Шихта для плавки сульфидных медных концентратов Советский патент 1993 года по МПК C22B15/00 

Изобретение относится к цветной металлургии, конкретно к составам шихты для плавки сульфидных медных концентратов, например, плавкой Ванюкова.

Известна шихта для плавки сульфидных медных концентратов, включающая 95-98% .концентрата и 2-5% углерод- и железосодержащего реагента.

Недостатком данного состава шихты является невысокое извлечение меди в штейн -97% и получение некачественного штейна прсодержэнию цинка исвинца, при переработке которого увеличивается продолжительность процесса конвертирования. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является шихта для плавки сульфидных медных материалов в жидкой ванне, состоящая из медного сульфидного концентрата, золотосодержащего кварцевого флюса, клинкера цинкового производства и цементной меди.

Недостаток этой шихты заключается в низком извлечении меди в штейн, составляющем 98,3%.

Целью изобретения является повышение степени извлечения меди в штейн.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для плавки сульфидных медных концентратов , содержащая сульфидный медный концентрат, клинкер цинкового производства и кварцевый флюс, дополнительно содержит известковые отходы сахарной промышленности при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сульфидный медный концентрат 70-80 Клинкер цинкового производства 3-5 Кварцевый флюс5-15 Известковые отходы сахарной прбмышленно.сти 10-12 Известковые отходы сахарной промышленности - дефекат, представляют собой однородный мелкодисперсный известковый материал, подсушенный до сыпучего состояния, и содержит 80-85% СаСоз 10-15% органических соединений (углеводородов), 1,1-1,3% диоксида кремния. 0,6СО

ч о

Јь

веяйД

О

ы

О.Е

закиси железа, остальное - магний,

сера, азот, микроэлементы.

При попадании шихты в барботируемую. зону расплава происходит диссоциация высших сульфидов металлов исходного концентрата (CiiFeSz, FeS2 и др.) с выделением элементарной серы. В дефекате также протекают фазовые превращениями в первую Очередь происходит горение углеводородов по реакциям: .: - .V/ :.;;:- . /... . ; : :..-., г/ v СН4 202 t02 2Н20 -.:: ;-

СН4+ 02 СО+ Н2 + Н20.: ;,;,: За счет горения углеводородов ларцй- альное давление серы (Ps2) повышается, а парциальное давление кислорода снижает11 ся. При этом достигается глубокое восста но&ленйе магнетита шлака элементарной серой по реакций: :;:.v: ; ;. г.- .v -:- -; ;.-. 2Fe304t1/2S2 6FeO + а это приведет к снижению содержания мёг; ди в отвальном шлаке и повышению ее из-: влечения в штейн. Кроме, того, нэ восстановление магнетита расходуется/некоторое количество. СО. и Й2 0. . ; б результате интенсивного масср- и теплообмена в барботируемой жидкой ван- нес происходит также ускорение взаимодей- тв ия сульфидов Цинка и свиН ца р магнетитом. При этом снижается содержи- ; нйё цинка и свинца в штейне, т.е. повыща-: ется его качество. ; ; -,: ( , ;:J: ,:: ; -:- ; :/ :/.:;/V § присутствии оксида кальция, образу-: ющегЬся в результате диссоциации СаСОз, химический акт окисления сульфидов желе-. за. цинка vi свинца повьшлабтся за счет снижения : вязкости расплава, что также способствует уменьшению потерь меди со шлаками; повышению извлечения меди в щтёйн и улучшению егоi качества:.;.:::;: : ;:;;;.; kpbMe; того, так как дёфёкат является, однородным и MeflkoflMcnepcH uM- материалом, то при приготовлении шихты обеспечивается хорошее его смешивание с компонентами :и его равномерное padrfpe- деление по всему объему ванны печи. Это также способствует интенсивному прохож- денйю всех реакций, i: v „: /::.: :;; .. С увёлйчёнйем,в составе шихты дефека- та более 12% повышается количество вводимых углеводородов, за счет активного горений которых парциальное давление кислорода (Р02) снижается, повышается парциальное давление серы (PS2) и не до- стйгается высокото извлечения меди в щтейн. Это объясняется тем, что при горе ний углёродов резкое увеличение температуры расплава способствует снижению его вязкости и уменьшению механических потерь (в виде капель штейна в шлаке), однако при чрезмерном перегреве заметно увеличиваются химические потери меди со шлаками (растворенные сульфиды меди).

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

При Содержании в шихте дефеката менее 10% снижается количество вводимых углеводородов, что ведет к уменьшению температуры расплава, а это не только снижает скорость взаимодействия сульфидов металлов с магнетитом, но и резко увеличивает вязкость шлака. Этим объясняются вы- сЬкие. потери меди со шлаками и низкое извлечение меди в штейн.

:: На гтбдготовку дефеката к плавке не требуется материальных затрат. Его можно использовать по мере поступления С Предприятий сахарной промышленности; где известковые отходы находятся в отвалах в значительном количестве,

, Плавке.подвергали;исходныё материа- ;лы следующего состава, представленного в ;та6лД.: ; г;: : /;-... -- .-v/; ; -:. .у ::Ч-; :.: :-:: .: ;; :; .Плавку шихты осуществляли на термо- гравиметричеСкой установке в атмосфере кислорода при температуре 1250°С. Расход киЬлорода составлял 12 л/ч. Общая навеска шихты 100 г. Продукты плавки (штейн и шлак) подеёргали химическому и фазовому Анализам. .:: Vi :-/--; 0;-V: ::::i-- -V - ;.. ./. ./ :Г L П р и м е р 1. Плавке подвергали шихты, Состоящую из 7.0% (70 г) медного концёнт- рата/5% {5 г) клинкера, 15% (15 г) кварцевого флюса и 10% (10 г) дефеката.

. Получен 2178 г штейна состава,%: меди

51,63; серы 24,0; железа 23,0; цинка 0,39 и

свинца 0,32. Извлечение меди в штейн со

Ставило 98,7% (по прототипу 98,3%), цинка

: 5,5%, свинца- 12,5%. : .

,F Получено 49,7 г шлака; состава, %: меди

0,31 ; кеяеза 27,44; диоксида кремния 34,40;

Гокёида кальция 10,73,: . .

, ;:;. П р и м ё р 2. Плавке подвергали шихту,

состоящую из 70% (70 г) медного концент рата, 3% (3 г) клинкера, 15% (15 г) кварцевог гафлюса, 12% (12 г) дефеката. . : ...

/Получено 21,6 г штейна состава, %: меди 52,02; серы 23,5; железа 23,7; 0,37% цин: ка, 0,28% свинца. Извлечение меди в штейн

составило 98,7%, цинка - 5.5%, свинца ilS : ;s.::h.:..--.-; v::.. : ,

: ..:/Получено 50,0 шлака состава, %: меди Pi32; железа 26,93; диоксида кремния 33,бО; оксида кальция 12,26.

;.;: Л рймер 3. Плавке подвергали шихту. Состоящую из 75% (75 г) медного концентрата %(4г) клинкера; 10% (Юг) кварцевого флюса и 11 % (11. г) дефеката. .-... Получено 22,5 г штейна состава, %: меди 53,54; серы 23; железа 23,7; 0,40% цинка, 0,27% свинца. Извлечение меди в.штейн составило 98,6%, цинка - 5,7%, свинца - 12,0%,.. / ; ;:.... . . --.

Получено 49,0г шлака состава, %. меди 0,36, железа 28,30; диоксида кремния 32,52; оксида кальция 11,38.

П р и м е р 4. Плавке подвергали шихту, состоящую из 75% (75 г) медного концентрата, 5% (5 г) клинкера, 10% (10 г) кварцевого флюса и 10% (10 г) дефеката.

Получено 22,8 г штейна состава, %: меди 53,01; серы 23,0; железа 23,06 цинка 0,39 свинца 0,26 Извлечение меди в штейн составило 98,6%; цинка - 5,6% свинца .11.9%. . ; : . : . : .. : . .. :. .

; Получено 49,8 г шлака состава, %: меди 0,34) железа 27,10; диоксида кремния 31,85; оксида кальция 10,56.. .

П р и м е р 5. Плавке подвергали шихту, состоящую мз 80% (80 г) медного концентрата, 5% (5 г) клинкера, 5% (5 г) кварцевого флюса и 10% (10 г) дефеката,

Получено 23 г штейна состава, %: меди 55,97; серы 22,8; железа 28,2; цинка 0,40: свинца 0;30, Извлечение меди в штейн составило 98,6%. цинка - 5,4%; свинца - ;11,5%. - ,; :;: :/.,;л -./;::- ; ;..; ;-: . :, , Получено 51,0 г шлака состава,%: меди 0,35; железа 26,06; диоксида кремния 31,30; оксида кальция 11,41.: : :

Примеры 6 и 7 выполнены учетом введения в шихту дефеката менее и более установленных пределов (запредельные). П р и м е р,6. Плавке подвергали шихту, состоящую из 80% (80г)медного концентрата, 4% (4 г) клинкера, 3% (3 г) кварцевого флюса и 13% (13 г) дефеката. Температура расплава повысилась с 1250 до 1300°С.

Получено 28,4 г штейна состава, %: меди 42,0; серы 24,1; железа 26,4; цинка 0,48; свинца 0,21. Извлечение меди в штейне составило 96,7%; цинка - 8,9%; свинца 13,0%. .

Получено 52,8 г шлака состава, %: меди 0,61; железа 26,03; диоксида кремния 28,2; оксида кальция 11,8.

Пример. Плавке подвергали шихту, состоящую из 80% (80 г) медного концентрата, 9%-(9 г) клинкера, 3% (3 г) кварцевого флюса и 8% (8 г) дефеката. Температура расплава Снизилась с 1250 до 1220°С.

Получено 30 г штейна состава, %: меди 40,30; серы 23,9; железа 25,0; цинка 0,55; свинца 0.36. Извлечение меди в штейн составило 96,7%, цинка - 10)0%; свинца .15,0%. . ;. .;

Получено 54,0 г шлака состава, %: меди 0,71, железа 24,5; диоксида кремния 29,2; . оксида кальция 8,1.

В табл.2 даны результаты испытаний составов шихты (предельные и запредельные). Результаты проведенных лабораторных исследований свидетельствуют о том, что при вводе известковых отходов сахарной промышленности-дефеката, в состав шихты для плавки сульфидных медных концентратов за счет снижения потерь меди со шлаками повысилось ее извлечение в штейн от 98,60 до 98,70%, по сравнению с извлечением меди по прототипу - 96,8%. Извлечение цинка в штейн составило 5,54% (по прототипу 12%), свинца 12,08% (попрототи- пу43,7%).

Использование: цветная металлургия, а более конкретно составы шихт для плавки сульфидных медных концентратов, например, плавкой Ванюкова. Сущность: шихта для плавки сульфидных медных концентратов содержит, мас.%: сульфидный медный концентрат 70-80, клинкер цинкового производства 3-5, кварцевый флюс , известковые отходы сахарной промышленности 10-12. 2 табл.

,. Ф о р м у л а и з о.б р е т е н и я

Шихта для плавки сульфидных медных концентратов, содержащая сульфидный медный концентрат, клинкер цинкового производства, кварцевый флюс, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что, с целью повышения

степени извлечения меди в штейн, она до- полнительнр содержит известковые отходы сахарной промышленности при следующем соотношении компонентов, мас.%: сульфидный медный концентрат - 70-80; клин- кер цинкового производства-3-И5; кварцевый флюс известковые отходы-10+12.

-

Примеры осуществления плавки предложенной шихты.

Результат испытаний предлагаемого состав ишхти

Таблица 1

Таблица