Способ огневого рафинирования черновой меди Советский патент 1984 года по МПК C22B15/14 

11 Изобретение относится к цветной металлургии и может бьггь использовано при огневом рафинировании черновой меди с повьппенным содержанием никеля. Известен способ огневого рафинирования черновой меди, в котором продувку расплава черновой меди в окислительный период осуществляют паросодержащей базовой смесью Щ, Наиболее близким по технической и достигаемому результату к изобретению является способ огневого рафинирования черновой меди, включающий окислительною продувку ее расплава смесью воздуха и паров воды И. Недостатком обоих способов является то, что они не позволяют очистить медь от примесей, например . никеля в необходимой степени. Цель изобретения - снижение Содержания примесей в анодной меди и интенсйфикац1$я процесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу огневого рафинирования черновой меди, включающему окислительнзпо продувку ее расплава смесью воздуха-и паров воды, продувку расплава ведут смесью, содержащей 60-70 об.% паров воды, нагретой до 1250-1380 0. Результаты фазового анализа твердых образцов черновой меди с содержанием никеля 0,5%, полученных после обдува медного расплава воз;1у хом и паровоздушной смесью с различ ной в ней концентрацией Н20 (г), по показывают, что максимальная скорост окисления никеля, равная 0,5 мг/мм м ндб йщается, начиная с концентрации 60%. Щ)и указанном содержании в дяного пара степень удаления шткеля с поверхности образца в шлак за 60 мин продувки составляет 34%. При увеличении (г) в дутье свыше .70 скорость поверхностного окисления никеля уменьшается до 0,15 ми и соответственно степень его удаления за аналогичную продолжителькость Дутья составляет 12%. Снижение полноты поверхностного окисления никеля при концентрации водяного пара в дутье свьппе 70% обу ловлено началом процесса окисления меди парами воды и последукицим взаимодействием закиси меди с никелем в объеме расплава. Об этом свидетельствует увеличение доли закиси меди (CUjO) в твердых образцах меди с 16% (при обогащении дутья 60%) до 28% (при насыщении окислителя парами воды 70%). Предварительный нагрев дутья обеспечивает повьшение скорости окисления никеля, так как полнота ее протекания лимитируется стадией адсорбции водяного пара на поверхности расплава. В зтом случае определяющим фактором является температура. Ь&1нимальное значение температуры обусловлено необходимостью нагрева расплава в зоне подачи дутья, температура которого несколько выше температуры жидкой металлической меди. При увеличивается скорость растворения CUjO в жидкой меди и преобладающая часть никеля окисляется в объеме расплава. В этом случае применение увлажненного дутья становится нецелесообразным, так как большая часть никеля удаляется путем его взаимодействия с закисью меди в жидкой фазе. Последнее увеличивает продолжительность рафинирования. Щ)И 1250 С скорость окисления никеля с поверхности расплава достигает значения. 1,6 мг/мм.мин. В сравнении с неподогретым дутьем степень перевода никеля в шлак за 60 мин возрастает на 70 отн.% и составляет 57,8%. 1й)и нагреве дутья свыше скорость поверхностного окисления никеля снижается до 1,4 мг/мм мин. и за 60 мин продувки степень его перевода в шлак составляет 48%. Результаты фазового анализа показывает, что наряду с этим возрастает количество в объеме расплава на 23 отн.%. Вьпие указанные условия продувки жидкой меди паровоздушным окислителем позволяют интенсифицировать протекание процессов прямого взаимодействия никеля с парами воды при минимальном окислении металлической меди. Наиболее эффективно этот процесс реализуется на высокоразвитой поверхности контакта фаз: газовый пузырь-расплав. Высокотемпературный нагрев паровоздушной смеси можно осуществить, например, подачей водяного пара под топливо-окислительньй факел верти3калькой фурмы, с помощью которой возможна интенсификация плавления и окисления твердой меди. Насыщение продуктов сгорания топлива парами воды в этом случае необходимо произ водить с учетом состава факела и ег температуры. Пример. На огневое рафиниро вание поступает черновая медь с содержанием 0,5% никеля. Продувку расплава осуществляют комбинированным окислителем, т.е. смесью водяного пара и воздуха при различных концентрациях пара и температурах. Зависимость степени перевода никеля в шпак от состава смеси, про должительности, ее окисления и темпе ратуры представлена в таблице. Из данных таблицы следует, что при обогащении дутья парами воды 60-70% и обычной комнатной температуре или нагреве до 15СРс за 58,7 и 60,1 «н продувки можно достигнуть степени удаления никеля соответстве но 34,0 и 35,3%. Согласно известном способу при обогащении окислителя Hj О (г) до 30% степень перевода никеля в шпак составляет 19,0%, т.е. 25 представляется возможным увеличить этот показатель на 16,3 отн.%. При увеличении содержания влаги в дутье до 80% и выше продолжительность рафинирования возрастает до 65 мин, а степень перевода никеля в шпак снижается, до 21,4%. Повышение температуры до 12501380°С йозволяет увеличить степень перевода никеля в шлак до 57,8-60,3 и 60,1-62,7% соответственно, прсщолжительность окисления при этом снижается до 60,0-56,9 мин. Дальнейшее увеличение температуры приводит к уменьшению степени перевода никеля в шлак до 48,6% при возрастании времени-окисления до 65,4 мин. Следовательно, насыщение дутья парами воды до 60-70% и его нагрев до 12501380 С являются оптимальными параметрами по составу и температуре комбинированного окислителя. -Его использование по сравнению с известнън позволяет сократить продолжительность рафинирования на 14,3 мин и yвeличиtь степень перевода никеля в шлак на 43,7 отн.%

Продолжение таблицы

СПОСОБ ОГНЕВОГО РАФИНИРОВАНИЯ ЧЕРНОВОЙ МЕДИ, включающий окислительную продувку ее расплава смесью воздуха и паров воды, отличающийся тем что, с целью снижения содержания примесей в анодной меди и интенсификации процесса, продувку расплава ведут смесью, содержащей 6070 об.% паров воды, нагретой до 1250-1380°С. g