Способ огневого рафинирования черновой меди

 

Способ огневого рафинирования черновой меди относится к цветной металлургии, в частности к технологии огневого рафинирования черновой меди от никеля и других примесей. Цель изобретения - повышение извлечения меди в анодную медь и повьппение степени очистки меди от никеля при сокращении продолжительности процесса . Способ включает заливку черновой меди, продувку ее с окислительньм газом с одновременным съемом первичного шлака, загрузку скрапа с получением вторичного шлака и окислительной меди, их разделение, восстановление и розлив меди на аноды. Новым является то, что черновую медь заливают на оставленный в печи от предыдущей операции вторичный шлак до соотношения меди к шлаку, равного 1:(0,02-0,1), и выдерживают до полного набора печи, затем снимают его одновременно с; первичным шлаком, а окисленную медь сливают из-под вторичного шлака до соотношения шлака к меди в печи, равного 1: (1,5-3), причем при сливе меди изпод вторичного шлака ее продувают окислительным, или нейтральным, или восстановительным газом. 3 з.п.ф-лы, 2 табл. (Л с 1C ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1257112 А 1 (50 4 С 22 В 15 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Цель изобретения — повышение извлечения меди в анодную медь и повышение степени очистки меди от никеля при сокращении продолжительности процесса. Способ включает заливку черновой меди, продувку ее с окислительным газом с одновременным съемом первичного шлака, загрузку скрапа с получением вторичного плака и окислительной меди, их разделение, восстановление и розлив меди на аноды. Новым является то, что черновую медь заливают на оставленный в печи бт предыдущей операции вторичный шлак до соотношения меди к шлаку, равного 1:(0,02-0,1), C и выдерживают до полного набора печи, ф затем снимают его одновременно с. первичным шлаком, а окисленную медь сли- МУ вают из-под вторичного шлака до соотношения шлака к меди в печи, равного

1:(1,5-3), причем при сливе меди из- Я под вторичного шлака ее продувают окислительным, или нейтральным, или восстановительным газом. 3 з.п.ф-лы, 2 табл.. (21) 3891569/22-02 (22) 07,05.85 (46) 15.09.86. Бюл, Ф 34 (7 1) Норильский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени горнометаллургический комбинат им, А.П.Завенягина (72) З.В.Зорий, В.В.Калюта, Д.Т.Хагажеев, В.Г.Попович, В,А.Дэираев, А.А.Никольский, Н,В.Бычков и В.А.Бахтин (53) 669.333.6(088.8) (56) Технологическая инструкция плавильного цеха НМЗ. Отделение огневого рафинирования черновой меди. МЦМ

:СССР, СОЮЗНИКЕЛЬ, НГМК, Рег. У 04013,1 109 37-80, с. 27-32. (54) СПОСОБ ОГНЕВОГО РАФИНИРОВАНИЯ

ЧЕРНОВОЙ МЕДИ (57) Способ огневого рафинирования черновой меди относится к цветной металлургии, в частности к технологии огневого рафинирования черновой меди от никеля и других примесей.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1257 112

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии огневого рафинирования черновой меди, и преимущественно может быть использовано при огневом рафинировании никельсодержащей черновой меди в наклоняющихся печах.

Целью изобретения является повышение извлечения меди в анодную медь, повышение степени очистки меди от никеля при сокращении продолжительности процесса.

Пример 1 (известный способ).

В пустую наклоняющуюся медерафинировочную печь емкостью 250 т при помощи мостового крана из ковшей емкостью

10,8 мз заливали черновую медь. Ковши с черновой медью подавали из конвертерного отделения на ковшовой тележке. За 15 мин перед окончанием заполнения печи производили очистку и подмазку сливной части горловины глиной, затем заканчивали заливку черновой меди. Количество залитой черновой меди составило 200 т, продолжительность заливки 40 мин. Черновая медь содержала, : никель 1,70; железо 0,2; сера 0,15; кислород 0,2, Температура черновой меди составляла о

1 190 С. После окончания заливки черновой меди включили подачу на фурмы печи сжатого воздуха давлением

3 кг/см, поставили печь в положение

"продувка", наклоняли ее в сторону сливной части горловины так, чтобы уровень расплава в печи сравнялся с ней, и снимали шлак с поверхности расплава при помощи шлакосъемной машины, при этом расход воздуха на фурмы, расположенные у торцов печи, составлял 400 нм /ч. В течение 30 мин сняли весь первичный шлак, количество которого составляло 6 т ° Шлак содержал 34,77 меди и 25,57Х никеля, Медь была недоокисленной, так как на поверхности пробы меди образовалась характерная возвышенность ("червяк").

Так как содержание никеля, железа и серы в меди было еще большим, а содержание кислорода недостаточным для их окисления, увеличили расход воздуха на фурмы до 600 нм /ч и вели окисление меди без съема шлака в течение

1 ч, т.е. до готовности окисленной меди (появления на поверхности пробы меди крупного рисунка с "утяжкой" в центре). При этом медь содержала, : никель 0,92; железо О, 11; сера 0,062;

15.свернутый шлак. Далее включали пода20 чу воздуха на фурмы, печь наклоняли .

55

45 кислород 0,62, т ° е, по содержанию серы качество меди находилось в пределах обычного процесса огненного рафинирования черновой меди, а содержания никеля и железа были еще большими, нб содержание кислорода было достаточным для их окисления. Температура меди составляла 1185 С. Для снижения температуры меди и содержания в ней никеля и железа в печь загрузили iO т скрапа (бракованные аноды, изложницы, корки из желобов, разливочных ковшей и т.д.). Продолжительность загрузки и плавления скрапа и растворения его в расплаве меди составляла 6 мин. Температура меди снизилась до 1155 С, а на ее поверхности образовался вторичный сухой в положение "продувка", тщательно, снимали вторичный шлак и направляли его на варку черновои меди. Расход воздуха на фурмы при съеме вторичного шлака составлял.300 нмэ/ч. Продолжительность съема вторичного шлака составляла 1 ч 30 мин, при этом получили 9 т шлака, в котором содержание меди и никеля составляло соответственно 43,12 и 10,57Х. Окисленная медь содержала, : никель 0,50; железо 0,045; сера 0,0052. При этом содержание кислорода в меди составляло 0,78 ., т.е. дальнейшее ее окисление не могло обеспечить более глубокое удаление никеля. Поэтому начали восстановление меди, для чего очищали горловину от настылей, закрывали ее крышкой,, включали подачу природного газа на фурмы и ставили печь в положение "продувка", при этом расход природного газа составлял

600 нм /ч. Восстановление вели в течение 2 ч 46 мин до готовности восстановленной меди, т.е. до появления на поверхности пробы мелкого шелковистого рисунка беэ "утяжки". Восстановленная медь содержала, .: никель 0,53; железо 0,04 ; сера 0,0027; кислород 0,08. Печь ставили в положение "загрузка", прекращали подачу природного газа на фурмы, прочищали фурмы, открывали разливочное отверстие печи и вели розлив меди на аноды.

При этом отбирали пробы анодной меди в начале, середине и конце розлива.

Средний состав анодной меди был сле" дующим, Х: медь 99,15; никель 0,55; з 1257 жепезо 0,04,сера 0,0025,кислород 0,12.

Продолжительность розлива составила

5 ч 56 мин,количество анодной меди 199 т.

Общая продолжительность процесса огневоГо рафинирования черновой меди от на- 5 ча.па заливки до конца восстановления составила 6 ч 32 мин, а продолжительномть плавки 12 ч 28 мин. Извлечение меди из черновой в анодную медь составило 96,027

Пример 2 (предложенный спо- 10 соб). В медерафинировочную наклоняющуюся печь емкостью 250 т, содержащую 12 т вторичного сухого свернутого шлака и 30 т окисленной меди от предыдущей операции (соотношение шла-1I5 ка и меди составило 1:2,5), на вторичный шлак заливали черновую медь и выдерживали (контактировали) их до полного набора печи, продолжительность которого составляла 40 мин. 20 При этом количество черновой меди составило 200 т, а соотношение заливаемой черновой меди и вторичного шлака составило 1:0,06. Черновая медь содержала, 7.: никель 1 75; желе- 25 зо 0,21; сера 0,16; кислород 0,19, а . ее температура составляла 1195 С.

После окончания заливки черновой меди выключали подачу воздуха на фурмы, наклоняли печь в положение про- 30 дувка" и продували расплав воздухом при его расходе 400 нм /ч и одновременно снимали сухой свернутый шлак, как в примере 1. Продолжительность продувки и съема шлака составила

45 мин. При этом получили 9 т сухого свернутого шлака, в котором было меди

29,37, а никеля 31,817, Медь была уже окисленной, т.е. проба меди имела на поверхности крупный рисунок 4б и "утяжку" в центре, и содержала,7.: никель 0,69; железо 0,085; сера 0,056; кислород 0,58, т.е. по содержанию серы качество меди находилось в пределах обычного процесса огневого ра- 4> финирования, а содержание никеля и железа были еще большими, но содержание кислорода в меди было достаточным для их окисления. Температура меди составляла 1175 С. Для снижения тем- б пературы меди и содержания в ней никеля и железа в печь загрузили в течение 5 мин 10 т скрала. Температура меди снизилась до 1145 С, а на ее поверхности образовался вторичный свер- » нутый никелевый шлак.Количество шлакасоставило 12 т,a содержание в нем меди и никеля соответственно 42,36 и 9,707..

112

Окисленная медь содержала, 7: никель 0,35; железо 0,04; сера 0,046 и кислород 0,46, т.е. содержание железа и серы были такими же, а содержание никеля и кислорода меньше, чем в обычном процессе огневого рафинирования черновой меди. Медь была готова к восстановлению. Поэтому включали подачу воздуха на фурмы, наклоняли печь и сливали окисленную медь из-под вторичного шлака, при этом под шлаком оставили 30 т окисленной меди (соотношение шлака и меди составило

1:2,5), а расход воздуха на фурмы при сливе составлял 200 нм /ч. Печь, ссдержащая оставленные вторичный шлак с небольшим количеством окисленноймеди, была готова к приему новой порции черновой меди, окислительное рафинирование которой повторяли, как указано.

Слитую окисленную медь направлили в другую медерафинировочную печь, где вели ее восстановление и розлив на аноды, как в примере 1. Продолжительность слива окисленной меди и передачи ее в другую рафинировочную песь составила 25 мин ° Окисленная медь перед восстановлением содержала,7: никель 0,33; железо 0,04; сера 0,0038 и кислород 0,42. Продолжительность восстановления меди составила 2 ч

5 мин. Восстановленная медь содержала,7: никель 0,33; железо 0,04; сера 0,0024; кислород 0,06, а средний состав анодной меди был следующим, 7.: никель 0,33; железо 0,04; сера 0,0023 и кислород 0 085. Продолкительность розлива составила

6 ч 5 мин, Получили 203,3 т анодной меди. Извлечение меди в анодную медь составило 98,057, общая продолжительность процесса огневого рафинирования черновой меди от начала заливки до конца восстановления составила 4 ч, а продолжительность плавки .10 ч 5 мин.

Аналогично было проведено 10 опытов, в которых изменяли соотношение заливаемой на вторичный шлак во время набора печи черновой меди и вторичного шлака, соотношение оставляемых в печи вторичного шлака и окисленной меди при сливе и передачс последней на восстановление и розлив,а также использование розличных газов воздуха, азота, природного газа для продувки меди при сливе ее из-под вторичного шлака. Результаты опытов представлены в таблице.

125?112

cd (-e о

О

1

СО О

О О

° \ л

С 4 С 4

И а О л л л

СЧ» С!

o o л (4 С»4

<л л

С»1

И!

1

l о

Х

Х

О В! Х Х Ed

Х>Х 51 cd

dj0Cddja

Х Е Х Н

СЧ ь Ф

4 9 л л

О О

N И С«4

3 л л л

О О О О С \ ч» чч л л

О О

Х

«Х с» о

С 4 С»4 б ч л л

О О ч«

1 л

1

I — 1

О

О! Х

Сч Щ О

0 g e 0.

О ! ч

I 1 и !

Х I!

Х а

I I

1 1 1

I 1 I 1

О Ф Ф О

О О

A л л л

О О О О

1

I

1

И О 1 О л л

° ь л л л

О О О О

Э

О Е

Сч cd

О

Х Ц

Д

Е»

О;,«ь

0 л!

О

Х а

Э

««) с0 О О а0 л л ° \

О О О

О л И л О л

° ь л ° ь

О О О

Ф О О

Ф Л Л л л л

О О О

Ф О И л

О О О О

Ch л л

С«1 С« !

О и с»4»- И

О Оь Ф . " ", С ) О Ch

О л л л О СО

И

° ь ч3

СС!.И Р1 л л

Р 3 С ) 1 а

)Х

О

Ш

О

И л л

О О о

И

О л о О о о

° ° ь

Э

О Е

Х аж

Qj О

Р М

Л О

О О л л

О О

С»! о

Ф

О О о л

С1 ьО о л о

Х

Х ъ а Е м

О ч

Х л о

° «

° ь

° °

° ° л

О и

Э «Х

О

Х а

)Х

О

1 а

Э (з )Х

E Ц

0 О

У5

«Х

О О, О

О

Х

О

О . О

О О

С 4 С 4

Х

Х

Х

ccj

Х

О а

Х

Х

Х е

О! а

О

Сч

О

Х

Э

Х с»

)Х

Х ф а и

«cI Х ! 1 ч л

fR

О О

1:(Х о а а э

Р

О

М О

Й

О

Х cjj ! ч

1 Ю Х! ч

cj l

cjJ О

1-ь

Р

Ц

О О 4 Х

cd 1

K Х а х

5 Э

О Х

О Х

О

Гч

О

Х

« ь

Х а

Э

Х

Х

cU

Ц

О

Х

Щ

Х

Х

М

Э

Х

О

Ь4

I и

k(О

I

Х

Х

1 1

cj) cd

Е Х

«Х 0

О Х О

Я С 10 л О Ф Ф л Ф

О О - О О O О I л л л л л л л

О О О О О О О 1

1 о О о И л л ! 1 О I 1 I l 1 1 I

О an В О Л Л an

И f И И О О л A л л л л

О О О О О О О л

И И И И ч с 4 «с« «O с«4 ь О сп с»4 с»4

1 ч СЧ С 4» — л- » ь»»

I

О an О И СЧ

Л Л r «О л A л л л

О О О И О сЧ О О О

О О О Ф О С с« О О О

С 4 CV C»4 C»4. - C«I A СЧ

С 4 С« И ьО Л Ф 0 О

l 257 l I 2

l х о съ.

Ю

Е»

Ф с0 х х 6 х х х

3ГЪ

1/Ъ л о

A ь

1ГЪ л

° 1 о

Ю

2 л л

СЧ

° °

СЪ л

СЪ л ссЪ л м сГ л

СЧ

Э

Е

° Э

СЧ м

° ° о

Ц

Р\ с0

v

О 0О ф л л ф л

СЧ С \ сГЪ. л

C) м

00 л о м л»

ГЪ

° I О

C) л м ссЪ

00 л л о

М СЪ

С Ъ

СЧ л м

00 л

С Ъ

I 1

v 0 о ц

I»o (g

I Х л

1 ж

О 1Х I A

t0 I C() (0

Н 1 X

Ф х х

0(Э

С4 и

СО л л (:Ь м сО сГ!

СЬ

СЧ л м л

ОЪ

СЧ

М СЧ

Ch Ф ) л л

00 Оъ

СЧ сЧ

ОЪ л м сО л

СЬ

00 л

СЧ

СЧ СЧ л л сГЪ Ch с"Ъ CV л

1

0 х

Ц о

Х х .0 О

I» 4

at Ь

v 3 о о л л

Ch СЛ О л л

О ОЪ

Ch л

00 о л

00 л

00 сГЪ л

Д

О 0

Х

at <

С0 X

СЧ

C) л О

ОЪ

СЪ

C) л ф

СЪ

Ch л л

О\ ь л

Ch

СЧ

Ch л

С»

СЧ ь л

Ch о л

Ch ч» м Ф л л о о м м л .

Ю сГЪ ссЪ

° \

cV СЧ

С Ъ М л л о о м л ь

С Ъ л о х

Е

О л

С Ъ л л

ОЪ О1

Ch Ch ь

ИЪ л

О

О сГЪ л

Ch

C)

СГЪ л . О\

О1 л л

О1

О1 л л

О\

Оъ

td

1ч

v о о

)x о х

t0 »

Ф E о л

В( о ц х ю

X м л м ь

СЧ

СЧ

СЧ

Ю

СЧ

С"Ъ л м

О\

Ñ×

CV о сч л

Ю

t0 ф >х х о х х с5 хж сО м л ь

Ю л

C) л

00. л л

I

1 Х м

»Ф л

СЧ л

C) С Ъ л о

С Ъ м л

C) о

С Ъ С Ъ л л о о о с"Ъ

A л. о о

СЧ (4Ъ л о

СЧ с"Ъ л

Ю о

Ill л

Ю л с Ъ л

С Ъ л

С Ъ л о о!

hat

О 4 ) I

ЭЯ

I д

0 Х х

О 0

10 и о," ЯО>

К I

10 Х

Р Э

Ц И С0

0!О,Х5

4 4 X 0

Ос ф

ОХО

А х с0 о с0

О Х 0! х с х о

0( о

00 о л О о

00 л ГЪ м

Ch л Г

Ю л О л

Ю л О

K

t4

Ю х

У

Й

Б х х

Е» л х

В

Э

at

Р3 х

Ц о

Ц

v о

1 о — — — —

1 Х

1 Ы

1 О

I 1 ! Р

I x

I Р о

1 I

1 FR

c0 Ch О м О с Ъ с"Ъ с0 О сЧ О Ch О л л л

C0 00

Оi Ch О\ Ch о о м с ъ с ъ л л л о о о

О 0О О

СЪ л л л

О О Ch

Ch Ch Ch ю о м сч л л л л л м ° . » % C4

О О О О О

СЧ СЧ СЧ - СЧ ф 0О О СЧ м

A л л A о о о о л t м о

СЛ Ch О О л A л л л

О СЪ ГЪ О с1 ссъ О л

CO

CO л ь с Ъ о л о м л

l 257112

Составитель А.Кальницкий

Редактор Н.Швыдкая Техред И,Попович КоРРектор Г.Решетник

Заказ 4883/21 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная; 4

Из приведенных примеров видно, что способ следует вести при- следующих режимах: черновую медь заливать на оставленный от предыдущей операции вторичный шлак до соотношения меди 5 к шлаку 1:(0,02-0, 1); слив окисленной меди на восстановление из-под вторичного шлака вести до соотношения меди к шлаку 1:(1,5-3); при сливе окисленной меди из-под вторичного шлака вести продувку меди воздухом, а более предпочтительно нейтральным или восстановительным газом.

Формула изобретения

1. Способ огневого рафинирования черновой меди от никеля и других примесей, включающий заливку черновой меди в печь, продувку меди окислительным газом с одновременным съемом первичного шлака, загрузку скрапа с получением вторичного шлака и окисленной меди, их разделение, восстановление и розлив меди на аноды. отличающийся тем, что, с. целью повышения извлечения меди в анодную медь и повышения степени очистки меди от никеля при сокращении продолжительности процесса, черновую медь заливают на оставленный в печи от предыдущей операции вторичный шлак до соотношения меди и шлака 1:(0,02-0,1) и выдерживают до полного набора печи, затем снимают его одновременно с первичным шлаком, а окисленную медь сливают из-под вторичного шлака до соотношения шлака и меди в печи 1:(1,5-3).

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при сливе меди из-под вторичного шлака ее продувают окислительным газом.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при сливе меди из-под вторичного шлака ее продувают нейтральным газом.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при сливе меди иэ-под вторичного шлака ее продувают восстановительным газом.