход восстановителя составляет 0,8% в пересчете на углерод. Известковый флюс подают при достижении отношения содержания полиметаллов в шлаке к первоначальному, равного 0,8. В качестве флюсов используют известь, известняк.

Черновую медь выпускают из печи по мере накопления, газы направляются в пылеулавливающие устройства. Полученная черновая медь соответствует марке МЧ-3 ОСТ 4883-79. Содержание благородных металлов, мас. золото 97,6; серебро 97,1.

Состав возгонов, мас. свинец 37,5; цинк 32,5; олово 15; медь 2.

Вторичный шлак, содержащий, мас. медь 0,7; никель 2,0; железо 18,6; цинк 0,10; олово 0,05; свинец 0,1; диоксид кремния 22; оксид кальция 18,1, направляют на переработку на никелевые заводы или на изготовление медно-никелевой лигатуры.

Результаты экспериментальных исследований приведены в табл. 1-4.

В табл. 1-3 приведены технологические показатели переработки конвертерного шлака заявляемым способом, доказывающие оптимальность заявленных признаков изобретения.

В табл. 4 приведены экспериментальные данные по сопоставлению заявляемого способа с прототипом.

Таким образом, по сравнению с прототипом применение заявляемого способа существенно повышает качество повышает качество получаемой черновой меди, дает возможность селективного извлечения полиметаллов свинца, цинка и олова в возгоны, благородных металлов золота и серебра в черновую медь, а также позволяет решить проблему извлечения никеля.

Использование: металлургия цветных металлов, в частности способы переработки шлаков медеплавильного производства. В способе переработки шлаков медеплавильного производства, содержащих медь, никель, полиметаллы и благородные металлы, перед подачей флюса и восстановителя исходный материал обрабатывают плазмой нейтрального газа, флюс подают при достижении отношения содержания полиметаллов в шлаке к первоначальному (0,15-0,20), а расход восстановителя в процессе плавки поддерживают в количестве 0,5-0,8 мас.% от веса исходного материала, при этом плавку ведут в присутствии известкового флюса. 1з. п. ф-лы, 4 табл.

1. Способ переработки шлаков медеплавильного производства, содержащих медь, никель, полиметаллы и благородные металлы, включающий подачу флюса и восстановителя и последующую плавку, отличающийся тем, что перед подачей флюса и восстановителя исходный материал обрабатывают плазмой нейтрального газа, флюс подают при достижении отношения содержания полиметаллов в шлаке к первоначальному 0,15 0,20, а расход восстановителя в процессе плавки поддерживают в количестве 0,5 0,8 мас. от веса исходного материала. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что плавку ведут в присутствии известкового флюса.