СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ ЧЕРНОВОЙ МЕДИ Советский патент 1994 года по МПК C22B15/14 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к процессам рафинирования расплава от вредных примесей.

Известен способ рафинирования расплава меди, включающий обработку расплава флюсами, содержащими оксиды железа, кальция, кремния. Оптимальный состав предлагаемых флюсов лежит в пределах % : FeO 25-45; CaO 10-30; SiO₂ 30-40. При применении данного флюса происходит частичное удаление примесей из черновой меди, при этом снижается содержание кислорода в меди.

Известно также применение для рафинирования черновой меди флюсов, содержащих оксиды алюминия, кальция, железа, кремния при следующем соотношении компонентов, мас. % : Al₂O₃ 10-15; CaO 10-15; Fe₂O₃ 5-15; SiO₂ остальное. При применении данного флюса происходит удаление вредных примесей из черновой меди: As до 0,09-0,12% , Sb до 0,051-0,086% ; Ni до 0,063-0,077% ; Bi до 0,0015-0,0020% .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ рафинирования расплава меди борсодержащим флюсом следующего состава, мас. % : углерод 20-40; литий 2,5-6; бура - остальное. Рафинирование проводили следующим образом. На поверхность жидкого металла при 1150-1200^оС подают флюс в количестве 1,5-2% от массы расплава. После его расплавления проводили интенсивное перемешивание флюса с жидким металлом, затем металл выдерживали под слоем флюса 5-7 мин. При использовании данного флюса происходит удаление кислорода до 0,008 мас. % .

Известный флюс имеет ряд существенных недостатков. При его применении происходит удаление кислорода, но содержание других примесей остается на прежнем уровне.

Для приготовления известного флюса требуется специальная технология, что приводит к дополнительным экономическим затратам. Кроме того, в состав флюса входит дорогостоящий токсичный элемент - литий.

Целью изобретения является снижение содержания примесей в меди.

Это достигается тем, что в способе рафинирования черновой меди, включающем обработку расплава оксидным борсодержащим флюсом, вводят флюс в количестве 1-2% от массы черновой меди за 15-20 мин до окончания плавки. При этом в качестве борсодержащего флюса используют:
алюмоборосиликатные отходы производства стекловолокна следующего химического состава, % : В₂О₃ 10; SiO₂ 53; СаО 17; Al₂O₃ 15, т. пл. флюса 1100^оС;
датолитовый концентрат, мас. % : В₂О₃ 15,5-16,5; СаО 34-35; SiO₂ 40-41; Fe₂O₃ 3,5-4,5, т. пл. 900^оС, влажность 0,1-0,15% .

П р и м е р. Рафинирование черновой меди проводят на промышленном конвертере при 1200-1250^оС. На поверхность жидкого металла через горловину конвертера за 15 минут до окончания плавки вводят оксидный борсодержащий флюс (отходы производства алюмоборосиликатного волокна или датолитовый концентрат) в количестве 2% от веса расплава. По окончании плавки черновую медь разливают в изложницы, затем анализируют на содержание примесей меди и драгоценных металлов. Результаты химического анализа приведены в таблице.

Введение борсодержащего флюса способствует удалению примесей из черновой меди в шлаковую фазу. Оксид бора усиливает адсорбционные процессы в расплаве, а также способствует быстрому растворению вредных примесей и переходу их в шлак. Предлагаемый флюс подают на поверхность жидкого металла за 15-20 мин до окончания плавки, поскольку на последней стадии рафинирования его действие наиболее эффективно. Обработка черновой меди борсодержащим флюсом на более ранней стадии рафинирования (раньше, чем за 20 мин до окончания плавки) приводит к нарушению технологического режима, так как при этом возможно снижение температуры в конвертере. Если обработку производить менее, чем за 15 мин до окончания плавки, то флюс не успевает полностью прореагировать с расплавом. Оптимальное содержание кислорода, при котором осуществляют рафинирование борсодержащим флюсом, 0,2-0,3% . При более высоком содержании кислорода в черновой меди наблюдаются большие потери меди в шлак. При содержании кислорода менее 0,2% происходит недостаточное окисление примесей и растворение их в шлаке.

Расход флюса 1-2% от массы расплава является достаточным для рафинирования черновой меди. Увеличение расхода более 2% не оказывает существенного влияния на степень рафинирования, но удорожает процесс. Если расход флюса менее 1% , то его недостаточно для обработки всего расплава.

Из данных таблицы следует, что применение борсодержащих флюсов (алюмоборсиликатного волокна и датолитового концентрата) для рафинирования черновой меди способствует удалению примесей из черновой меди: никеля на 33-67% , серы на 8-50% , мышьяка на 25-38% . Одновременно отмечается повышение содержания меди на 0,04-0,20% . Кроме того, при рафинировании борсодержащими флюсами наблюдается увеличение содержания драгоценных металлов в черновой меди: золота на 2-45% , серебра на 1-10% . Из таблицы видно, что наиболее полное удаление примесей и наиболее высокое содержание меди и драгоценных металлов наблюдается в том случае, когда обработку расплава проводят за 15-20 мин до окончания плавки при расходе флюса 1-2% от массы расплава.

Применение в качестве борсодержащего флюса отходов производства стекловолокна и датолитового концентрата исключает трудовые затраты на подбор материалов флюса и их приготовление. Экономический эффект от применения данного флюса достигается за счет повышения качества готового металла, следовательно, его сортности, а также за счет увеличения содержания драгоценных металлов в черновой меди. (56) Авторское свидетельство СССР N 724588, кл. С 22 В 9/10, 1977.

Использование: цветная металлургия, рафинирование меди от вредных примесей. Сущность: расплав черновой меди обрабатывают оксидным борсодержащим флюсом в количестве 1-2% от массы расплава, флюс вводят за 15-20 мин до окончания плавки. В качестве флюса используют алюмоборосиликатные отходы производства стекловолокна или датолитовый концентрат. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ ЧЕРНОВОЙ МЕДИ, включающий обработку расплава оксидным борсодержащим флюсом, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания примесей в меди, флюс вводят в расплав в количестве 1 - 2% от массы черновой меди за 15 - 20 мин до окончания плавки. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве флюса используют алюмоборосиликатные отходы производства стекловолокна. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве флюса используют датолитовый концентрат.