способ непрерывной переработки медьсодержащего сульфидного сырья

Формула изобретения

Способ непрерывной переработки медьсодержащего сульфидного сырья, включающий стадию плавки с получением штейна, последующие стадии конвертирования штейна и обеднения шлака, отличающийся тем, что плавку сырья ведут на штейн с содержанием меди 15 30% а богатый по меди шлак стадии конвертирования возвращают на стадию плавки с получением отвального по цветным металлам шлака.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам пирометаллургической переработки сульфидного сырья цветной металлургии.

Известны способы пирометаллургической непрерывной переработки сульфидного медьсодержащего сырья (например, взвешенной плавки, Оутокумпу, кислородно-факельной плавки, процесс Ванюкова, процесс Норанда) с получением богатых штейнов (50-60% меди) и с последующим конвертированием их до черновой меди (см. книгу "Плавка в жидкой ванне". Под ред. А.В. Ванюкова, М. Металлургия, 1988, с. 110-111). Особенностью этих и других т.н. автогенных процессов является, как и вообще тенденция в мире, работа на максимально возможные богатые штейны (или даже белый матт до 80-83% меди) с последующим их конвертированием. Это ведет к получению богатых по меди шлаков до 0,7 (для ПВ) и 1,5 (для КФП) меди при штейнах с 50% меди. Недостатком этих процессов, естественно, является необходимость обеднительной переработки этих шлаков и, как правило, организация отдельной стадии такой переработки (наиболее распространены флотационный и электропечной переделы).

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ непрерывной переработки медьсодержащего сульфидного сырья фирмы "Мицубиси" (Япония), включающий стадию плавки с получением штейна, последующую стадию конвертирования штейна и обеднения шлака (прототип см. Итоги науки и техники. Серия "Металлургия цветных металлов", т. 180 М. ВИНИТИ АН СССР, 1988, с. 33-36).

Недостатками этого способа являются: сложная технологическая схема (3 пирометаллургических агрегата: плавильная, конвертерная и обеднительная печи), получение богатых по меди шлаков (до 0,62%) в связи с плавкой на богатый штейн (до 66,5% меди) и сравнительно богатых условно "отвальных" (0,5-0,6% меди) шлаков после обеднительной печи.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи упрощение технологической схемы с получением бедных отвальных шлаков.

Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемого изобретения, заключается в использовании двух пирометаллургических агрегатов вместо трех в прототипе и в содержании меди в отвальных шлаках 0,2-0,3% вместо 0,5-0,6% в прототипе.

Технический результат достигается тем, что в известном способе непрерывной переработки медьсодержащего сульфидного сырья, включающем стадию плавки с получением штейна, последующую стадию конвертирования штейна и обеднения шлака, по предлагаемому решению плавку сырья ведут на штейн с содержанием меди 15-30% а богатый по меди шлак стадии конвертирования возвращают на стадию плавки с получением отвального по цветным металлам шлака.

Основной технологический отличительный признак предлагаемого решения - получение бедного по меди штейна в голове процесса переработки сырья, т.е. на первой стадии плавки сырья вести процесс наоборот по сравнению с прототипом. Бедные по меди шлаки при этом получаются в силу естественного равновесного ее распределения между шлаком и штейном. В свою очередь, аналогично меди ведут себя благородные металлы (золото, серебро), т.е. соответственно более бедными отвальными являются получаемые шлаки и по этим металлам.

Пример осуществления способа.

Плавка медьсодержащего сульфидного сырья (шихты), перерабатываемого на Балхашском ГМК, состава, 13,65 Сu; 1,1 Zn; 0,44 Рв; 26,3 S; 23,4 Fe; 16,0 SiO₂; 1,5 СаО плавили в печи Ванюкова (ПВ) Рязанского опытно-экспериментального металлургического завода (РОЭМЗ) Гинцветмета на штейны с содержанием меди 14-31% (первая стадия). Эти штейны перерабатывали в режиме конвертирования в этой печи ПВ (вторая стадия). Получаемые шлаки перерабатывали в режиме плавки указанной шихты. В процессе работы обеспечивались непрерывность загрузки шихты и вывод продуктов плавки (шлака). Недостающее по тепловому балансу тепло компенсировалось подачей дополнительного топлива (природного газа). Обогащение дутья кислородом варьировалось в пределах 50-100% При обработке результатов опытов это топливо (равно как и кислород) учитывалось в расчетах энергозатрат с пересчетом на промышленные условия по известным методикам.

Результаты опытов и расчетных данных по энергозатратам сведены в таблицу.

Как видно, лучшие результаты по составу отвальных шлаков получены в опытах N 2 и 3, т.е. при штейнах с содержанием 15-30% меди. При работе на более богатые штейны (опыт N 1) содержание меди в шлаках существенно возрастает (до 0,36% ), а при более бедных штейнах (опыт N 4) содержание меди в шлаках практически перестает изменяться, но при этом резко возрастают энергозатраты (в основном за счет увеличения расхода потребного топлива при плавке сырья).

Таким образом, предлагаемый способ непрерывной переработки медьсодержащего сульфидного сырья позволяет получать отвальные по цветным металлам шлаки с существенным упрощением технологической схемы. Последнее способствует сокращению капитальных затрат и эксплуатационных расходов.