Способ переработки сульфидных медных и медно-цинковых концентратов

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАНБюллетень ЦНИИ цветная металлургия, 1987,Не 2, с.22-24(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ МЕДНЫХ ИМЕДНО-ЦИНКОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ(57) Изобретение относится к области цветной металлургии, к способам переработки сульфидных медных И медно-цинковых концентратов.Металлов со шлаком И получение шлака, пригодного для производства строительных материалов.Способ переработки сульфидных медных и медноцинковых концентратов включает плавку Ванюкова с получением штейнаи шлакав окислИтельно-плавильной зоне и обработку шлака в восстановительной зоне. Плавку ведут с загрузкой известняка при соотношении(1-2)1 к кремнезему в полученной шихте, а обработку шлака осуществляют при подачек кокса с заглублением в расплав на величину, равную 0,30,6 глубины шлаковой ванны.Изобретение относится к цветной металлургии к способам переработки сульфидных медных И медноцинковых концентратов.Известен способ переработки сульфидных медноцинковых концентратов, включающий обжиг-плавку в циклоне, с получением штейна И шлака И последующее восстановление шлака в электротермической зоне с подачей кокса на поверхность расплава (1).Недостаток способа заключается в высоком содержании цинка в шлаке, составляющем 2,5-3 ,5, что увеличивает потери металла, а также в отсутствии возможности использования такого шлака в производстве строительных материалов, например,минеральной ваты из-за высокого соотношения кислотных и основных оксидовМК 1 О 2 А 12 О 3/СаОМ 3 О 3,8-4,0. Согласно требованиям производства минеральной ваты,для ее изготовления могут быть использованы шлаки с модулем кислотности Мк равном 1,2-1,5(2), кроме этого получаемый шлак по коэффициенту качества ККСаО А 12 О 3 М 3 О/1 О 20,5 нельзя использовать для получения вяжущих материалов. СогласноГОСТу 3476-74 ШлакИ доменные И электротермофосфорные гранулированные для производства цемента, в качестве вяжущих могут быть Использованы шлаки, имеющие Кк 1,25-1,66.Известен также способ переработки сульфидных медных И медно-цинковых концентратов, включающий плавку Ванюкова с получением штейна и шлака в окислИтельно-плавильной зоне и последующей обработкой шлака в восстановительной зоне продувкой пылеуглем (2).Недостатком этого способа является высокое остаточное содержание меди -0,32-О,46 И цинка - 1-2 в шлаке, что увеличивает потери этих металлов с отвальным шлаком, а также получение шлака, который нельзя Использовать в производстве минеральной ваты,т.к. МК 7,О-7,5 И в производстве цемента КК 0,32.Целью Изобретения является снижение потерь цветных металлов со шлаком И получение шлака,пригодного для производства строительных материалов.Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки сульфидных и медно-цинковыхконцентратов,включающем плавку Ванюкова с получением штейна и шлака в окислительноплавильной зоне И обработку шлака в восстановительной зоне, согласно изобретению плавку ведут с загрузкой известняка при соотношении (1 -2) 1 к кремнезему в полученной шихте, а обработку шлака осуществляют при подаче кокса с заглублением в расплав на величину,равную 0,3-0,6 глубины шлаковой ванны.Процесс осуществляют в двухзонной печи Ванюкова следующим образом. Шихту, состоящую из сульфидного медного или медно-Цинкового концентрата и клинкера с добавлением известняка в соотношении (1-2)1 к кремнезему в шихте, загружают в окислительно-плавильную зону на барботируемый кислородсодержащим газом расплав, где происходит плавление и растворение тугоплавких составляющих шихты с последующим расслаиванием расплава на штейн и шлак. Накапливающийся штейн периодически выпускают через сифон, а образующийся шлак непрерывно поступает в восстановительную зону. В восстановительной зоне непрерывно подают кокс через затвор-питатель, что обеспечивает накопление кокса на расплаве шлака и заглубление его на величину, равную 0,3-0,6 глубины шлаковой ванны. Величину заглубления регулируют высотой столба кокса подаваемого через затвор-питатель. Поступающий в восстановительную зону шлак проходитквыпускному отверстию снизу вверх, фильтруясь через слои кокса, разогреваемого с помощью электродов до высокой температуры.Проведение процесса плавки с подачей известняка в соотношении ( 1-2) 1 к кремнезему в шихте обеспечивает получение шлакового расплава с отношением кислотных и основных оксидов, близким к единице. Такой шлак, как показали проведенные исследования, обладает пониженной растворимостью Цветных металлов и увеличивает межфазное натяжение, снижая также механические потери меди со шлаком. Кроме того, по соотношению шлакообразующих компонентов и содержанию Цветных металлов шлак пригоден для производства строительных материалов.При фильтрации шлака через разогретый слой кокса,в отличие от прототипа, где восстановитель в смеси с воздухом продувают через лак, в предлагаемом способе происходит лучший контакт между частицами восстановителя и шлака, в результате чего интенсивнее идет процесс восстановления оксидов свинца,цинка,меди и железа, повышается их извлечение в штейн и возгоны и, следовательно, снижаются потери со шлаком. Благодаря снижению цветных металлов шлак может быть использован в производстве строительных материалов.Подача известняка в соотношении менее 11 к кремнезему в шихте не позволит получить шлак,обладающий пониженной растворимостью Цветных металлов и, следовательно, их содержание останется относительно высоким. Кроме этого соотношение кислотных и основных оксидов не соответствует требованиям, предъявляемым к ним для возможности использования в производстве строительных материалов.Подача известняка в соотношении более 21 к кремнезему шихты способствует получению вязкого,тугоплавкого шлака, что увеличит содержание Цветных металлов в шлаке и не позволит использовать его в качестве строительного материала.Заглубление кокса в расплав на величину менее 0,3 глубины шлаковой ванны не обеспечит снижения потерь цветных металлов со шлаком вследствие того, что высота слоя кокса, находящегося в шлаке и участвующего в реакциях восстановления, недостаточна для восстановления поступающего шлака, что увеличит потери цветных металлов со шлаком. Получающийся шлак с высоким содержанием Цветных металлов нельзя использовать для производства строительных материалов.При заглублении кокса в шлак на величину более 0,6 глубины шлаковой ванны, произойдет снижение температуры шлаковой ванны, в связи с чем частицы кокса будут обволакиваться шлаком и может произойти замораживание слоя кокса, что приведет к нарушению всего процесса.Способ опробован в укрупненно-лабораторных условиях в печи Ванюкова, разделенной вертикальной перегородкой, не доходящей до пода, на окислительноплавильную и восстановительную зоны. Площадь сечения окислительно-плавильной зоны в области фурмы равна 0,2 м 2 , а восстановительной - 0,4 м 2 . Общая глубинарасплава - 1,6 м. Глубинашлаковой ванны - 1,3 м. Перегородка между окислительно-плавильной и восстановительной зонами не доходит до подины печи на 0,4 м. В восстановительной зоне на расплав шлака подавали кокс. Величина заглубления кокса обеспечивалась высотой столба кокса, поступающего непрерывно через затвор-питатель. К слою кокса подведены электроды, через которые подавали электрический ток силой 800 А и напряжением 120 В. Штейн выпускали по достижению глубины штейновой ванны разной 0,3 м, а шлак, проходя через восстановительную зону, постоянно вытекал через щелевое отверстие, расположенное на уровне 1,6 м от подины печи.Для переработки использовали материалыВ окислительно-плавильную зону непрерывно подавали шихту, состоящую из медно-Цинковогоконцентрата 600 кг( 100) клинкер 90 кг (1 5 от веса концентрата) И известняка 79,0 кг (13,2 от веса концентрата) , что соответствует соотношению известняка к кремнезему шихты 1 1. В восстановительной зоне обработку шлака вели при подаче кокса из затвора-питателя с накоплением и поддержанием столба высотой 1,0 м, что обеспечивало заглубление кокса на 0,39 м. При глубине шлаковой ванны - 1,3 м, величина заглубления составляет 0,3 ее глубины.Проходя непрерывно снизу вверх в восстановительной зоне, шлак фильтруется через слой раскаленного до температуры 1600-1800 С кокса, где и происходит восстановление оксидов Цветных металлов и железа. Температура шлака на выходе из восстановительной зоны составляла 1460 С. Процесс вели непрерывно в течение 8 часов.Получено штейна в количестве 256,1 кг с содержанием меди 40,1 возгонов - 41,3 кг, состава, в 56,5 цинка, 13,4 свинца шлака - 181,3 кг, состава, в 0,15 меди, 0,14 свинца, 0,36 цинка,9,4 железа, 44,6 кремнезема, 7,3 глино зема, 31,2 оксида кальция, 3,2 оксида магния. Полученный шлак имеет модуль кислотности Мк 1,5, т.е. пригоден для производства минеральной ваты. По прототипу в шлаке меди 0,32-0,46, цинка 1-2 и по соотношению кислотных и основных оксидов не пригоден для производства строительных материалов. Пример 2.В окислительно-плавильную зону непрерывно подавали шихту, состоящую из медно-цинкового концентрата 500 кг ( 1 00) , клинкера 75 кг (15 от веса концентрата) и известняка 100 кг (20 от веса концентрата), что соответствует соотношению известнякак кремнезему шихты 1,5 1 . В восстановительной зоне обработку шлака вели при подаче кокса из затвора-питателя с накоплением и поддержанием столба высотой 2 м, что обеспечило Заглубление слоя кокса на 0,78 м. При глубине шлаковой ванны - 1,3 м, величина заглубления составляет 0,6 ее глубины.Температура шлака на выходе из восстановительной зоны составляла 1420 С. Процесс вели непрерывно в течение 6 часов.свинца, 0,28 цинка, 4,8 железа, 41,5 кремнезема,8,7 глино зема, 38,7 оксида кальция, 2,6 оксида магния. Полученный шлак имеет модуль кислотности Мк 1,21,т,е. пригоден для производства минеральнои ваты.По прототипу в шлаке меди 0,32-0,46, цинка 1-2 и он не пригоден для производства строительных материалов.В окислительно-плавильную зону непрерывно подавали шихту, состоящую из медного концентрата 5 00 кг ( 1 00) , клинкера 75 кг ( 1 5 от веса концентрата) и известняка 101 кг (20,2 от веса концентрата), что соответствует соотношению известняка к кремнезему шихты 1,5 1 . В восстановительной зоне обработку шлака вели при подаче кокса из затвора-писателя с накоплением и поддержанием столба высотой 1,5 м, что обеспечило Заглубление слоя кокса на 0,52 м. При глубине шлаковой ванны - 1,3 м, величина заглубления кокса составляет 0,4 ее глубины. Температура шлака составляла 1440 С. Процесс вели непрерывно в течение 6 часов.кремнезема, 7,3 глинозема, 34,5 окси да кальция, 2,7 оксида магния. Полученный шлак имеет модуль кислотности М 1,2 1,т.е. пригоден для производства минеральной ваты.По прототипу в шлаке меди 0,32-0,46, цинка 1-2 и он не пригоден для производства строительных материалов.В окислительно-плавильную зону непрерывно подавали шихту, состоящую из медного концентрата 500 кг ( 1 00), клинкера 75 кг ( 1 5 от весаконцентрата) и известняка 134,6 кг (26,9 от веса концентрата), что соответствует соотношению известняка к кремнезему 2,0 1 ,0. В восстановительной зоне обработку шлака вели при подаче кокса из затвора-питателя с накоплением и поддержанием столба высотой 2 м, что обеспечило заклубление слоя коксана 0,78 м. При глубинешлаковой ванны 1,3 м, величина заглубления составляет 0,6 ее глубины. Температура шлака на выходе из восстановительной зоны составляла 1480 С. Процесс вели непрерывно в течение 6 часов.Полученный шлак по коэффициенту качества КК 1,45 пригоден для производства вяжущих.По прототипу в шлаке меди 0,32-0,46, цинка 1-2 и он не пригоден для производства строительных материалов.В таблице приведены технологические показатели предлагаемого способа переработки сульфидных медных и медно-цинковых концентратов с предельнымиПолученные экспериментальные данные показыва 7 ют, что предлагаемый способ переработки сульфидных медных И медно-цинковых концентратов позволяет- снизить потери Цветных металлов в отвальном шлаке по меди до 0,07-0,15, по свинЦудо 0,05-О,14, по цинку до 0,23-0,41, тогда как по прототипу меди 0,32-0,46 И цинка 1 -2- получить шлаки по соотношению шлакообразующих, пригодные для производства минеральной ваты или вяжущих, тогда как по прототипу шлаки не пригодны для производства строительных материалов.Способ переработки сульфидных медных и медноцинковых концентратов, включающий плавку Ванюкова с получением штейна и шлака в окислительноплавильной зоне и обработку шлака в восстановительной зоне, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь цветных металлов со шлаком и получения шлака,пригодного для производства строительных материалов,плавку ведут с загрузкой известняка при соотношении(1-2)1 к кремнезему в полученной шихте, а обработку шлака осуществляют при подаче кокса с заглублением в расплав на величину, равную 0,30,6 глубины шлаковой ванны.СоотноГлубина шение пог же СаСОЗ к ру ния опыта кремне кокса в зему шлак шихтыПримеры 1. 1.о 1.о 0.3 0.15 0.14 0.36 9.4 44.6 31.2 7.3 3.2 1.50 0.93 Минералы ваты ваты 3. 0.4 . 0.12 0.32 12.1 . 34.5 . . 1.21 1.20 Минеральн ваты 4. 0.6 0.05 0.23 4.40 44.2 1.00 1.45 ВЯЖУЩИ сорт 2.010 0.3 01312.32 36.7 37.8 7.15 2.7 Е НепригодныСоставитель Л.Д.Мареева Верстка МП КРИЦ, исполнитель Т.В.Медведева Ответственный за выпуск Э.З. Фаизова