Способ переработки коллективных медно-цинковых пиритных концентратов Советский патент 1993 года по МПК C22B15/00 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для комплексной переработки медно-цинковых пиритных или медно-цинковых концентратов, получаемых при обогащении сульфидных руд.

Известен способ переработки медно- цинковых концентратов (промпродуктов), осуществляемый по схеме глубокий окислительный обжиг в печах кипящего слоя - ока- тывание получаемого при этом огарка - вальцевание окатышей и обеспечивающий извлечение серы - в газы, цинка и других летучих компонентов - в возгоны, а меди и благородных металлов - в клинкер, эффективная доработка которого нуждается в решении.

Известен способ переработки коллективных медно-цинковых концентратов, предусматривающий ввод их в шихту окислительного обжига цинковых концентратов в количестве 5-8% от массы цинково- по концентрата и последующее

сернокислотное выщелачивние получаемого при этом обожженного огарка. Он обеспечивает извлечение серы из коллективного медно-цинкового концентрата - в газы и цинка - в раствор сульфата цинка. Что же касается меди и благородных металлов, то они в стадии выщелачивания огарка аккумулируются в цинковом кеке, представляющем собой промпродукт и нуждающемся в дорогостоящей доработке методом вальцевания.

Известен способ переработки медных и медно-цинковых концентратов, согласно которому в голове технологического процесса их экономически неоправдано обжигают намертво с извлечением лишь серы в газы, а получаемый при этом огарок подвергают восстановительной плавке с применением природного газа (напр., в печи плавки Ваню- кова) с извлечением меди - в черновой металл, цинка - в возгоны и выделением шлака, нуждающегося в утилизации.

XJ

00 ON

СХ

Известен способ переработки медно- цинковых концентратов путем их автогенной плавки в печи плавки Ванюкова. Этот способ выгодно отличается от вышеприведенных, характеризуется высокой произво- дительностью (50-80 т/м сут.) и содержит наибольшее количество признаков, общих с заявляемым объектом. По этой причине он принят в качестве прототипа настоящего изобретения. Согласно прототипу медно- цинковый концентрат совместно с флюсом (кварц, известняк) подвергают плавке в окислительной зоне печи. При этом обеспечивается извлечение серы - в газы, меди в штейн и перевод основной части цинка в шлак, пригодный для последующей доработки методом фьюмингования.

Недостатком прототипа является недостаточно высокая эффективность процесса, связанная с концентрированней в шлаке относительно недорогостоящего компонента, в частности лишь цинка и извлечением его в виде возгонов в стадии фьюмингования. Кроме того, прототип мало пригоден для переработки относительно бедных по меди и цинку коллективных медно-цинко- вых пирйтных продуктов из-за сложности получения продуктов плавки - штейна и шлака - высокого качества и п ригодного для последующей эффективной доработки соот- ветственно конвертированием и фьюминго- ванием.

Целью изобретения является комплексное использование сырья и повышение эффективности переработки за счет обеспечения получения обогащенного по меди штейна и повышения степени извлечения в него меди, а цинка и олова в шлак.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе переработки медно- цинковых концентратов, включающем их окислительную плавку в жидкой ванне с получением штейна и шлака, доработку по- следнего фьюмингованием, после набора шлакового расплава на его зеркало вводят оловосодержащие шлаки конвертирования черной меди в количестве 10-50% от массы перерабатываемого сульфидного материала. Пои этом загрузку оловосодержащих шлаков ведут в восстановительно-обедни- тельную зону печи, а барботаж шлаковой ванны осуществляют газообразными продуктами.

Изобретение иллюстрируется следую- щими примерами.

П р и м е р 1. Коллективный медно-цин- ковый пиритный концентрат (5,60% Си- 2,20% Zn,29,7% 5,28,80% Fe, 12,62% Si02, 0,18 СаО) подвергали окислительной плавке (1250-1300°С) в присутствии флюсующих

добавок (CaSCM и SiOa 15-20 и 5-10% соответственно от массы концентрата). В результате плавки был получен штейн, содержащий 24,3-26,2%Си; 40-42% Fe;v28- 31,0% S. Его выход составил 20-22% от массы концентрата, что соответствовало степени десульфуризации 75-80% и извлечению меди в штейн - 92-95%. При этом был выделен шлак (0,3-0,4% Си; 30-35% Fe; 32-37% Si02; 6-10% СаО; 2-3% Zn), выход которого составил 60-65% от массы концентрата. Отметим, что цинка в шлак извлекалось 65-75%, а степень его возгонки найдена равной 15-20%.

П р и м е р 2. На расплав шлака от плавки медно-цинкового пиритного концентрата, находящегося в контакте со штейном, вводили оловосодержащие шлаки конвертирования черной меди (28,2% Си, 9,72% Zn, 18,30% Fe, 5,90% Sn, 4,80% Pb, 11,12% SiOa, 0,49% СаО) в количестве 5-60% от массы концентрата и подвергали их расплавлению, затем осуществляли барботаж полученного расплава в течение 30-60 мин восстановительным газом (6-18% СО, 3-8% 02, 3-10% С02Х. Основные результаты этих экспериментов приведены в таблице.

х) - Подобный газ может быть получен при коэффициенте избытка окислителя, равном единице, и организации процессов сжигания природного газа на дутье, содержащем 40-38% 02.

Отметим, что ограничение количества оловосодержащих шлаков конвертирования черной меди, вводимого на зеркало шлакового расплава от окислительной (автогенной) плавки медно-цинкового пиритного концентрата, в пределах 10-50% от его массы определяется составом перерабатываемого материала, степенью его десульфуризации, содержанием меди в штейне, а также необходимостью получения конечного шлака с концентрацией олова и цинка, достаточной для эффективного фьюмингования.

Как видно из таблицы,при ведении процесса плавки медно-цинковых пирйтных концентратов с расходом оловосодержащих шлаков конвертирования черной меди менее 10% не обеспечивается достижение необходимой степени обогащения штейна и получение конечного шлака с концентрацией олова, достаточной для его эффективной доработки фьюмингопроцессом. Реализация же процесса с введением оловосодержащих шлаков более 50% в принципе возможна, однако получаемый при этом штейн заметно обогащается по олову (0,9 %), что крайне нежелательно, и прежде всего в плане последующего его извлечения.

Полученные экспериментальные данные в целом позволяют сказать, что они подтверждают эффективность вовлечения оловосодержащих шлаков конвертирования черной меди в процесс плавки коллектив- ных медно-цинково-пиритных концентратов. Ее выражением является комплексная переработка этих материалов с селективным извлечением олова (92,2-97,5%) и цинка (85,8-87,5%) в конечный шлак и получением обогащенного по меди (34,7- 63,3%) штейна - при суммарном извлечении в него меди - 89,4-98,5% и степени обезме- живания оловосодержащих конвертерных шлаков-85,0-95,0%.

Практическая реализация предлагаемого технического решения, которая может быть осуществлена на одном из предприятий медной подотрасли Уральского экономического региона, позволит повысить эффективность переработки медно-цинко- вых пиритных концентратов, получаемых в стадии коллективной флотации сульфидного полиметаллического сырья, за счет вовлечения оловосодержащих шлаков конвертирования черной меди, не пригодных для непосредственного фьюмингова- ния из-за высокого содержания в них меди и, как следствие, получение обогащенного по меди штейна и выделения конечных шла- ков, отвечающих требованиям экономичной доработки соответственно методами конвертирования и фьюмингования; существенно упростить технологический цикл переработки руды за счет сокращения пере- делов флотации и, как следствие, заметно снизить эксплуатационные затраты на обогащение при одновременном повышении показателей извлечения цветных и благородных металлов, а также серы в товарную продукцию; одновременно организовать переработку оловосодержащих шлаков конвертирования черной меди, не перерабатываемых самостоятельно и находящихся в настоящее время в обороте технологического цикла производства меди из вторсырья, с извлечением из них меди и получением конечного (вторичного) шлака, пригодного по содержанию олова, цинка и меди для реализации в виде товарной продукции или эффективной доработки на месте фьюмингпроцессом; организовать в целом безотходную (комплексную) переработку коллективных медно-цинковых пиритных концентратов и оловосодержащих шлаков конвертирования черной меди с получением существенного экономического эффекта.

Формула изобретения

1. Способ переработки коллективных медно-цинковых пиритных концентратов, включающий их окислительную плавку в жидкой ванне с получением штейна и переводом цинка в шлак, доработку последнего фьюмингованием, отличающийся тем, что, с целью комплексного использования сырья и повышения эффективности переработки путем обеспечения получения обогащенного по меди штейна и повышения степени извлечения в него меди, а цинка и олова - в шлак, на поверхность шлаковой ванны, получаемой от окислительной плавки медно-цинковых пиритных концентратов, загружают оловосодержащие шлаки конвертирования черновой меди в количестве 10-50% от массы концентрата.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что загрузку оловосодержащих шлаков ведут в восстановительно-обеднительную зону шлаковой ванны, при этом шлаковую ванну подвергают барботажу газообразными продуктами, получаемыми при полном сжигании топлива.

Использование: цветная металлургия, а именно комплексная переработка медно- цинковых пиритных концентратов или медно- цинковых концентратов, получаемых при обогащении сульфидных руд. Сущность: на поверхность шлаковой ванны, получаемой от окислительной плавки медно-цинковых пиритных концентратов, загружают оловосодержащие шлаки в количестве 10-50% от массы концентрата. При этом загрузку оловосодержащих шлаков ведут на шлаковый расплав восстановительно-обеднительной зоны печи, барботируемый газообразными продуктами полного сгорания топлива. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Результаты плазки недно-цинкозых пиритных концентратов с вовлечением оловосодержащих шлаков конвертирования черной меди