Способ переработки высокожелезистых сульфидных медных концентратов

(51)7 22 15/00 КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Телешев Кайсар Жумаханович Бобров Владимир Михайлович Ситько Елена Александровна Байгуатов Дуйсенгали Ибрайханович Бекенов Марат Сабитович Аубакиров Марат Искакович Камирдинов Гуламетдин Шамшидинович Бурамбаев Елдос Нургалиевич Рыжов Геннадий Валентинович Тимофеева Светлана Владимировна(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт металлургии и обогащения Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Центр химико-технологических исследований Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВЫСОКОЖЕЛЕЗИСТЫХ СУЛЬФИДНЫХ МЕДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ(57) Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при переработке высокожелезистых сульфидных медных концентратов. Способ переработки высокожелезистых сульфидных медных концентратов включает приготовление шихты с добавлением кварцевого флюса,плавку с получением штейна и отвального шлака,конвертирование штейна с добавлением кварцевого флюса с получением черновой меди и оборотного конвертерного шлака, причем шихту готовят при отношении О 2, равном 1,72,0, а конвертирование штейна проводят при отношении О 2, равном 1,41,7. Техническим результатом изобретения является снижение содержания меди и магнетита в отвальном шлаке, а также снижение расхода топлива при плавке и уменьшение настылеобразования в печи. 13161 Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при переработке высокожелезистых сульфидных медных концентратов. Известен способ переработки высокожелезистых сульфидных медных концентратов с добавлением кварцевого флюса в отражательной печи с получением штейна и отвального шлака с последующим конвертированием штейна до черновой меди и возвратом конвертерного шлака в печь (Ванюков А.В., Уткин Н.И. Комплексная переработка медного и никелевого сырья. Металлургия, 1988, с. 147). В результате плавки получают отвальные шлаки,содержащие значительное количество меди - до 1,0 , что является недостатком способа. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ переработки высокожелезистых сульфидных медных концентратов в отражательных печах (Аветисян Х.К. Металлургия черновой меди. Металлургиздат,1954, с. 242). По данному способу в высокожелезистый сульфидный медный концентрат добавляется кварцевый флюс, приготовленная шихта подается на плавку в отражательную печь. В результате плавки получается штейн и отвальный шлак. Штейн подвергается конвертированию с добавлением кварцевого флюса с получением черновой меди и оборотного конвертерного шлака. По данному способу предусматривается при приготовлении шихты добавлять кварцевый флюс,необходимый для ошлакования железа в шихте, при отношении е 2, равном 1,6, остальное же количество кварцевого флюса, необходимого для ошлакования всего железа шихты, добавлять при конвертировании штейна при отношении 2, равном 2,0. Введенный в таких количествах в исходную шихту кварцевый флюс приводит к получению отвальных шлаков с повышенным содержанием меди и магнетита в них, образованию настылей в печи, а также увеличивается расход топлива на плавление такой шихты, что является существенным недостатком способа. Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение содержания меди и магнетита в отвальном шлаке, а также снижение расхода топлива при плавке и уменьшение настылеобразования в печи. Это обеспечивается в способе переработки высокожелезистых сульфидных медных концентратов,включающем приготовление шихты с добавлением кварцевого флюса, плавку с получением штейна и отвального шлака, конвертирование штейна с добавлением кварцевого флюса с получением черновой меди и оборотного конвертерного шлака, причем шихту готовят при отношении 2, равном 1,72,0, а конвертирование штейна проводят при отношении 2, равном 1,41,7. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что кварцевый флюс, подаваемый в заданном отношении 2, необходимый для ошлакования 2 железа шихты, перераспределяется в процессе плавки - конвертирование таким образом, что на плавку поступает меньшее количество флюса, а на конвертирование - большее. При этом создаются условия для получения оборотных конвертерных шлаков с повышенным содержанием кремнезема и меньшим магнетита. То есть, добавление повышенного количества кварцевого флюса в конвертер при конвертировании штейна позволяет не допустить процесс переокисления железа до магнетита. Меньшее количество магнетита, поступающего на плавку с оборотным конвертерным шлаком, способствует уменьшению потерь меди с отвальным шлаком и уменьшению настылеобразования в печи. Кроме того, кварцевый флюс, добавленный на конвертирование, возвращается на плавку в виде жидкого оборотного конвертерного шлака, что позволяет снизить расход топлива на плавку. Отношение железа к кремнезему при конвертировании, равное 1,41,7, является оптимальным для снижения содержания магнетита в оборотном конвертерном шлаке и соответственно уменьшения потерь меди с отвальным шлаком. Снижение количества кварцевого флюса в шихте в процессе плавки (отношение О 2 более 2,0) приведет к увеличению степени окисленности системы за счет повышенного содержания магнетита,что приведет к повышенным потерям меди с отвальным шлаком и образованию настылей в печи. При подаче в шихту при плавке большего количества кварцевого флюса (2 менее 1,7) увеличиваются потери меди с отвальным шлаком, т. к. шихта, содержащая больше кварца, как более легкая, остается на поверхности расплава. Для плавления этой шихты расходуется тепло, что в известной мере уменьшает поток теплоты, идущей на нагрев глубинных слоев шлака, что является причиной изменения свойств шлака, например, вязкости по глубине ванны, а это оказывает прямое влияние на время отстаивания и увеличение механических потерь меди с отвальным шлаком. Кроме того, в ванне шлака при возрастании плотности (из-за снижения температуры) практически отсутствует конвекция, и процессы самообмена в основном определяются молекулярной диффузией. В результате этого химические процессы протекают медленно и не успевают в полной мере завершиться, что приведет к увеличенным химическим потерям меди с отвальным шлаком. Таким образом, перераспределение по предлагаемому способу кварцевого флюса в процессах плавки и конвертирования в заданном отношении приведет к получению оборотных конвертерных шлаков с повышенным содержанием кремнезема и соответственно - меньшим магнетита, наличие которого в отвальных шлаках обуславливает большую или меньшую степень растворимости цветных металлов, в частности, меди и, следовательно, ее потери. Кроме того, перераспределение приведет к снижению расхода топлива на плавку и уменьшению настылеобразования в печи, так как оборотный кон 13161 вертерный шлак, поступающий на плавку, находится в жидком виде. Примеры осуществления способа. Пример 1 (по прототипу) В опытную печь загрузили 100 кг шихты, состоящей из высокожелезистого сульфидного медного концентрата и 10 кг кварцевого флюса (отношение 2 равно 1,6). Сульфидный медный концентрат состава, мас. 17,2 С 2,54,425,723,38,5 2. Кварцевый флюс состава, ма. 0,42 С 2,8270,0 2 6,0 А 2 О 3 0,5 . После расплавления шихты залили 35,5 кг оборотного конвертерного шлака состава, ма. 2,1 С 2,236,96,424,3 2 4,3 А 2 О 3 1,2. Получили 60 кг штейна, содержащего, ма. 32,4 С 28,090,8 2 и 70 кг отвального шлака,состава, ма. 0,89 С 32,9 еобщ. 4,28 34 33,1 2. Полученный на стадии плавки штейн (60 кг) залили в конвертер, добавили 11,5 кг кварцевого флюса и провели процесс конвертирования (отношение 2 равно 2,0), в результате которого получили 14,5 кг черновой меди, 35,5 кг кнвертерного шлака,состава, ма. 2,1 С 2,2 6,436,924,3 2 4,3 А 2 О 3 и 1,2 . Полученный конвертерный шлак (35,5 кг) возвращали на плавку с сульфидными медными концентратами в опытную печь. В результате опыта получили- одержание в отвальном шлаке меди - 0,89 магнетита - 4,28- асход условного топлива - 3,2 кг на 1 кг черновой меди. Пример 2 В опытную печь загрузили 100 кг шихты, состоящей из 95 кг высокожелезистого сульфидного медного концентрата и 5 кг кварцевого флюса, отношение 2 в шихте равно 2,0. Состав сульфидного медного концентрата и кварцевого флюса приведен в оп. 1. После расплавления шихты залили 35 кг оборотного конвертерного шлака, состава, ма. 1,80 С 2,05,338,833,2 2 3,4 23 1,3 . Получили 62 кг штейна, содержащего, ма. 31,8 С 27,10,7 2 и 68 кг отвального шлака,состава, ма. 0,55 С 35,3 еобш. 2,1 е 34 34,5 2. Полученный на стадии плавки штейн - 62 кг залили в конвертер, добавили 16.5 кг кварцевого флюса (отношение 2 равно 1,4) и провели процесс конвертирования, в результате которого получили 16 кг черновой меди и 35 кг конвертерного шлака,состава, ма. 1,8 С 2,05,338,833,2 2 3,4 А 2 О 3 1,3 . Полученный конвертерный шлак (35 кг) возвращали на плавку с сульфидными медными концентратами в опытную печь. В результате опыта получили- содержание в отвальном шлаке меди 0,55 ,магнетита 2,1- расход условного топлива - 1,7 кг на 1 кг черновой меди. Пример 3 В опытную печь загрузили 98 кг шихты (90 кг сульфидного высокожелезистого медного концентрата и 8 кг кварцевого флюса, отношение 2 равно 1,7). Состав сульфидного медного концентрата и кварцевого флюса приведен в оп.1. После расплавления шихты залили 36 кг оборотного конвертерного шлака, состава, ма. 1,9 С 2,0 5,837,227,5 2 3,8 А 2 О 3 1,0 . Получили 61,5 кг штейна, содержащего, ма. 31,8 С 28,20,9 2 и 69 кг отвального шлака,состава, ма. 0,62 С 35,3 ебщ. 2,9 34 33,3 2. Полученный на стадии плавки штейн 61,5 кг залили в конвертер, добавили 13,5 кг кварцевого флюса (отношение е 2 равно 1,7) и провели процесс конвертирования, в результате которого получили 15 кг черновой меди и 36 кг конвертерного шлака,состава, ма. 1,9 С 2,05,837,23,8 А 23 27,5 2 и 1,0 . Полученный конвертерный шлак (36 кг) возвратили на плавку с сульфидными медными концентратами в опытную печь. В результате опыта получили- содержание в отвальном шлаке меди 0,62 ,магнетита - 2,9- расход условного топлива 2,0 кг на 1 кг черновой меди. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переработки высокожелезистых сульфидных медных концентратов, включающий приготовление шихты с добавлением кварцевого флюса,плавку с получением штейна и отвального шлака,конвертирование штейна с добавлением кварцевого флюса с получением черновой меди и оборотного конвертерного шлака, отличающийся тем, что шихту готовят при отношении О 2, равном 1,72,0, а конвертирование штейна проводят при отношении 2, равном 1,41,7.