способ переработки медного никельсодержащего шлака

Формула изобретения

1. Способ переработки медного никельсодержащего шлака, включающий дробление, измельчение, классификацию материала, разделение его на медный и никелевый продукты и дальнейшую их переработку, отличающийся тем, что измельчение проводят в две стадии с выделением на первой стадии металлизированной фазы шлака крупностью +60 мм, доизмельчение минусовой фракции классификации на второй стадии измельчения с использованием в качестве измельчающих тел металлизированной фазы шлака первой стадии измельчения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измельчение осуществляют в мельницах самоизмельчения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам измельчения свернутого медного никельсодержащего шлака.

Известен способ (Мечев В. В. Конвертирование никельсодержащих медных штейнов. - М. : Металлургия, 1973, с. 133-143) переработки жидкотекучих медных конвертерных шлаков, включающий охлаждение жидкого шлака в прудках, двухстадиальное дробление (крупное и среднее), измельчение в замкнутом цикле с классификаторами. Получают измельченный продукт класса крупности - 0,044 мм.

Данный способ не применим для дробления сухих свернутых медных никельсодержащих шлаков из-за невозможности осуществления стадии среднего дробления, так как в шлаке содержатся крупные включения металлической меди, размером до 250 мм.

Известен способ (Луккаренен Т. Флотация медных шлаков на комбинате "Оутокумпу". Цветная металлургия, 1968, N 10, с. 63-69) переработки жидкотекучего медного шлака с низким содержанием меди, включающий крупное дробление шлака в виброщековой дробилке, среднее и мелкое дробление в конусных дробилках с последующим доизмельчением шлака в мельницах самоизмельчения, работающих в закрытом цикле с гидроциклонами.

Известный способ не может быть применен при проведении операций среднего и мелкого дробления свернутого медного никельсодержащего шлака, из-за специфичности структуры этого продукта переработки медного производства. Кроме того, известный способ предполагает полное измельчение шлака, поступающего на переработку, и не предусматривает вывод из цикла измельчения металлизированной фазы шлака, не поддающейся измельчению.

Наиболее близким, выбранным нами за прототип, является способ (Ежов Е.И. , Огородникова Л.А. Новая технология переработки никелевого свернутого шлака - один из путей повышения эффективности производства никеля из сульфидных медно-никелевых руд. Сб. науч. труд. Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологических процессов в никель-кобальтовом производстве. - Л.: Гипроникель, 1988, с. 62-69) переработки медного свернутого никельсодержащего шлака, включающий дробление шлака в три стадии в виброщековой и конусных дробилках. Дробленный шлак измельчается в барабанной мельнице с использованием стальных шаров, работающей в замкнутом цикле со спиральным классификатором. Далее измельченный медный шлак разделяют в три стадии магнитной сепарацией на медный и никелевый продукты.

Недостатком известного способа является многостадийность процесса дробления, требующего применения дорогостоящих специальных методов дробления, ввиду высокой механической прочности и пластичности этого материала и наличия крупных включений ковкой металлической меди. Кроме того, измельчение дробленного шлака в барабанной мельнице при помощи стальных шаров неизбежно приводит к загрязнению измельчаемого материала железом, что отрицательно сказывается при дальнейшей его металлургической переработке. Применение трехстадийной магнитной сепарации для разделения измельченного шлака на медный и никелевый продукты усложняет схему подготовки шлака.

Высокомедистый никелевый свернутый шлак образуется при конвертировании медного никельсодержащего штейна в процессе рафинирования черновой меди. Характерной особенностью шлака, содержащего в среднем, %: никеля - 12; меди - 37; кобальта - 0,7; железа - 20, является крайне неоднородный состав: медь содержится преимущественно в окисленной форме, крупные металлические включения меди (размер корольков до 140 мм) в общей массе шлака составляют 5-10%. Никель в шлаках содержится в виде минералов бунзенита (NiO) и треворита (NiFeO₄). Мелкокристаллические выделения никелевых минералов, содержащиеся в шлаке, сцементированы металлической медью, что объясняет высокую механическую прочность шлака. В связи с чем измельчение медного никельсодержащего шлака является достаточно сложной технической задачей.

Предложен способ переработки медного никельсодержащего шлака, включающий дробление, измельчение, классификацию материала, разделение его на медный и никелевый продукты, дальнейшую их переработку, отличающийся от прототипа тем, что измельчение проводят в две стадии с выделением на первой стадии металлизированной фазы шлака крупностью +60 мм, доизмельчение минусовой фракции классификации на второй стадии измельчения с использованием в качестве измельчающих тел металлизированной фазы первой стадии измельчения. Измельчение осуществляют в мельницах самоизмельчения.

Предлагаемый способ позволяет выделить металлизированную медную фазу шлака на первой стадии самоизмельчения крупнодробленного шлака. Крупность выделяемой металлизированной фазы шлака +60 мм обоснована необходимостью получения измельчающей среды (медной гальки) для второй стадии самоизмельчения. При самоизмельчении минусовой фракции классификации (подрешетного продукта грохота), в процессе переработки в мельнице накапливаются куски шлака критического размера 20-40 мм, для предотвращения этого в мельницу загружают медную гальку крупностью +60 мм в количестве 8-10% рабочего объема мельницы.

В практике рудного самоизмельчения для компенсации недостатка крупных фракций руды в питании, а также для предотвращения образования в мельнице кусков критической крупности в мельницу загружают крупные стальные шары в количестве 6-10% рабочего объема мельницы.

Для пояснения описываемого способа приводится технологическая схема переработки медного никельсодержащего шлака (чертеж) и пример его осуществления в укрупненном лабораторном масштабе.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Шлак крупностью 1000 мм дробится в одну стадию до крупности - 300 мм. Крупнодробленный шлак измельчают в мельнице первой стадии самоизмельчения. Далее измельченный материал направляют на грохочение, выделяют металлизированную фазу шлака (медную галю), содержащую 75-90% меди, крупностью +60%, в количестве 5-15% от веса исходного шлака. Подрешетный продукт грохота (класс крупности -60 мм) доизмельчают в мельнице второй стадии самоизмельчения, где применяют в качестве измельчающих тел медную галю в количестве 8-10% рабочего объема мельницы. Медной галей измельчают куски критической крупности и восполняют дефицит крупных кусков шлака. Разгрузку мельницы направляют на классификацию. Получают медный продукт - пески (содержание меди 60-75%) и медно-никелевый продукт - пульпу слива (содержание в твердом, %: никеля 15; меди 30). Выход медно-никелевого продукта, пригодного для гидрометаллургической переработки, составляет 80-90% от веса исходного шлака.

Пример. Измельчение шлака состава, %: никеля - 16; меди - 35, проводили в мельнице периодического действия, объемом барабана 0,77 м³, длиной 1,2 м, диаметром 0,8 м, с гладкой внутренней поверхностью, частотой вращения барабана 22 об/мин. Крупность исходного шлака - 400 мм. Разовая загрузка шлака в мельницу 200 кг.

После измельчения выход материала - класса крупности -120 +60 мм (медной гальки) в среднем составил 5% от загруженной массы шлака. Далее шлак крупностью - 40+2,5 мм доизмельчали в той же мельнице с добавлением медной гальки крупностью -100 +60 мм, в количестве 10% объема мельницы. Затем измельченный шлак отсеяли на сите с размером ячеи 1 мм. Суммарно выход медно-никелевого продукта (никеля - 16%, меди - 30%) класса крупности - 1 мм составил 90%, соответственно выход крупной металлизированной фазы шлака, содержащей 80% меди, составил 10%. Таким образом, предлагаемый способ позволяет переработать свернутый медный никельсодержащий шлак, исключив операции среднего и мелкого дробления. При самоизмельчении шлака обеспечивается вывод металлизированной фазы из цикла измельчения. Применение медной гали в качестве измельчающей среды на второй стадии самоизмельчения позволяет получить медно-никелевый продукт, по крупности пригодный для гидрометаллургической переработки.

Список используемой литературы

1. Мечев В. В. Конвертирование никельсодержащих медных штейнов. - М.: Металлургия, 1973, с. 133-143.

2. Луккаренен Т. Флотация медных шлаков на комбинате "Оутокумпу". Цветная металлургия, 1968, N 10, с. 63-69.

3. Ежов Е.И., Огородникова Л.А. Новая технология переработки никелевого свернутого шлака - один из путей повышения эффективности производства никеля из сульфидных медно-никелевых руд. Сб. науч. труд. Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологических процессов в никель-кобальтовом производстве. - Л.: Гипроникель, 1988, с. 62-69.