Способ переработки мелкозернистых свинцовых и свинцово-цинковых медьсодержащих сульфидных концентратов Советский патент 1990 года по МПК C22B13/02 

Изобретение относится к цветной металлургии, преимущественно к свин- цово-цинковой i подотрасли, и может быть использовано при переработке свинцовых и свинцово-цинковых медьсодержащих материалов в кивцэтном агрегате.

Цель изобретения - повышение качества чернового свинца и упрощение рафинирования его от меди.

Пример. Обжиг-плавку ведут .при стехиометрическом расходе кислорода на полное окисление свинца, железа, цинка, при расходе кислорода

0,70(1 - п 1) нм3 02 на 1 кг серы в

шихте, где п 0,65-1,30 и охлаждают, нижний слой чернового свинца, прилегающий к подине, до 330-900°С, где РГ| и PC - содержание меди и серы

т

в шихте, мас.%.

При плавке свинцового или свинцово-цинкового медьсодержащего сульфидного сырья в смеси с окисленными пылями и флюсами при стехиометрическом расходе кислорода на окисление свинца, железа, цинка, т.е. 0,054 нм Ог на 1 кг свинца; 0,20 нм 02 на 1 кг

09 Ю

железа; 0,17 нм3 0, на 1

кг цинка.

и при расходе кислорода 0,70(1 - п -) нм 02 на 1 кг серы в шихте

где п 0,65-1,30, сера неполностью переходит в сернистый ангидрид и остается в расплаве обжига-плавки в соотношении сера:медь- от 0,65 до 1,30. Остающаяся в расплаве сера растворяется в образующемся при восстановлении металлическом свинце и связывает в сульфиды в первую очередь медь, а избыток серы взаимодействует со свинцом и другими металлами в соответствии с их сродством в сере

Сульфиды меди имеют относительно низкую растворимость в жидком свинце и переходят в самостоятельную фачу. Однако присутствие в металлическом свинце значительных количеств серы (сульфидов свинца) нежелательно, так ка«к для ее удаления из свинца на стадии его рафинирования требуется проведение специальной операции очист ки от серы. При соотношении сера:медь в расплаве обжига-плавки шихты от 0S65 до 1,30 количество серы достаточно для полного перевода присутствующей в свинце меди в сульфиды и в то же время избыток серы, оставшийся после образования упомянутых сульфидов меди, незначителен..Поэтому образование сульфидов свинца с их переходом частично в медный штейн и частично в черновой свинец9 протекает в низкой степени.

Таким образом, проведение обжига- плавки шихты в распыленном состоянии в атмосфере кислорода с получением расплава с весовым отношением се- ра;медь от 0,65 до 1,30 позволяет перевести всю медь в форму малорастворимых в металлическом свинце сульфидов и в то же время не приводит к заметному повышению содержания серы в получаемом свинце.

Поскольку при охлаждении примыкающего к подине слоя свинца толщиной О, мм очищаемый от меди свинец и удаляемая из него медь движутся в противоположных направлениях, то этим при высоте ванны свинца 0,6- 1,0 м обеспечивается совмещение трех непрерывных процессов: получения чернового свинца при плавке сырья, процесса непрерывного рафинирования чернового свинца от меди и непрерывного выпуска очищенного от меди свинца,

0

j

Q 5

5

0

5

5

Причем при охлаждении примыкающего к подине нижнего слоя свинца до температуры выше 900°С качество непрерывного рафинирования свинца от меди резко ухудшается. При охлаждении примыкающего к подине слоя свинца до температуры ниже 330° С качество очистки свинца от меди не улучшается, так как при этом происходит постепенное уменьшение высоты ванны расплавленного свинца, сопровождаемое повышением расхода электроэнергии для поддержания температуры шлака на уровне I200- 1400°С и возникают трудности выпуска очищенного от меди свинца.

Мелкозернистое свинцовое или свин- цово-цинковое сульфидное медьсодержащее сырье смешивают с флюсами и направляют на обжиг-плавку вместе с окисленными пылями в распыленном состояние в смеси с техническим кислородом или воздухом, обогащенным кислородом при стехиометрическом расходе кислорода 0,054 нм3 0„ на 1 кг свнн0

ца„

0,2 нм

5 02на 1 кг железа, кг цинка и от

0 на 1

0,17 нм

0,7(1-0,65 L) доО,7(1-1,3 %Щ нм3

1ЬL S

Ое на 1 кг серы. Полученный при обжиге-плавке расплав при 1200-1400 С обрабатывают твердым у/-ле род со держащим восстановителем для образования чернового свинца, которьй осаждается на дно ванны. Одновременно с этим нижний„ примыкающий к подине слой свинца толщиной 0,05-0,10 м, охлаждают до 330-900 С, С этой целью через специальные каналы в подине подают хладагент или же обдувают наружную сторону подины сжатым воздухом. Очищенный от меди свинец выпускают и направляют на более тонкую очистку от меди и других примесей. Обедненный по свинцу шлак направляют на извлечение цинка, а медный штейн - на получение меди;

Для сравнения предложенного способа с известным было приготовлено 17 порций шихты, состоящей из свинцово- цинкового концентрата, окисленных пылей, известняка и кварцевого песка. Шихту потоком технического кислорода через горелку подавали на обжиг- плавку. Расход технического кислорода в зависимости от содержания в шихте свинца, цинка, железа, меди и серы составлял от 155 до 280 нм О 2 на 1 т шихты. При этом парциальный расход кислорода на окисление свинца, цинка и железа задавали из стехиометрии: 0,054 нм 02 на 1 кг свинца в шихте, 0,17 нм 02 на 1 кг

1 кг серы

0,20 нм 0„ на

цинка в шихте, w,-w m-i 2 железа в шихте, а на окисление

количестве

весовое расплав,

соотно- получаекислород подавали в р

0,7(1 - п ), где п - требуемое С5

nt) условиям примера шение серы к меди в мом при обжиге-плавке. Полученный при обжиге-плавке расплав обрабатывали коксиком. Нижний слой чернового свинца, примыкающий к подине охлаждали путем обдува подины воздухом. Черновой свинец и штейн периодически выводили (малый масштаб установки - до 30 т шихты в сутки),

Результаты экспериментов для предложенного и известного способов представлены в таблице.

Из таблицы следует, что при плавке свинцового или свинцово-цинкового медьсодержащего сульфидного сырья по предложенному способу при расходе кислорода на окисление металлов в 1000 кг шихты (свинец, железо, цинк) от 50 до 65 нм 5 QЈ(опыты 3-5 и 17) и расходе кислорода на окисление серы в том же количестве шихты от 90

(олыт 17) до 145 Г/),

нм 3 О,

(опыты 13 и

при охлаждении слоя свинца, примыкающего к подине, до 330-900 С, повышается качество чернового свинца В результате этого упрощается извле- чение меди из сырья, а также последующее рафинирование чернового свинца: исключается применение сульфиди- затора, либо окислителя (опыт 6) отпадает необходимость проведения стадии грубого обезмеживания чернового свинца при его рафинировании (опыты 3-5 и 11-15).

Тате, в опыте 6 содержание серы в черновом свинце превышает необходимо для образования сульфидов меди, поэтому для удаления избытка серы из свинца необходимо проведение операции ее окисления на стадии рафинирования свинца. Отмечено, что при ох5448296

лаждении нижнего слоя свинца до температуры ниже 330°С (опыт 16) возникает проблема выпуска очищенного свинца. Кроме того, из таблицы следует, что осуществление процесса по предложенному способу позволит получить медный штейн с относительно высоким содержанием меди, что упрощает

Ю дальнейшую переработку при извлечении из него меди.

Таким образом, преимущества предложенного способа в сравнении с известным заключаются в повышении каче15 ства чернового свинца за счет снижения содержания в нем меди, что приводит к упрощению последующего рафинирования чернового свинца от медл из-за исключения стадии грубого обез20 меживания.

Формула изобретения

Способ переработки мелкозернистых

свинцовых и свинцово-цинковых медьсодержащих сульфидных концентратов, включающий их обжиг-плавку в распыленном состоянии в кислородном факеле в смеси с окисленными пылями и

флюсами с неполной десульфуризацией с получением расплава, восстановление окисленных соединений твердым углеродистым восстановителем с получением обедненного по свинцу шлака

и чернового свинца и рафинирование свинца от меди, отличающий- с я тем, что, с целью повышения качества чернового свинца и упрощения рафинирования его от меди, обжигплавку ведут при стехиометрическом расходе кислорода на полное окисление свинца, железа, цинка при расходе кислорода на окисление 1 кг серы в шихте

0,70(1 - п jT) нм} О,

о s

где п 0,65 - 1,30;

Ъ

PCu ,PS - содержание меди и серы

в шихте, мас.%,

и охлаждают нижний слой чернового свинца, примыкающий к подине, до 330-900°С.

Изобретение предназначено для переработки свинцового, свинцово-цинкового сырья обжигом-плавкой типа процесса кивцет. Целью изобретения является повышение качества чернового свинца и упрощение рафинирования его от меди. Мелкозернистые свинцовые или свинцово-цинковые медьсодержащие сульфидные концентраты смешивают с флюсами, оборотными пылями и направляют на обжиг-плавку в кислородном факеле. Кислород вводят из расчета получения расплава с массовым отношением серы к меди в нем в пределах 0,65-1,30. Расплав при температуре не ниже 1200°С обрабатывают твердым углеродсодержащим материалом. В результате получают черновой свинец, медный штейн, обедненный шлак и газы. Для повышения качества выплавляемого чернового свинца (по содержанию в нем меди) охлаждают слой свинца, примыкающий к подине до 330-900°С. 1 табл.