Способ переработки медьсодержащих шлаков

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для переработки многокомпонентных медьсодержащих шлаков, образующихся при автогенной плавке сульфидного медно-никелевого сырья. Цель изобретения - повышение извлечения никеля и кобальта в штейн. Изобретение осуществляют следующим образом. Навеску шлака, содержащего 1,05% меди, 1,1% никеля, 0,20% кобальта, 1,5% серы, 32,8% диоксида кремния, 37% железа (в том числе 7,5% магнетита), расплавляют и при 1300^oC продувают (с расходом 150 мл/мин) газовой смесью, содержащей, об.%: CH₄ 60, SO₂ 26, H₂O 4, O₂ 2, N₂ 8 (соотношение СH₄ : SO₂ : H₂O = 1:2:1,1), в течение 100 мин. Извлечение меди в штейн - 91,4%, никеля - 99,2%, кобальта - 94,2%, 2 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке многокомпонентных медьсодержащих шлаков, образующихся при автогенной плавке сульфидного медно-никелевого сырья. Целью изобретения является повышение извлечения никеля и кобальта в штейн. Изобретение осуществляют следующим образом. В расплавленный шлак состава, мас. 0,90-3,0 меди; 0,30-3,0 никеля; 0,10-0,40 кобальта; 3-25 магнетита; 0,5-5,0 серы; 35-45 железа, 30-40 диоксида кремния, через погруженные в расплав фурмы вдувают смесь газов, содержащую метан, диоксид серы и пары воды. Температуру шлака поддерживают в пределах 1250-1400^oC. Расход газовой смеси подбирают так, чтобы высота расплава в условиях барботажа возросла в 2-3 раза. При объемной скорости 300-1200 ч^-1 в интервале температур 1150-1300^oC внутри фурм с высокой скоростью протекают реакции взаимодействия между метаном, диоксидом серы и парами воды, в результате которых образуется многокомпонентная смесь газов H₂S, COS, CO, C, CS₂ и H₂. В пределах соотношений СН₄:SO₂:H₂O 1:(1,8-2,7):1,1, содержащий восстановителей в образовавшейся реакционной смеси в 4-12 раз превышает количество сульфидирующих агентов. Сероводород, серооксид углерода и дисульфид углерода является одновременно восстановителями и сульфидизаторами, так как при температуре шлака они частично разлагаются, образуя активные ионы H⁺, CO^2-, C⁴⁺, S^2-. В отличие от прототипа сульфидирование осуществляется более активной смесью H₂, COS, CS₂, не содержащей элементарной серы. Продувка расплава прекращается с достижением в шлаке остаточных концентраций SiO₂: Fe (1,2-2,0):1. В этих условиях получается отвальный шлак состава, мас. 0,05-0,13 меди; 0,01-0,015 никеля; 0,01-0,02 кобальта. Выход штейна в зависимости от концентраций SiO₂ и FeO в обедняемом шлаке составляет 10-35% Таким образом, обеспечивается достаточно глубокое извлечение никеля и кобальта с сохранением уровня обеднения шлаков по меди, достигнутого в способе-прототипе. После обеднения по предлагаемому способу в шлаке отсутствуют штейновые включения и механические примеси. Обедненный шлак поступает в отвал или на доработку для утилизации железа и силикатов. В процессе обеднения образуется слабо металлизированный штейн, содержащий 3-5% металлической фазы. Причем он неоднороден по содержанию ценных металлов и железа. В донной части этого штейна содержание ценных металлов на 15-25% выше, чем в верхней части, которая в большей степени разубожена сульфидом железа. Штейн обеднения поступает на дальнейшую переработку, причем по мере необходимости верхний и нижний слои могут перерабатываться по различным схемам. Отходящие газы после барботажа шлака содержат, в основном, диоксид углерода, пары воды и азот, а также 0,5-1,2% водорода и 1,0-2,0% оксида углерода, которые перед выбросом в атмосферу проходят через расплав новой порции шлака или дожигаются. В конечном итоге после барботажа отходящие газы содержат СО₂, H₂O и N₂. Источником диоксида серы для осуществления процесса служат отходящие газы, образующиеся при автогенной плавке сульфидного сырья, или продукты сжигания элементной серы. В качестве углеводородов используют природный газ, керосин, мазут, нефть, бензин. Восстановительно-сульфидирующая смесь газов требуемого состава получается непосредственно в фурмах или в отельной топке при 1150-1300^oC, а также на специальных катализаторах при 150-600^oC. Влияние состава газовой смеси и величины отношения SiO₂ и Fe в шлаке на достижение цели изобретения приведено в табл.1 и 2. Как следует из приведенных данных, продувка расплава газовой смесью в соотношении CH₄:SO₂:H₂O, равном 1:(1,8-2,7):1,1, до получения шлака с соотношением SiO₂:Fe (1,2-2):1 позволяет существенно повысить извлечение никеля и кобальта в штейне по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Способ переработки медьсодержащих шлаков, включающий обработку расплава газообразной восстановительно-сульфидирующей смесью из метана и диоксида серы, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения никеля и кобальта в штейн, в газообразную смесь дополнительно вводят пары воды до соотношения CH₄:SO₂:H₂O 1 (1,8- 2,7):1,1 и обработку расплава ведут до получения шлака с соотношением SiO₂:Fe (1,2-2,0):1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---