Способ подготовки шихты для алгомерации сульфидного концентрата Советский патент 1992 года по МПК C22B1/243 

Изобретение относится к металлургии тяжелых металлов, в частности, к переработке сульфидных медно-никелевых концентратов, включающей агломерирующий обжиг с подготовкой шихты и последующую плавку полученного агломерата в металлургических печах

Известна шихта для агломерирующего обжига сульфидных концентратов, включающая концентрат и гидросиликатный шлам (а.с.711134. кл. С 22 В 1/16).

Недостаток известной шихты заключается в том, что для обеспечения требуемой производительности процесса агломерации, содержание фракции минус 0,044 мм в шламе должно быть не менее 70%. Кроме того, введение шламов в концентрат на обогатительной фабрике исключает оперативное регулирование соотношения концентрат/добавке, а нестабильность запасов и состава шламов ограничивает долгосрочное планирование оптимального состава шихты.

Известен способ подготовки шихты к спеканию, включающий смешивание тонкоизмельченного сульфидного концентрата с оборотным агломератом, известью и последующее окомкование полученной шихты (Технологическая инструкция по обезвоживанию и агломерирующему обжигу никелевого концентрата ТИ 0401.14.111-17-87-бэзовый объект)

Способ предусматривает использование извести, которая является дефицитным сырьем, кроме того,взаимодействуя с серосодержащими газами агломерируемой ших- ты,обрэзует термостойкий сульфат кальция, что снижает десульфуризацию. При неблагоприятном минералогическом составе концентрата интенсифицирующее действие извести снижается и ее добавка не обеспечивает необходимой производительности процесса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки шихты к спеканию, включающий выделение из воз

сл

с

3

Јь ю о

CJ

врата фракции минус 1 мм, доизмельчение ее по крупности концентрата, смешивание с сульфидным концентратом, возвратом (обеспыленным) и известью и окомкова- ние полученной шихты (а.с 1082848, кл. С 22 В 1/16- прототип).

Способ обеспечивает повышение удельной производительности агломашин по агломерату до 20,4 т/М2сут., однако, усложнен за счет дополнительных значительных затрат на выделение из влажного возврата фракции минус 1 мм и доизмельчение ее до крупности концентрата, и не исключает использование в шихте дорогостоящей извести, расход которой составляет 12,5-15,5 кг/т перерабатываемого сульфидного концентрата. Кроме того, при низком содержании в возврате фракции минус 1мм, менее 8%, эффективность способа в части повышения производительности значительно уменьшается, чем снижается целесообразность его использования.

Целью изобретения является снижение затрат на агломерацию при сохранении высокой производительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе подготовки шихты к агломерации, включающем смешивание тонкоизмельченногосульфидногомедно-никелевого концентрата с возвратом и интенсифицирующей добавкой, в качестве которойиспользуют кальцийсодержащий продукт, и окомкова- ние полученной шихты, согласно изобретению в качестве кальцийсодержащего продукта используют нефелиновый шлам - отход глиноземного производства.

Нефелиновый шлам Ачинского глиноземного комбината по ТУ-48-0114-39-89 является продуктом переработки щелочного высококремнистого алюминиевого сырья с малым содержанием (менее 5,0%) окиси железа и идет в отвал.

Химический состав шлама по ТУ, мае. %: SI02 28-29; СаО 45-50; AlaOs 2,5-3,5; РеаОз 3-4; МдО 1,3; K(Na)aO 2-4; ППП 4,9-6,0; ЗОз 3,6. Плотность сухого белитового шлама 2,89-3,17 кг/дм3.

Использование нефелинового шлама в предлагаемом способе подготовки шихты позволяет повысить комплексность использования сырья, улучшает гранулометрический состав шихты, обеспечивает сохранность шихтовых зерен вплоть до высоких температур .обжига (1200°С), за счет чего повышается газопроницаемость слоя спекаемой шихты и прочность полученного агломерата. Кроме того, переработка в рудно-терммческих печах агломерата, полученного из шихты, содержащей высококремнистый известковый продукт (нефелиновый шлам), снижает расход песчаника на плавке на 1,5-2,0%, так как часть оксидов железа ошлаковывается на

стадии агломерации оксидом кремния, поступившим в шихту с нефелиновым шламом, т.е. фактически на стадии агломерации частично протекают процессы, присущие последующей плавке агломерата.

0 Повышение прочности агломерата снижает потери цветных металлов за счет снижения пылевыноса, повышает газопроницаемость шихты, и тем самым улучшает технико-экономические показатели рудно5 термических печей.

Использование в шихте агломерации добавок, содержащих, так же как и нефелиновый шлак, двухкальциевый силикат (2СаО SiCte) известно, например, быстротвердеющий

0 цемент (заявка 60-43439, Япония. С 22 В 1/16, опубл. 08.03.85), портланд-цементный клинкер (Япония, пат.№ 53-8283, кл. С 22 В 1/16, опубл.27.03.78), шлак электроплавки или смесь цементного клинкера и 5Ю2,

5 обожженная во вращающейся печи (заявка 57-9836, Япония. С 22В 1/16, опубл. 19.01.82). Однако, известные способы оку- скования сырья относятся к агломерации железных руд и концентратов, где присутст0 вне в используемых добавках S102 является нежелательной примесью, которая требует выведения ее из дальнейшей стадии переработки агломерата с применением специальных приемов реагентов, что снижает

5 экономичность процесса. Поэтому, очевидно, способы не нашли широкого применения в агломерации железных руд и концентратов.

В заявляемом способе, содержащем

0 шихту иного химического состава - сульфидный медно-никелевый концентрат, возврат и нефелиновый шлам с содержанием 80%2CaOS 02, включая и нежелательную в известных способах примесь

5 (SiOz), полностью соответствует технологическим требованием как агломерации, так и продукту дальнейшей переработки (повышает газопроницаемость слоя спекаемой шихты, прочность окускованного сырья, со0 кращает расход песчаника на плавку за счет присутствия в агломерате ошлакованного оксида железа оксидом кремния на стадии агломерации), т.е. проявляет непредсказуемые свойства, вытекающие из поведения

5 этого химического соединения в известных процессах агломерации.

Способ осуществляют следующим образом.

Отфильтрованный сульфидный медно- никелевый концентрат с влажностью 1719% в смесителях смешивают с оборотным агломератом крупностью минус 20 мм и нефелиновым шламом крупностью минус 3 мм. Затем полученную смесь окатывают и направляют на агломерирующий обжиг.

Необходимое по условиям последующей рудно-термической плавки содержание серы в агломерате поддерживают подачей в шихту агломерации рассчитанного количества оборотного агломерата. Подготовлен- ную таким образом шихту загружают на спекательные тележки агломашины и зажигают с поверхности при помощи специального горна, а под колосниковой решеткой создают разрежение (800-1000 мм вд.ст.). Начавшееся с поверхности горение в ограниченной по высоте зоне последовательно проходит через весь слой и заканчивается с колосниковой решетки. Вследствие развития в зоне горения высоких температур происходит оплавление шихты с образованием ноздревато-пористого кускового продукта-агломерата. Полученный агломерат дробят до крупности минус 150-200 мм, а образующуюся при этом мелочь отсеивают и направляют на повторное спекание в качестве оборотного агломерата (возврата). Отгрохоченный агломерат направляют на руднотермическую плавку, которую ведут при поддержании напряжения между элек- тродом и подиной 200-220 В и температуре 1250-135.0°С. Для обеспечения заданного содержания в шлаке оксида кремния в печь подают расчетное количество кремнистого флюса (песчаника), смешанного с каменным углем.

Предлагаемый способ опробован на лабораторной аглоустановке с помощью решетки 0,1 м . Химический состав материалов, использованных при испытаниях, пред- ставлен в табл.1.

Подготовка шихты к спеканию производилась по методике, имитирующей технологический режим работы аглофабрики НГМК. Шихту, состоящую из отфильтрованного сульфидного концентрата, оборотного агломерата и испытуемых добавок при соотношении 100:150:1,5, смешивали в барабанном смесителе, окатывали в грануляторе и загружали в чашу слоем высотой 205-206 мм (навеска 40 кг). В опытах по прототипу фракции минус 1 мм отгрохачивали из возврата, доизмельчали до крупности концентрата (80% минус 44 мкм) и смешивали с концентратом, используемым при составлении шихты. Влажность шихты составляла 7.4- 7,6%, спекание вели при разрежении в вакуум-камере 1000 мм вд.ст.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Анализ полученных результатов показывает, что предлагаемый способ по сравнению с прототипом, позволяет при сохранении удельной производительности агломашин по агломерату и выжигу серы, повысить прочность агломерата на 4,8%, снизить затраты на агломерацию за счет использования в качестве интенсифицирующей добавки нефелинового шлама - отхода глиноземного производства, снизить расход песчаника на плавке на 1,9%.

Следует отметить, что в способе - прототипе повышение удельной производительности достигнуто за счет доведения возврата фракции минус 1 мм до крупности концентрата, для чего потребовалось из исходного возврата отгрохотить фракцию минус 1 мм и доизмельчить до крупности концентрата (80% минус 44 мкм), т.е. произвести дополнительные затраты.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа по сравнению с базовым объектом представлены в табл.3.

Использование заявляемого способа предлагается на аглофабрике Норильского ГМК в 1991 г.

Формула изобретения

Способ подготовки шихты для агломерации сульфидного концентрата, включающий его смешивание с возвратом и кальцийсодержащей интенсифицирующей добавкой и последующее окомкоеание полученной шихты, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на агломерацию, в качестве интенсифицирующей добавки используют нефелиновый шлам.

Таблица I

Сущность: способ включает смешивание тонкоизмельченного сульфидного концентрата с возвратом и кальцийсодер- жащей инте нсифицирующей добавкой и последующее окомкование шихты. В качестве интенсифицирующей добавки в шихту вводят нефелиновый шлам 3 табл

Наименование материала

Содержание элементов и окислов, мае.%

Концентрат Известь

Нефелиновый шлам

Nij Си | Со Fe j S | 510г CaO J HgO 1 А1гОэ I FezO,

5,15 2,13 0,207 49,43 26,0 9,18 2,26 2,35 2,66

--Э.О 72,63 4,60 3,14 2,23

26,34 49,08 1,46 3,304,45

12,0

12,0

12,0

0,824 0,852

0,853

0,139 0,141

0,141

23,30 23,79

23,87

29,8 32,1

27,3

36,0 36,0

34,1

0,250 0,250

0,253

Прочность агломерата по

выходу класса мину.с

5 мм, %32,t 27,3

Затраты на интенсифицирующие добавки, Р/т0,770,38 агломерата

Затраты на производство 1 т аглом. , руб.1$, 4215,О

Затраты на флюсующие

добавки на плавке,

Р/т агломерата7,407,27

Повышение прочности агломерата по выходу класса - 5 мм на 4,&%

Снижение затрат на интенсифиц.добавки на 49,35

Снижение затрат на проия-во 1 т аглом. на 2,463

Снижение затрат на флюсующие добавки (песчаник) на 1,76%