Способ переработки медьуглеродсодержащих пылей Советский патент 1984 года по МПК C22B7/02 

( 4 СЛ СЛ Изобретение относятся к цветной металлургии и может быть мспопьзовано ня медеплавильных заводах,, Известен способ переработки окист ленных материаловS согласно которому исходные материапы смешивают г, восстановителем и сульфидизатором и подвергают циклонной плавке в слабовосстановительной Атмосфере , Недостатком этого способа является невозможность его использования для переработки углеродсодержащих матери алов, так как он не предусматривает удаление углерода из перерабатываемого материала5 (плавку осушестнлягот с добавкой углерода и в восстановительной среде), Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки медьуглеродсодержащих материалов, например медных концентратов, по которому из исходного материала вначале удаляют окислительным обжигом у лерод до остаточного его содержания ,1-2%р а затем твердый продукт обжига (огарок) плавят на штейн 2, Недостатки известного способа многопередельность, обусловленная раз дельностью операций удаления утлерода и плавки; {изкая эффективность удаления углерода, связанная с рег.лиза-цйей тепло- и массообменных процессов в слое; окисление и удаление в газо::Е;у фазу не только углерода; но и значительной части серы перерабать-ваемогс материала; сложность практической pea лизациИд обусловленная строгим рег.па ментированием остаточного содержания углерода в твердом продукте обжига. Целью изобретения является интексификацияг процесса и его упроще:- ие, Поставленная цель достигается тем, что при способе переработки мед: углеродсодержащих пылей обезуглеро-живание окислением и извлечение меди 3 штейн осуществляют плавкой 1сходной ть1ли совместно с твердыми окислргтеляг углерода, выбранными из групшз1э содер жащей сульфат кальция5 известняк илг их смеси, в количестве 15-30% от масс пыли и сульфидизатором при соотношеf HH масс сульфидиэатора и твердого окислителя (О,);1„ Способ осуществляется следутошд-1м образом, Медьуглеродсодержащзта пьшъ, смеша ь::ую с сульфидизатором, напри гер риалом,, содержащим серу (пиритный, гТедг.ый и.н-; 1-и::;и{о-цинковьп1 КхО 1центрат) плавят сопмест о с твердыми окис.чителями (гнпС; известняк) Б злектро- или UiEKjToHHOFi печи в слабовосстановительной атмосфере а В результате плавки достигается удаление углерода за счет нза1э.одействий. протекаюпгих в системе сульфидиэ;нтор - твердый окислитель - углерод, при этом получают металлизированный штейн с различной гтепенью металмизации (30-40%) и отва 1ъпът шлак. Продукты плавки - металлизованный и бедный аксиднь Й расплав - мо гуТ быть пареработань путем слипа, ггапример, в отражательную печь с извлечением меди из металлизированного штейна в штейн отражательной плавки модного сырья и одновременным обедртегчием шлакок по меди и путем их предварительного разделения с последующим сливом металлизированного штейна на шлаков:,1о ванну, например, той же-от рйжате.аьной печи или его использоваMiiGM ,цля обеднения других шлаков мед ной плавки (конвертерных и др), при этом бедный оксидый расплав от плавки медь у гле род с сд е ржагоей пьши н а правляемся в отвал о Расход твердых окислителей 13-30% от массы пыли обусловлен необходимостью максимального удаления из нее угдерода за счет реализал.ии взаимодействий в системе гипс (известняк) - углеро; ; и определяется исходной концентра; ией углерода в 1;едьуглеродсодержащей пьшИо ТаК; нижний (15%) и верхний (30%) пределы расхода твердых окислителей отвечапт соответственно минимальному (18%) и макст-.1альному (30%) содержанию углерода в исходной медьугперодсодержащей пъши В принципе процесс переработки последней может быть осуществлен к при расходе твердых окислителей превьпцшо1цк:. верхние пределы, од14ако это приводит к з-величеник) потерь меди за счет роста выхода шлака и повышения содержания в нем неди Массовое соотношение сульфидизатора и твердого окислителя (О,,5-- ,5) : определяется из условия обеспечения глубокого протекания реакций в сиете-MS С}7льфдциэатор - твердый окислитель - углерэд„ необходимого для иззлеченкя меди в штейн с определенной степенью металпизацик причем верхний к пределы соотношений масс сульфпдизатора и твердых окислителей отвечают получению штейна, содержаще го 10-20% меди. Применение способа позволит инте} сифицировать процесс удаления углеро да и извлечь в одну операцию медь в самостоятельный продукт, пригодньпЧ дл последуищей переработки известными способами. Способ испытывают применительно к медьуглеродсодержащей пыли шахтных печей. Эксперименты ведут в циклонной установке производительностью 5 т/сут. В опытах используют пыль шахтных печей, медный и пиритный концентраты, гипс и известняк. Пример 1. Шихту, состоящую из медьуглеродсодержащей пыли и сульфидизатора - медного концентрата плавят совместно с твердым окислитеяем - известняком при коэффициенте и бытка воздуха 0,8-0,9« Расход медного концентрата и известняка составляет соответственно 33,0 и 22,5% от массы пыли, что отвечает соотношению масс сульфидизатора и твердого окислителя 1,46. В результате плавок при 1250-1300 получают штейны, содержателе (в среднем) 27,0% Си и шлаки с 0,4% Си.Выход штейна и шлака соответственно 36,0 и 61,2% от массы пыли. Извлечение меди из шихты в штейн 96,0%. Степень удаления углерода 94,0-96,0%. Пример 2, Медьуглеродсодержа щую пыль с добавкой к ней сульфидизатора (пиритный концентрат) плавят совместно с твердым окислителем (гипс, известняк). Расход последних варьируют в пределах 10-35% от массы пыли, а количество сульфидизатора в шихте задают из расчета получения массового соотношения FeSj/CaSQ CCaCOp близкого к единице. Проверяют десять вариантов плавок, характеризующихся следующим расходом твердого окислите пя. % от массы пыли: Плавка 1 Плавка 7 Плавка 8 Плавка 9 Плавка 10 В результате проведенных при 12501350 С плавок 1 и 2 получают металлизированные штейны со степенью меГаллизации 30,0-35,0% и шлаки содержащие 0,18-0,30% Си при их выходе соответственно 20,0-25,0 и 55,0-60,0% от массы пьши. При этом извлечение меди в штейн 93,0-95,0%, а степень удаления углерода 90-95%. Увеличение расходов сульфидизатора и твердых окислителей приводит к незначительному изменению составов штейна и шлака, а з/меньшение расходов твердых окислителей - к заметному повьш1ению температуры процесса (1 400-1 420°С против 1250-1350 0 в плавках 1-6), что обусловлено низкой степенью удаления углерода (75-80%). По этой причине повьш1ается степень металлизации штейна до 45-50%, содержание серы в нем уменьшается до 11,7% что приводит к настылеобразованию на подине печи. Результаты плавок, вьтолненных при расходах твердых окислителей вьшге 30% J отличаются повьш1енным выходом П1лака и вь соким содержанием в нем ,;, что обусловлено переокислением железа за счет высокого кислородного потенциала расплава. Так, выход шлака 65,0-66,4% от массы пыли, а содержание меди 0,35-0,43%. Извлечение меди в штейн 80-85%. Степень удаления углерода незначительно отлича- ется от данных плавок 5 и 6. Пример 3. Плавки проводя по примеру 2, однако в качестве твердых окислителей используют смеси CaSO:, и СаСОэ с массовым соотношением 1:1, Испытывают три расхода твердого окислителя, % от массы пыли: 1 - 15,0 СаБОч и 2 - 22,5 СаЗОц и СаСО-,; 3 - 30,0 CaSO, и при отношении в шихте FeS2 и твердого окислителя 1:1. Результаты этих плавок практически не отличаются от данных, получен ных в примере 2. Так, в средней пробе штейна содержится 15,5% Си, 16,0% S, 65,0% Fe. Степень металлизации 39,6%. Шлак содержит 0,26% Си, Пример 4. Плавку медьуглеродсодержащей пыли проводят при постоянном расходе СаЗОц- (22,5% от массы пыгги) и различном количестве пиритного концентрата в шихте. Весо вое соотношение FeS /CaSuy 0,3;1,7, В результате плйвок при массовом соотношении FeSj/CaSO 0,5 получают штейн (17,8% Си) со степенью металлизации 38,5% и шлак. Их вькход соо ветственно 26,7 и 50,7% от массы пы ли. Извлечение меди в штейн 94,9%,) степень удаления углерода 94,2% Плавка при весовом соотногении FeSj/СаЗОц/ 1,5 сопровождается получением более бедного по меди штейна и увеличением его выхода. Так, штей содержит 13,5% Си, 15,5%, S, 68,5% Fe (степень металлизации 42,2%)j а его выход 35,0% от массы пьши. Сост шлака незначительно отличается от предьщущих: 0,25% Си, 21,7% Fe, 37,4% SiO,j, 10,5% AljOj, 20,2% СаО„ Выход его 63,3% от массы пыли. Извл чение меди в штейн и степень удаления углерода 94,5 и 96,0% соответственно. При плавке пыли с массовым соотношением FeSj/CaSOif 0,3 получен более богатый штейн (19,5% Си,, 20% S, 59,5% Fe) и шлак, содержащий 0,35% меди. Выход штейна от массы пыли, что соответствует извлечению меди 89,5%. Степень удаления углеро отличается незначительно от данных полученных при плавке пьши с массовыми соотношениями FeS,,/CaSOd) 0,5 и 1,5, и составляет 93,5%. В процессе плавки пыли при массовом соотношении FeSj/СаЗОч 1,7 получен относительно бедный штейн, содержащий 10,0-12,0% медио Его выход 38jO% от массы пыли -Извлечение меди в штейн, состав шлака и степень удаления углерода отличаются несущественно с находятся: на уровне показателей, полученных при плавке пьши с массовыми соотношениями 0,51 1j,0 и 1,5 (FeS,/CaSO). Проведены опыты по обеднению шлаков в отражательной плавки (0,60,7% Си, 35,2% Fei 38,0% SiO) металлизованньЕМ штейном (15,5% Cu| 165.0% 83 65,0% Fe), полученным в примере 3 при его расходе 8,0-12% от массы шлака В результате плавки ( в электропечи мощностью 100 кВ А) шлака с металлизированным штейном получен шлак с остаточным содержащием меди 0,305,35%. При этом штейн содержит 18,2% Си, а его выход 8,2-12,5% от массы исходного шлака. Степень обезмеживания шлака 41,5-52,0%, Таким приведенные примеры указывают на высокую эффективность )-шавки медьуглеродсодержащей -ПЫЛИ совместно с твердыми окислитеями и сульф.идизатором.

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДЬУГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПЫЛЕЙ,включающий их обезуглероживание окислением и извлечение меди плавкой на штейн ,о1личающийс я тем,что, с целью интенсификации процесса и его упрощение, обезуглероживание и извлечение меди в штейн осуществляют плавкой исходной пыли совместно с твердыми окислителями углерода, выбранными из группы, содержащей сульфат кальция, известняк или их смеси, в количестве 15-30% от массы пыли и сульфидизатором при соотношении масс сульфидизатора и твердого окислителя