Способ переработки мелкозернистых свинцовых и свинцово- цинковых медьсодержащих сульфидных концентратов

 

Изобретение предназначено для переработки свинцового, свинцово-цинкового сырья обжигом-плавкой типа процесса кивцет. Целью изобретения является повышение качества чернового свинца и упрощение рафинирования его от меди. Мелкозернистые свинцовые или свинцово-цинковые медьсодержащие сульфидные концентраты смешивают с флюсами, оборотными пылями и направляют на обжиг-плавку в кислородном факеле. Кислород вводят из расчета получения расплава с массовым отношением серы к меди в нем в пределах 0,65-1,30. Расплав при температуре не ниже 1200°С обрабатывают твердым углеродсодержащим материалом. В результате получают черновой свинец, медный штейн, обедненный шлак и газы. Для повышения качества выплавляемого чернового свинца (по содержанию в нем меди) охлаждают слой свинца, примыкающий к подине до 330-900°С. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 22 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4225983/23-02 (22) 07 ° 04 ° 87 (46) 23 ° 02 ° 90. Бюл. № 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов (72) А.П.Сычев и Ю.И.Санников (53) 669.431(088.8) (56) Новое в добыче и переработке свинцово-цинкового сырья, Сборник трудов института ВНИИцввтмет, ¹ 25.

Алма-Ата: Наука, 1975, с. 191-196. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ СВИНЦОВЫХ И СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ

МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФИДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ (57) Изобретение предназначено для переработки свинцового, свинцово-цинкового сырья обжигом-плавкой типа процесса кивцет. Целью изобретения

Изобретение относится к цветной металлургии, преимущественно к свинцово-цинковой 1 подотрасли, и может быть использовано при переработке свинцовых и свинцово-цинковых медьсодержащих материалов в кивцэтном агрегате.

Цель изобретения — повышение качества чернового свинца и упрощение рафинирования его от меди.

Пример. Обжиг-плавку ведут при стехиометрическом расходе кислорода на полное окисление свинца, железа, цинка, при расходе кислорода

„„SU„„1544829 А 1 является повышение качества чернового свинца и упрощение рафинирования его, от меди. !" елкозернистые свинцовые илй свинцово — цинковые медьсодержащие сульфидные концентраты смешивают с флюсами, оборотными пылями и направляют на обжиг-плавку в кислородном факеле.

Кислород вводят из расчета получения расплава с массовым отношением серы к меди в нем в пределах 0,65-1,30.

Расплав при температуре не ниже

1200 С обрабатывают твердым углеродо содержащим материалом. В результате получают черновой свинец, медный штейн, обедненный шлак и газы. Для повышения качества выплавляемого черсО нового свинца (по содержанию в нем меди) охлаждают слой свинца, примыкающий к подине, до 330-900 С.

1 табл.

0,70() п с" ) йм О íà 1 кг серы в шихте, где n = 0,65-1,30 и охлаждают, нижний слой чернового свинца, прилео гаюший к подине, до 330-900 С, где

P u P — содержание меди и серы си в шихте, мас.7.

При плавке свинцового или свинцово-цинкового медьсодержащего сульфидного сырья в смеси с окисленными пыЭ лями и флюсами при стехиометрическом расходе кислорода на окисление свин9 ца железа, цинка, т.е, 0,054 нм 0 э

3 на 1 кг свинца; 0,20 нм 02 на 1 кг

1544829 железа; 0,17 нм О на 1 кг цинка, и ри расходе кислорода 0,70(l — и †) нм О на 1 кг серы в шихте, Рсц

Рз .й где п = 0,65-1,30, сера неполностью переходит в сернистый ангидрид и остается в расплаве обжига-плавки в соотношении сера:медь от 0,65 до

1,30. Остающаяся в расплаве сера растворяется в образующемся при восстановлении металлическом свинце и связывает в сульфиды в первую оче— редь медь, а избыток серы взаимодействует со свинцом и другими металлами 15 в соответствии с их сродством в сере.

Сульфиды меди имеют относительно низкую растворимость в жидком свинце и переходят в самостоятельную фазу.

Однако присутствие в металлическом свинце значительных количеств серы (сульфидов свинца) нежелательно, так как для ее удаления из свинца на стадии его рафинирования требуется проведение специальной операции очист-25 ки от серы. При соотношении сера:медь в расплаве обжига-плавки шихты от

0,65 до 1,30 количество серы достаточно для полного перевода присутствующей в свинце меди в сульфиды, и в то же время избыток серы, оставшийся после образования упомянутых сульфидов меди, незначителен.. Поэтому образование сульфидов свинца с их переходом частично в медный штейн и частично в черновой свинец, протекает н низкой степени.

Таким образом, проведение обжигаплавки шихты в распыленном состоянии в атмосфере кислорода с получением

40 расплава с весовым отношением сера:медь от 0,65 до 1,30 позволяет перевести всю медь в Форму малорастворимых в металлическом свинце сульфидов и в то же время не приводит к

45 заметному повышению содержания серы в получаемом свинце.

Поскольку при охлаждении примыкающего к подине слоя свинца толщиной

0,05-0 10 мм очищаемый от меди свинец и удаляемая из него медь движут50 ся в противоположных направлениях, то этим при высоте ванны свинца 0,61,0 м обеспечивается совмещение трех непрерывных процессов: получения чернового свинца при ппавке сырья, про55 цесса непрерывного рафинирования чер" нового свинца от меди и непрерывного вЫпуска очищенного от меди свинца., Причем нри охлаждении примыкающего к подине нижнего слоя свинца до температуры выше 900 С качество нео прерывного рафинирования свинца от меди резко ухудшается. При охлаждении примыкающего к падине слоя свинца до о температуры ниже 330 С качество очистки свинца от меди не улучшается, так

KBK при этом происходит постепенное уменьшение высоты ванны расплавленного свинца, сопровождаемое повышением расхода электроэнергии для поддержания температуры шлака на уровне 12001400 С и возникают трудности выпуска очищенного от меди свинца.

Мелкозернистое свинцовое или свинцово-цинковое сульфидное медьсодержащее сырье смешивают с флюсами и направляют на обжиг-плавку вместе с окисленными пылями в распыленном состоянии в смеси с техническим кислородом или воздухом, обогащенным кислородом при стехиометрическом расходе кислорода 0,054 нм О на 1 кг свинца, 0,2 нм О на 1 кг железа, 3

017 нм О на 1 кг цинка и от

0,7(1-0,65 —, -") до 0,7(1-1,3 - -) нм

С, 5

О на 1 кг серы. Полученный при обжиге-плавке расплав при 1200-1400 С обрабатывают твердым углеродсодержащим восстановителем для образования чернового свинца, который осаждается на дно ванны. Одновременно с этим нижний, примыкающий к подине слой свинца толщиной 0,05-0,10 м, охлаждают до 330-900 С. С этой целью через специальные каналы в подине подают хладагент или же обдувают наружную. сторону подины сжатым воздухом, Очищенный от меди свинец выпускают и направляют на более тонкую очистку от меди и других примесей. Обедненный по свинцу шлак направляют на извлечение цинка, а медный штейн — на получение меди;

Дпя сравнения предложенного способа с известным было приготовлено 17 порций шихты, состоящей из свинцовоцинкового концентрата, окисленных пылей, известняка и кварцевого песка.

Шихту потоком технического кислорода через горелку подавали на обжигплавку. Расход технического кислорода в зависимости от содержания в шихте свинца, цинка, железа,.меди и серы составлял от 155 до 280 нм

О на 1 т шихты. При этом парциаль1544829 ный расход кислорода на окисление свинца, цинка и железа задавали из стехиометрии: 0,054 нм 00 на I кг

3 свинца в шихте, 0,17 нм О на 1 кг

3 цинка в шихте, 0,20 нм О на 1 кг железа в шихте, а на окисление серы кислород подавали в количестве си

0,7(1 — n — ), где n — требуемое

5 по условиям примера весовое соотношение серы к меди в расплав, получае мом при обжиге-плавке. Полученный при обжиге-плавке расплав обрабатывали коксиком. Нижний слой чернового свинца, примыкающий к подине, охлаждали путем обдува подины воздухом.

Черновой свинец и штейн периодически выводили (малый масштаб установки— до 30 т шихты в сутки).

Результаты экспериментов для предложенного и известного способов представлены в таблице.

Из таблицы следует, что при плавке свинцового или свинцово-цинкового медьсодержащего сульфидного сырья по предложенному способу при расходе кислорода на окисление металлов в

1000 кг кикты свинец, желева, цинк) от 50 до 65 нм 0 (опыты 3-5 и 17) и расходе кислорода на окисление серы в том же количестве шихты от 90 (олыт 17) до 145 нм 0 О (опыты 13 и

17), при охлаждении слоя свинца, примыкающего к подине, до 330-900 С, повышается качество чернового свинца.

В результате этого упрощается извле» чение меди из сырья, а также последующее рафинирование чернового свинца: исключается применение сульфидизатора, либо окислителя (опыт 6) отпадает необходимость проведения стадии грубого обезмеживания черное вого свинца при его рафинировании (опыты 3-5 и 11-15).

Таа в опыте 6 содержание серы в черновом свинце превышает необходимое. для образования сульфидов меди, поэтому для удаления избытка серы иэ свинца необходимо проведение операции ее -окисления на стадии рафинирования свинца, Отмечено, что при охлаждении нижнего слоя свинца до темо пературы ниже 330 С (опыт 16) воз— никает проблема выпуска очищенного свинца. Кроме того, из таблицы следует, что осуществление процесса по предложенному способу позволит полу— чить медный штейн с относительно высоким содержанием меди, что упрощает дальнейшую переработку при извлечении из него меди.

Таким образом, преимущества предложенного способа в сравнении с известным заключаются в повышении качества чернового свинца за счет снюкения содержания в нем меди, что приводит к упрощению последующего рафинирования чернового свинца от меди из-за исключения стадии грубого обез20 межпвания. формула изобретения

Способ переработки мелкозернистых свинцовых и свинцово-цинковых медьсодержащих сульфидных концентратов, включающий их обжиг-плавку в распыленном состоянии в кислородном факеле в смеси с окисленными пылями и

ЗО флюсами с неполной десульфуризацией с получением расплава, восстановление окисленных соединений твердым углеродистым восстановителем с получением обедненного по свинцу шлака и чернового свинца и рафинирование свинца от меди, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения качества чернового свинца и упрощения рафинирования его от меди, обжиг40 плавку ведут при стехиометрическом расходе кислорода на полное окисление свинца, железа, цинка при расхос де кислорода на окисление I кг серы в шихте

45 3

О 70(1 -n Р ) нм О, „5 где n = 0 65 — 1,30;

Р „,Рэ — содержание меди и серы в шихте, мас.%, 0 и охлаждают нижний слой чернового свинца, примыкающий к подине, до

330-900 С.! 544829

I

Ь!

l !

Ф

>х

1 Э

I»

1 са Н о а

° Ь Ф е л

СЧ Сч

О

° \ а о а

СЧ СЧ!

1 «Ь Z Gl хох ьа

О\

О е

О

° Ь

Ф с») ьа а Ф сп î

СО Оь

СЧ

° Ь Ф

° Ь х

Ц

Ф

z!

И а ф

cd I4! И

XZ0 х х с» ц аЭ

vt:Н а

Ф х х

cto оо

ОО

СЧ СО

Со Л

О

3Г)

Ю л л

О и

1 Ch

cd а о е 5

Сб Э а4 м 1

Э IO Сб ф Х

V ЦС.IC

А И Х dl эрих

Н а х

Э а

»4 о и

1О

О

О 1 а \О

° Ф

ЮО

О

Ф

СЛ

О а

РЪ

° Ь

СО СО

ЬЛ л

«Ь

e I о

vm о с! х и

Ф

Сч

СЧ

О1

° Ь

СЧ сч ьа а 4! — О

СЬ Yl

Сб цко

out ца,ьо ооэа, х и

cd а» йо

О dt о + ю

Х + фСО

1» Ch a a a

И а Л СС: ЬЛ

ЭСЧ-- Л фсч++П а а

Ю О сп

СС 3 а 4ь

ОО

cn cn

° \

О и х Ф

Ц ои!бх

О ЬС

СЧ++ П

1» ф а, !

» х

О1

:г х о х

° 4\ ° ЬЬ

С41 Ch

СО а а ° — л

° a »44

cn Ch ф СС а»ь

° a a

Р1 Ch

СО сп

° »Ь л а

Ch сп а л

Ф»а

СЬ ОЬ

СО а

Ф 4Ь

° «4a

С Ъ Ch

CO СГ3

° Ь л

° а ь« . »а а à ф л

« ° л

СЬЪ

СО

° 4

С41 С/!

О сЧ

Ф «

СЧ Ctl

СЗа

C«сЧ а 44

СЧ Ch

Е ЬС!

О СЧ а а

СЧ Ch

М о

Сб

Ф

Zl

1» х х

° a Ьа

° «4«

Сч С 1

° ь ьа л «ао

СЬЪ m a

Г О

OI ф

Х Ф Сб

Х g 04

oId v

СЧ Cct ° C»I СЬ! °

Ф О 4 «ьа Ф

Л «ф Л аф

° СЧ ф ° со л а Cct

Ch х

Ф

cd

Гь х

Ф dl о и

СЧ С 1 а ЬО

° Ь

Р1 СО

СЧ С»! Сч СЬЬ ° со б ° ьа»4 а ьа

«СО л 4»со л Фф

° СС ьо а ь »d

СЧ «Ch ф

ХОсч

Ф ф х Ф ф5Э и х е

«cn»ф

СЧ ° a Ch

CO a

aосч

Ф dt

Х Ol cd

Х g CI4

utdv

»d ьа

° л

СЧ аоь Ф ф

ХОсЧ

OI б!

СО» СЬЬ СО аtn ф аtn m

«СЬ! ф а

Оь Ch Оь о — хо — хо—

OI dI Э ф х о

o Id иo!бuО tdvoф ф х э ф а х g а

votd v йхй

Ц .х х о ц а сб х х

ug2

Сб а4 I ц о о с» х о

I0 !о Х о«х

Ф а.х х а и сб ф IC I + б фХФХ!+rlO-Ф

3* 5 х Ф ° Ф Ф х а -I o

I I ф о о (о z

1а о

t4 э g x

Ы и ф

O I O

Io а.

I

НХ о

«б х а, ц о z

О 1о о

« а х 1»

t» Х Ol х

Ф Х Х 1 Э

1» cd ф цо их. ф cd а &

I- С- Z «О иихus

I I" ф о х х с:! х ф х

1- и сС

cd

1х

Ц и о о х а ю х о х

ХД

«Ь а!

СС сс х х х

С!! ф

cd d1 Х

1-оц и а4 э х z

ccI

z хааа

Ц ф

О а!ф х

Но о

ЭФО М ихв и

I х х

«Ь ф а. и

М !. о и а, х о а, х e

a o o Id о

Эафа

Хсо aI

О

О m в

СЧ СЧ ф

Ц иХ о х б td

kf & о э х ф

1544829

Ф и

f ь и

i о х х

Э

И

1 о о

0f а

i»

Э

>Ъ х

v

i Э !

v

1- О оt

Э Ф

W I6 с- о

v i ь

»6

С4 л

« со

СЧ»

СО а со

С 4 л

СГ) 04 и»

Ф х о х ф

c6 X

IE

0, ъ

Ф х

t(C( о е

u z

I

1 о ! С! !

I S0

X Q о о л м а

С»4

О м м а

CO

СО

° »

СО

О 1 а

СЧ

Ю

C) I

R сб $ L

0 хи о х х с»

dI 0 Ф и и

И сб

z а а

6l х х

<О

О0

О ь м

Ю

Ю

СГ\

Ю л

Cl м м

Ю

Ю

О\

О и

cd

О, Э

6l х х а I

dI ф ф Х

»0 И Х 0! е о е

А И! о о и х

Ф i» ссс о

СГ и сА ССС Ю

Ю Ю Ю Ю

« ° В « «

«

О Cl

EA

Ю

ССЪ ь

1 1 и 1

1 сб I

1 а >»

I ф Х х и

ФцЗХ

ЕОЮХI

ОХ-И1!

О

C) л а

CO м

С

° \

СО

С»1 м а л

«

CO м л

CO м! ——

I а ф с6 К 1 ф Г Ф х !

Z Х Х 51

I

1

И сЧ

О1 a

Ch co

+ и

+ CD л а аа со

С 1 +

00 а сс\ о

° » и

С/Ъ

CO м

СС1

CO а л

СЛ

0О

Сl ссс

00 а

СС1 и

1>СОФ I

OvI6XI

М СС1

О с!

««

СЧ О1.Ю

СО 00 а а

С1 а

О СЧ

««

C4 Ch

С1И

Ю СЧ

° »

СЧ О1 с 1 м с

Ю СЧ а а

СЧ О1 м ссс

О сЧ

° В а

C4 Ch

sR Х сс х

Ф И

СС Х

Ф

X О

«а

СЧ CO LD ° 6 со ° сЛ 6 «сГЪ

«О1 СЧ «Ф

CO O 00 «

О«О ОСЧ

Сб Э Сб

Q cd Х Ф ф !

» О» Х g а

Э Ф _#_I Ф dl

oOI6 v

° Ч0 °

«Л

Ch Сс «Ch СЧ

« CO «.0 сч хоч а

Ф С0 Э сб Х Q сб Х

0,z g ах йо!6 vo

Ф а

СЧ «Ch

CO «

0 О Ч

Q ф

Х Э Сб а

Ф Ф Ф

oI6v л л

a CO C»4 а "О л 0 м

0 О—

Э ф

Х Э Сб

Х Ц 0

Ф dl Э

v!6 o

0 О

Х dl

О !и

О 3 о

Iо

1 ф i х х

I 6l

0I Х

01 о. о Ы

I 0 Z о о г с" х

I Х Ф х

Ц Ф о и х с6 И о

° »

1»

0l а

1« х

Gl х х о

Х

»

Д °

Х cd х z и!

«

gl »»

ccl 0

I- O

v я а

1» х сб

Н I 0

I Ф

С» 1 О

СС

C)

О

1 I х х и

1» ф о

0 х о ц о z е с i

О, о х

01 Х х х

I. O о а

° «+

М СЧ

«Ф

СЧ

3С

-- - и

СГ а

«.0 СО

СЧ:г о

Э С0

0хц х э

Ф Ф ои I6

О 1с о о е хх

О, Х

0 сб

IC О

0! Х х

О Е

I ф До сб

ФССо,ф с» д

Q0,ОХ

0 3

С.йОС6 е v и »

С0 IC Д IL

X I0 ф сб Q

: х и х

О.

v ПоЛ