Способ переработки медьуглеродсодержащих пылей

 

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДЬУГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПЫЛЕЙ,включающий их обезуглероживание окислением и извлечение меди плавкой на штейн ,о1личающийс я тем,что, с целью интенсификации процесса и его упрощение, обезуглероживание и извлечение меди в штейн осуществляют плавкой исходной пыли совместно с твердыми окислителями углерода , выбранными из группы, содержащей сульфат кальция, известняк или их смеси, в количестве 15-30% от массы пыли и сульфидизатором при соотношении масс сульфидизатора и твердого окислителя

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ИИ

РЕСПУБЛИК ам аи

А д(д) С 22 В 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OfНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТО СНОММ СВИДЕТВЛЬСТВМ (21) 3618018/22-02 (22) 11.07.83 (46) 23.08.84. Бюл. У 31 (72) И.Н.Фетисов, С.Н.Шин, А.И.Окунев, В.М.Чумарев, Д.В.Иарьянинов, В.А.Киракосян, P.Ä.Àðóñòàìîâ, Д.Х.Байбулов, Ю.А.Подьячев и В.И.Ермилов (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники и огнеупоров и цветной металлургии и

Институт металлургии Уральского научного центра AH СССР (53) 669.333.483(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 572511, кл. С 22 В 7/02, 1976.

2. "Zesz. nank. AGH", 1973, N 395, 57-82. (54) (57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ИЕДЬУГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПЫПЕЙ, включающий их обезуглероживание окислением и извлечение меди плавкой на штейн,о т л и ч а ю щ и й— с я тем,что, с целью интенсификации процесса и его упрощение, обезуглероживание и извлечение меди в штейн осу. ществляют плавкой исходной пыли совместно с твердыми окислителями углерода, выбранными из группы, содержащей сульфат кальция, известняк или их смеси, в количестве 15-ЗОЖ от массы пыли и сульфидизатором при соотношении масс сульфидизатора и твердого окислителя (0,5-1,5):1.

-; :1

Изобретение Относится к цветн<71- . металлургии и может быть использовано на медеплавильных заводах.

Известен способ г!ереработкк окис-ленных материалов, согласно которому исходные материалы мешивают ". вос-становителем и сульфидизатором и подвергают циклсннОй плавке в слэссвосстановительной атмосфере (f11, Недостатком этого способа является 1" невозможность его использования для переработки углеродсодержа .цих матер!..:-алов, так как он не предусматриваг : удаление углерода из перерабатывае-мого материала, (плавку осушествляют с добавкой углерода и в восста.нови тельной среде), Наиболее близким к изобретению го технической сущности и достигаемому результату является способ перерабст---20 ки мецьуглероцссдержаших материалов,. например медных концентратов, по которому из исходного материала вначале удаля!7т окислительным обжигом углерод до остаточного гго содержания

1-2, а затем твердый продукт обжига (огарок) плавят на штейн (3J„

Недостатки известного способа многспередгльность обусловленная раз дельностью операций удалгнкл углерода 10 и плавки низкая эффективно"т-ь удаления углероца, связанная с реал!(за цией тепло- к массообменных ripc ercoB в слое; окисление и удаление в газoзуl! фаЗУ НЕ тОЛЬE(0 У!глЕРО!1а,. НО И ЗНаЧИтельной части серь: пгрерабатывае: огс

MaTepHBJIB, слсжнссть практ". ес <ой р -B лиэации, 06$ r 70BJ;eHHR5! crpoi lì (7< га<» " ментировачкгм остаточного годер«анин углерода B твердом продукте обж"-<га,, Целью изобретения являет- я к--1теь"сификация процесса и его упрошелкг„

Поставленная цель достигаетсв тем, чтО п17и способе пе17е17абстки углгродссдержащих пылей обезуглерс:кивание Окислением и извлечение меди в штейн осуществляют плавкой исходной пыли совместно с твердым71 окв1СЛ1!Теля! а1 углерода, выбранньгми из групп»!,, содер": кащей сульфат кальция, известняк H!i, -

r,cl их смеси, в количестве 15-30 от масс:ы пыли и сульфидизатсром прк соотноше-нии масс сульфидизатора H тверцого с кислителя (О., 5- . 5) -. 1 .

Способ осуществляется следуюшим 5 образом.

Мецьуглеродсодержащую пыль, смешанную с сульфидизатором, например мат-: риалом, сод ржаьп!м серу (пирктн»!Й1, Tfec71f»fff H. l1 . Ы . ДНО !lHETf(<7BEП! КОНЦЕНТ17аТ)

1-:.лап я т < О вме с т110 с r Bc PJI»fl!! I 0 (Hc Jlèò ÐJIßМИ I Г!!1!., ИЭВЕ< .TTTЯК) В ЭЛЕКТРО И IH цик oBHQ;1 1Рчк B слабОвссстансв !TP!lfc (сй атмосфере В результа-.е плавки

",c>cIигается удаление углерода за !.Чг В за<.-.м от!Ей С ТВИЙ ПРО-.ЕКаЮ!!!КХ В с:.!còеме "ульфиди-!,а:тор — твердь и оккс— литель — углерод. при этом пслу ают металлкзирова ный штейн с различной .-тепгнью мгталлизацки (30-40Л) к отс,г.;;!ый шлакПрсдукты плаBKI-; -- металлкэованный сТ7 rClй1: К б ЕдНЬ<й ОКС ИДНЫЙ pfICI!ËßB - МО- ; т быть !1г17есаббтafflÄ !i

:.-".1дногс сырья к одновременным обедне-.Ием шлак01: ло меди и путем их предпарк..-е.1ьногo разделения с последующим

-7!Ивом металлизкрсванного штейна на !!с !ак<7в 70 ванну, наг!ример, той ь<е от:, ;<атг!IBной печк или ег0 испольэоваН1:гм д1!я с 6ецнения других шлаков медн<гй главки (кснвертерных и др. ) „при этом бедный скскдый расплав or плавки ."=., ьуг.-!еродсс цер><ащей пыли направля—

" ся в отвал.

"=-.:-.ход твердь:х окисли-.: åëåé 15-30%

fa.(»! пыли обусловлен необходимос:ьв максимальногс уцаления из Нсс уг,1грод;:. за "-!ет р ализацки взаимодействий в скстемг гипс (известняк) — угле-. 0, к <7п -еделя-.т:я исходной KOBöeíòpàu!liH .,:глерсда в ме, ьу-.лгроцсодержащей

11»:.7к, Так. Ни-;HHй (15 ) и верхний ! )0 1 -<реде гь! Оасхсда твгрдых окисли. тeceé or1? е <;а(7-. . СООTHe, cт IeBHG м.-<ни -=.Льному (1 " ) и максимальному (39 ) (7цер71;анапа у -;:ерсда в .-!сходной мгдьуг1!еpofii одер»<с!щей 1!ыли В lip HHBHIIp flpo цесс 1! ерграбо: 1<Н последней може быть

Осущгс твлен и прк расходе твердых окис ,cHr< JIecË,, ПрСВтГШашщр-,(ВгрХ1ГИЕ ПрецЕЛ1,!

Од1-2!(c! это приводит к увеличению го-c e PT МЕДИ За СЧЕ- РОС а ВЫХОДа ШдаКа к повышения -сдержания B нем меди. ."1ас -.Овсе:с отношение сульфидкза -.ор=" H! твердого окислителя (0,, 5 1, 5): l определяется из условия обеспечения глубоксго протекания реакций в систе 1г УЛЬ<г7иc!HBаТОР ТВЕРДЫЙ ОКИСЛИ . :- Ль углеpзд, нгООхсдизмсго для иэ влгчeн1-я меци з штейн с определенной г."г:.1с.;-;:fO металлизации, причем верхний и ::кжнкй-.: прецелы соотношений масс

1109- 55

СаБОц

СаСО

СаБО

СаСО

CaSO<

СаСО

Плавка 1

Плавка 2

50

22,5

Плавка 3

22,5

Плавка 4

30,0

Плавка 5

Плавка 6

30,0 сульфидизатора и твердых окислителеи отвечают получению штейна, содержащего 10-207. меди.

Применение способа позволит интенсифицировать процесс удаления углера- 5 да и извлечь в одну операцию медь в самостоятельный продукт, пригодный для последующей переработки известными способами.

Способ испытывают применительно к 1О медьуглеродсодержащей пыли шахтных печей. Эксперименты ведут в циклонной установке производительностью

5 т/сут. В опытах используют пыль шахтных печей, медный и пиритный кон. 15 центраты, гипс и известняк.

Пример 1. Шихту, состоящую из медьуглеродсодержащей пыли и сульфидизатора — медного концентрата, плавят совместно с твердым окислителем — известняком при коэффициенте избытка воздуха 0,8-0,9. Расход медного концентрата и известняка составляет соответственно 33,0 и 22,57. от массы пыпи, что отвечает соотношению масс 25 сульфидизатора и твердого окислителя

1,46.

B результате плавок при 1250-1300 С получают штейны, содержащие (в среднем) 27,07. Сп и шлаки с 0,47 Сп.Выход;о штейна и шлака соответственно 36,0 и 61,27 от массы пыли. Извлечение меди из шихты в штейн 96,07. Степень удаления углерода 94,0-96,07.

Пример 2. Медьуглеродсодержащую пыль с добавкой к ней сульфидизатора (пиритный концентрат) плавят совместно с твердым окислителем (гипс, известняк). Расход последних варьируют в пределах 10-357 от массы пыли, а количество сульфидизатора в шихте задают из расчета получения массового соотношения FeS

Плавка 7 10

CaSO<.1

Ca SO>

СаСОэ

Плавка 8 10

Плавка 9 35

Плавка 10 35

В результате проведенных при 1250.

1350 С плавок 1 и 2 получают металлизированные штейны со степенью металлизации 30,0-35,07 и шлаки содержащие 0,18-0,307 Си при их выходе соответственно 20,0-25,0 и 55,0 — 60,07. от массы пыли, При этом извлечение меди в штейн 93,0-95,07, а степень удаления углерода 90-957..

Увеличение расходов сульфидизатора и твердых окислителей приводит к незначительному изменению составов штейна и шпака, а уменьшение расходов твердых окислителей — к заметному повышению температуры процесса (1400-1420 С против 1250-1350 С в плавках 1-6) что обусловлена низкой степенью удаления углерода (75-807).

По этой причине повышается степень металлизации штейна до 45-507, содержание серы в нем уменьшается до 11,77 что приводит к настылеобразованию на падине печи.

Результаты плавок, выполненных при расходах твердых окислителей выше

307,. отличаются повышенным выходом

Результаты этих плавок практически не отличаются от данных, полученных в примере 2. Так, в средней пробе штейна содержится 15,57. Си, 16,07. шлака и высоким содержанием в нем меди. что обусловлено переокислением железа за счет высокого кислородного потенциала расплава. Так, выход шлака 65,0-66,47 от массы пыли, а содержание меди 0,35-0,437. Извлечение меди в штейн 80-857. Степень удаления углерода незначительно отличается от данных главок 5 и 6.

Пример 3. Плавки проводя по примеру 2, однако в качестве твердых окислителей используют смеси

CaSO и СаСО с массовым соотношением 1:1. Испытывают три расхода твердого окислителя, 7 от массы пыли:

1 — 15,0 CaSO и СаСО 2 — 22,5

CaSOö и СаСО ; 3 — 30,0 Са$0 и СаСО, при отношении в шихте FeS> и твердого окислителя 1.* 1.

1l09455

Составитель А,„Кальницкий Редактор И. Николайчук Т ехред Т . Маточк а Корректор H. Зрдейи

Заказ 6007/19 Тираж 603

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

S, 65,0% Fe. Степень металлиэации

39,6Х ° Шлак содержит 0,267 Си.

Пример 4. Плавку медьуглеродсодержащей пыли проводят при постоянном расходе CaSO„, (22,5% от массы пыли) и различном количестве пиритного концентрата в шихте. Бесовое соотношение FeS, /CaSO< 0,3:1,7.

В результате плавок при массовом соотношении FeS /CaSO< 0,5 получают

10 штейн (17,8% Cu) со степенью металлизации 38,57 и шлак. Их выход соответственно 26,7 и 50,77 от массы пыли. Извлечение меди в штейн 94 9Х а степень удаления углерода 94,2Х, 15

Плавка при весовом соотногении

FeS,/CaSO< 1,5 сопровождается получением более бедного по меди штейна и увеличением его выхода. Так, штейн содержит 13, 57 Си, 15,57 S, 68,57

Fe (степень металлизации 42,27), а его выход 35,07 от массы пыли. Состав шлака незначительно отличается от предыдущих: 0,257 Си, 21,77. Fe, 37,47. SiO,, 10,5% А1,0,, 20,27. CaO„

Выход его 63,3% от массы пыли. Извлечение меди в штейн и степень удаления углерода 94,5 и 96,07 соответственно.

При плавке пыли с массовым соотношением FeS, /Са$0 0,3 получен более богатый штейн (19,57 Си„ 20% Б;

59,57. Ре) и шлак, содержащий 0,35Х меди. Выход штейн,а 22,5% от массы пыли, что соответствует извлечению 35 меди 89,57. Степень удаления углерода отличается незначительно от данных полученных при плавке пыли с массовыми соотношениями FeS, /СаБО 0,5 и

1,5, и составляет 93,57.

В процессе планки пыли при массовом соотношении РеБ,/CaSOq 1,7 получен относительно бедный штейн, содержащий 10,0-12,07 меди. Его выход

38,07 от массы пыли. Извлечение меди в штейн, состав шлака и степень удаления углерода отличаются несущественно с находятся: на уровне показателей, полученных при плавке пыли с массовыми соотношениями 0,5; 1,0 и 1,5 (FeS, /СаБО,).

Проведены опыты по обеднению шлаков в отражательной планки (0,60,77 Си, 35,2% Fe; 38,07 $10, ) металлиэованным штейном (15,57 Си;

16,.07 S,; 65,0% Fe) полученным в примере 3 при его расходе 8,0-127. от массы шлака.

В результате плавки (в электропечи мощностью 100 кВ А) шлака с металлизированным штейном получен шлак с остаточнь м содержащием меди 0 39

0,35%. При этом штейн содержит 18,2Х

Си, а его выход 8,2-12,5Х от кассы исходного шлака. Степень обезмеживания шлака 41,5-52 0Х.

Такик обраъом, приведенные прймеры указывают на высокую эффективность плавки мецьуглеродсодержащей пыли совместно с твердыми окислитепями и сульфидизатором.