Способ переработки сульфидных свинцовых концентратов Советский патент 1991 года по МПК C22B13/02 

I

(21)4667829/02.

(22)27.03.89

(46) 28.02.91. Ниш. № 8

(71)Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов Гинцветмет

(72)B.C. Пыжов, Е.И. Калинин, A.M. Астафьев, В.К. Лайкин

и Т.М. Абдрахманов

(53)669.431(088.8)

(56)Цветные металлы, 1987, If- 9, с. 16-18.

(54)СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ СВИНЦОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

(57)Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к автогенным способам переработки сульфидных свинцовых концентратов. Цель - улучшение качества штейна, с одновременным снижением потерь свинца со шлаком. Способ включает плавку свинцовых сульфидных концентратов с оборотными свинцовыми промпродуктами, известняком и. твердым углеродсодержащим восстановителем, с получением чернового свинца, штейна, шлака и газов, раздельный выпуск продуктов и их последующую переработку при отношении свинца в концентрате к свинцу в промпродуктах 0,9-0,36:1, а подачу восстановителя производят на ванну шлакового расплава перед его выпуском. 1 табл.

с S

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам переработки свинецсодержащего сырья - сульфидного концентрата совместно со свинецсодержащими окисленными и суль- сратными оборотными промпродуктами.

Цель изобретения - улучшение качества штейна с одновременным снижением потерь свинца со шлаком.

Способ включает плавку концентрата с оборотными свинцовыми промпродуктами, известняком и твердым углерод- содержащим восстановителем с получением чернового свинца, штейна, шлака и газов, раздельный их выпуск и последующую переработку.

Согласно предлагаемому способу плавку ведут при соотношении свинца в концентрате к свинцу в лромпродуктах (0,9-0,36):1, а подачу углеродсодержащего восстановителя производят на ванну шлакового расплава перед его выпуском.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Сульфидный свинцовый концентрат плавят со свинецсодержащими оборотными промпродуктами, в которых свинец находится в окисленной и сульфатной формах, в этом случае образуется металлический свинец по следующим реакциям:

оэ со

со

-si-.

PbS+2PbO 3Pb+S02, PbS+P3-SO. 2Pb+2S02

(О (2)

Кремнезем, находящийся в концентрате, связывается с оксидом свинца и образует силикаты свинца по реакциям: PbO+Si02 PbO Si02, (3) 2PbO+Si02 2PbO SiOz (4)

PbS04.+Si02 PbO.Si02+SOi+0,502, (5) 2PbS04+Si02 2PbO. Si02+2S02+02, (6)

одновременно идет и термическое разложение сульфата свинца5

PbS04 PbO+S04+0,502,

(7)

15

20

Для уменьшения образования силикатов свинца в шихту вводят известняк, кото-to рый связывает кремнезем по реакциям:

CaCO SiO CaO SiOfc+COz, (8) 2СаСО з+Sidj, 2СаО Si02L+2C02, (9) Пирит, находящийся в концентрате, при плавке диссоциирует с образованием сернистого железа.

Для снижения содержания свинца в шпаках в шихту вводят твердый восстановитель и при подаче его вместе с шихтой наряду с восстановлением оксидов свинца углерод взаимодействует и с кислородом, образовавшемся по реакциям (5) и (6), поэтому значительная часть сернистого железа перехо- j, дит в штейн.

При подаче углеродсодержащего восстановителя отдельно от свинецсодер- жащих материалов на ванну шлакового расплава образующийся по реакциям (5) и (6) кислород взаимодействует с сернистым железом, переводя железо в шлак по реакции

30

40

45

2FeS+30z+2Si02 2FeO-Si02+2SOz.

Твердый углерод в этом случае станавливает оксиды свинца, железо в окисленном виде остается в шпаке.

Полученный черновой свинец является товарной продукцией, штейн после выплавки из него основного количества свинца также является товарным продуктом, идущим на.корвертирование. Шпаки подвергаются дальнейшей переработке по известным, освоенным в промышленности ,.металлургическим процессам.

Концентрированные по оксиду серы газы после их очистки от пыли поступают на производство серной кислоты. Оборотными промпродуктами являются свинецсодержащие пыли, кеки и их сме си.

П р и м е р 1. Шихту, состоящую из 60 г сульфидного свинцового концентрата, содержащего компоненты, мас.%: $Ъ 46; Си 4,2; Zn 1,2; S 16,5; Si02 55 20,0; СаО, 0,9; Fe 7,0; - 140 г сви- кецсодержащей пыли медного производства следующего состава, мас.%:

,-50

5

0

o

,

0

0

5

5

5

0

РЬ 52; Си 1,6; Zn b,0; SiO 1,8; Fe 0,6; S 11,0; СаО 1,0;

-24 г известняка, содержащего СаО 52,3%, смешивают и загружают в тигель. После расплавления и выдержки в течение 0,5 ч при 1250°С содержание свинца в шлаке составляет 23,4%.

После загрузки на поверхность расплава 4,4 г углерода и выдержке 0,5 ч при 1250°С получено:

-93,6 г чернового свинца, содержащего, мас.%: РЬ 98,5; Си 0,7;

-9,2 г штейна следующего состава, мас.%: РЬ 37,2; Си 41,5; Zn 1,0;

Fe 0,9; S 16,8;

-55,1 г шлака следующего состава, мас.%: РЬ 1,5; Си 0,5; Zn 15,5; Fe 9,0; SiO 26,4; СаО 22,8.

Таким образом, железо, содержащееся в шихте, на 98,4% перешло в шлак и только на 1,6% в штейн. Свинец распределился следующим образом: в черновой свинец 91,9%, в штейн 3,4%, в шлак 0,8%, и с газами в пыль 4,0%.

Пример 2. Шихту, состоящую из:

-60 г концентрата и 24 г известняка с составами, аналогичными приме- РУ 1;

-140 г свинцового кека, содержащего следующие компоненты, мас.%:

РЬ 53,8; Fe 0,8; S 11,5; SiO 3,3; СаО 0,9, смешивают и плавят в тигле с технологическими параметрами, аналогичными примеру 1. Содержание свинца в шлаке 19,8 % перед загрузкой на поверхность расплава 4,4 г углерода. Получено: - 98,1 г чернового свинца, содержащего компоненты, мас.%: РЬ 98,5; Си 0,7;-- 3,9 г штейна следующего состава, мас.%: РЬ 38,9; Си 40,8; Fe 1„0; S 16,7; - 50 г шлака следующего состава, мас.%: РЬ 1,5; Си 0,5; Zn 1,4; Fe 10,6; Si02 32,2; СаО 24,9.

Таким образом, при плавке свинцового кека железо из шихты на 99,2% переходит в шлак и на 0,8 % в штейн. Свинец распределился следующим образом: в черновой свинец 93,6%, в штейн 1,5%, в штак 0,73 % и с газами в пыль 4,17 %.

Результаты серии опытов по предлагаемому способу и способу-прототипу приведены в таблице

Из приведенных данных видно, что плавка сульфидных свинцовых концентратов совместно с оборотными промпродуктами при соотношении свинца в концентрате к свинцу в промпродуктах в пределах (0,9-0,36): и загрузке восстановителя на ванну расплава позволяют получить штейны с содержанием в них железа 0,9-1,1% и уменьшить переход свинца в шлаки до 0,8 %.

При уменьшении соотношения меньше 0,3b: 1 увеличивается переход свинца в шлак в связи с увеличением количества оксидов свинца в шихте (опыт 6). При увеличении отношения 0,9:1 (опыт 1) за счет недостаточного выделения кислорода при разложении сульфатов получаются богатые по железу штейны и возрастает переход сульфида свинца в шлак.

Предлагаемый процесс проверен на опытной установке.

Плавки проводились в электропечи мощностью 250 кВт, данные опытных плавок подтвердили лабораторные испытания.

Предлагаемый способ переработки сульфидных свинцовых концентратов по сравнению с прототипом позволяет: получать медно-свинцовые штейны с малым количеством железа 0,9-1,1%, что позволяет извлекать большую часть свинца из них в виде металлического известными способами, применяемыми

Опыт

Способ

рных

ый

120 100 80 60

58 40 60 60

вО г

100

120

140

U2

100

70

140 70

в промышленности, в то время как при содержании железа в штейне 14% штейны конвертируются с переводом свинцу в оборотную пыль; снизить переход свинца в шлак с 1,2% от загруженного с шихтой до 0,8 %, т.е. в 1,5 раза. Кроме того, способ позволяет вовлечь в производство большее количество Q промпродуктов металлургических производств, содержащих оксиды и сульфиды свинца 73% против 27% в известном способе.

5 Формула изобретения

Способ переработки сульфидных свинцовых концентратов, включающий плавку концентратов с оборотными свин0 цовыми промпродуктами известняком и твердым углеродсодержащим восстановителем с получением чернового свинца, штейна, шлака и газов, раздельный их выпуск и последующую переработку, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества штейна с одновременным снижением потерь свинца со шлаком, плавку ведут при отношении свинца в концентрате к свинцу в

0 промпродуктах (0,9...0,36):1, а подачу восстановителя производят на ванну шлакового расплава перед его выпуском.

5

Переход свинца

шлак от загруженного с шихтой, I

1,3:1

,9:1

,6:1

38:1

,36:1

,2:1

,36:1

,37:1

2,0 2,0 2,0 2,0 2.0 2,0 2,0 2,0

1,0 0,9 0,9 0,9 1,0 0,9

1.1 1,0 0,8 0,79 16,7 0,73 0,78