Способ переработки медно-свинцовых штейнов

 

Изобретение относится к цветной металлургии , в частности к пирометаллургическим способам получения тяжелых цветных металлов. Целью изобретения является уменьшение расхода реагентов и снижение эксплуатационных затрат. Цель достигается тем, что в известном способе переработки медно-свинцовых штейнов в отражательной печи в качестве восстановителя в расплав добавляют жидкий медистый чугун с содержанием 2,1-8,7% меди, получаемый из металлургических шлаков. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 В 15/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗО6РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4806358/02 (22) 26.03.90 (46) 30.03.92. Бюл. ГЬ 12 (71) Казахский политехнический институт им. В,И.Ленина (72) Н.К.Досмухамедов, К.Ш.Жаканов, Э.А.Косьянов; M.A.HèåòáàåB, С.И.Еляков и

А.С. Второ в (53) 669.333.4(088.8) (56) АвторсКое свидетельство СССР

Гл 1654355, кл. С 22 В 15/06, 1989. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНОСВИНЦОВЫХ ШТЕЙНОВ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к пирометаллургическим способам получения тяжелых цветных металлов.

Известен способ переработки медно-. свинцовых штейнов, при котором их обра-. ботку ведут одновременно содой, сульфатом натрия и сульфидом железа.

Но этим нельзя достичь достаточного увеличения содержания меди в штейне и извлечения свинца s черновой металл, к тому же это приводит к расходу дорогостоящего реагента. Известен также способ переработки медно-свинцовых штейнов, заключающийся в заливке штейна в печь на ванну соды, и продувке расплава природным газом в присутствии твердого восстановителя. При этом в качестве твердого восстановителя используется кокс.

Способ имеет следующие недостатки.

Осуществление способа требует расхода дорогостоящего кокса. Черновой свинец содержит повышенное количество (до 2® меди, что ухудшает качество чернового свинца,,5Ц „„1723164 А1 (57) Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к пирометаллургическим способам получения тяжелых цветных металлов. Целью изобретения является уменьшение расхода реагентов и снижение эксплуатационных затрат. Цель достигается тем, что в известном способе переработки медно-свинцовых штейнов в отражательной печи в качестве восстановителя в расплав добавляют жидкий медистый чугун с содержанием 2,1-8,7% меди, получаемый иэ металлургических шлаков. 1 табл. и снижает содержание меди в штейне. Кроме того, не удается достичь достаточно полного извлечения свинца из штейна в черновой металл. Это приводит к увеличению содержания. свинца в штейне. что снижает качество товарного медного штейна.

Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки медно-свинцовых штейнов в отражательной печи, в котором в качестве твердого восстановителя в расплав добавляют одновременночугун и металлическую медь при отношении первого к последнему; равном (3-4):1.

Недостатком способа является необходимость использования разнообразных реагентов: соды, природного газа, металлической меди, чугуна. Если применение двух первых реагентов технологически неоспоримо; то использование металлической меди ведет к поиску более стабильных источников получения этого реагента вплоть до покупки меди, что удорожает штейновый передел. Дополнительными расходами оборачивается и привлечение чу1723164 гуна. связанное с транспортировкой чугуна и его оплатой в оптовых ценах продукции предприятий черной металлургии. Кроме того, загрузка чугуна и меди по отдельности требует необходимости строгого соблюдения соотношения и является причиной не.равномерности распределения реагентов в расплаве, влияющей на качество продуктов переработки. Твердое состояние используемых реагентов вызывает рост теплонапряженности агрегата в связи с привлечением дополнительных затрат энергоресурсов.

Цель способа — уменьшение расхода реагентов и снижение эксплуатационных затрат..

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки медно-свинцовых штейнов, включающему заливку

- штейна в отражательную печь на ванну соды, продувку расплава природным газом и .одновременную загрузку медь-и железосодержащих восстановителей, в качестве восстановителя используют жидкий медистый чугун с содержанием 2,1 — 8,7% меди, получаемый из металлургических шлаков.

Согласно предлагаемого способа в качестве восстановителя используется жидкий медистый чугун, причем сравнивается содержание меди в чугуне.

В прототипе не получено уменьшение числа расхода реагентов и снижение эксплуатационных затрат, которые достигаются в предлагаемом решении.

Использование медистого чугуна, получаемого из текущих шлаков цветной металлургии, в качестве восстановителя для переработки медно-свинцовых штейнов по.. зволит существенно снизить затраты на их переработку, так как; шлаки основного производства являются дешевым сырьем производства реагентов для переработки штейнов; количествО медистого чугуна, которое может быть получено из текущих отвальных шлаков, во много раз перекрывает потребности передела штейнов; использование его в расплавленном состоянии позволит сократить расходы энергоресурсов в исследуемом процессе; количество меди, ранее теряемое со шлаками, в среднем на

98% извлекается в чугун и переходит в медный штейн указанного процесса, повышая экономические показатели переработки.

В медно-свинцовых штейнах свинец в основном представлен в виде сульфида (PbS). При обработке расплава медистым чугуном восстановление сульфида свинца происходит железом и углеродом чугуна и медью, входящей в состав чугуна. Взаимодействие сульфида свинца с железом и медью базируется на различии в сродстве металлов к сере. При этом в.расплаве протекают следующие реакции:

PbS+ Fe FeS+ Pb (1)

PbS+ Cu Со23+РЬ (2)

5 PbS + Ка2СОз+ С - Na2S + Pb+ СМ + СО21 (3)

Образующийся по реакциям (1)-(3) свинец находится в штейне в виде мелкой кристаллической взвеси. В отсутствие

10 перемешивания штейна скорости протекания реакций превышают скорости процесса укрупнения частиц, что вызывает серьезные осложнения при отделении мелкой металлической взвеси свинца из штейна. Примене15 ние продольного газа в качестве смесителя штейна позволяет. значительно увеличить вероятность соударения и укрупнения мелких металлических взвесей свинца. При этом укрупненные капли свинца выпадают

20 в самостоятельную фазу в виде чернового свинца на подине отражательной печи. Наряду с этим, природный газ применяется и в качестве химического реагента для восстановления сульфида свинца. При энергичном

25 барботаже ванны штейна природным газом скорости протекания реакций (1)-(3) и укрупнения мелких металлических взвесей свинца весьма значительны, поэтому эти процессы завершаются с достаточной пол30 нотой даже при незначительном перемешивании штейна.

Наилучшие результаты достигаются при заливке медистого чугуна, содержащего

2,1-8.7% меди.

35 Снижение содержания меди ниже заданного предела не оказывает существенного влияния на качество штейна. увеличение содер>кания меди в чугуне выше предлагаемого предела приводит к

40 расслаиванию в системе железо-медь-углерод и выделению меди в самостоятельную фазу с гетерогенизацией реагента. Кроме того, также происходит увеличение содержания меди в черновом свинце, что приво45 дит к ухудшению качества последнего.

Способ осуществляют следующим образам.

8 отражательную печь загружают кальцинированную соду. После ее расплавления

50 заливают жидкий медно-свинцовый штейн, полученный в процессе непрерывного обезмеживания веркблея. На поверхность штейна заливают расплавленный медистый чугун, затем расплав продувают в течение

55 30 мин. После окончания продувки ванны расплаву дают отстояться в течение 3 ч, затем выпускают его из печи:

Пример, Проверку способа осуществляют на промышленной отражательной пв1723164

Годовой эконоии» ческий эффект, тыс.руб.

КоличеСтво металлических, реагентов,2 (на

1 т штейна) Годовые затраты на реагенты тыс.руб (на 9600 т штейна) Цена на Затраты на ревгенты реагенты, руб/т руб/т.штейна

Состав .штейна, 2

Отношение количества меди к количеству чугуна.

-Г

Сч РЬ

32,8

1 . 1,5 (15 кг) 0,003 900 + .

+0,012 60

3 42

0,005 ° 900 +

+0,015 60

5,4

0,018 90

- i;62

Иедь - 900

59,0 9,5

1:4 (3 llr+

t 12кг) 51 >8

2 2>0 (20 кг) Чугун -60

60,0 9,0

l1:3 (5 кг+

+ 15 кг) 17,2-36> 2

i5,6

Ивдистый чугу>!1- 90

56,3 11 2

3 1,8 (18 кг) 1,12

«11»

«11»

60,5 9 0

62,7 8,4

63,3 8,0

63,0 8,2

58,5 1018

2,12 . 4,62

5>5»

8,72

9 08

«1!»!

«11»

«1!«

«I I»

«! !»

«11

«11

«1!»

»»11««

«»

+ расходы реагентов по прототипу. Оптовая цена на иеднстьй чугун (нспольаование в расчетах экономического эффекта себестон>е>сти меднстого чугуна, полученного иэ отвальных шлаков нецелесообраэно, так как она изменяется в эависииостн от условий конкретного предприятия, хотя в этом случае величина полошительного .. эффекта иошет лишь юэрасти эа; счет раэницы иешду себестоимостью и оптовой ценой).

Составитель H.Äîñìóõàìåäîâ

Техред М,Моргентал Корректор M.Кучерявая

I, Редактор А. Долинич. Заказ 1044 Тираж Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прИ ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101. ° чи емкостью 10 т. Во всех опытах исходный штейн содержал в среднем 51 меди и 287ь свинца, количество кальцинированной соды составляло 10; от веса штейна. Природный газ расходовался со скоростью 35-40 м./ч э при времени продувки 30 мин. Результаты приведены в таблице, Согласно технологии, принятой в качестве прототипа, на годовое количество выпускаемого штейна 9600 т требуется 48 т металлической меди .(по цене 900 руб/т).

При реализации предлагаемого способа затраты на этот реагент ликвидируются, Однако оценка затрат на чугун проведена по ценам предприятий черной металлургии, хотя при получении его из шлаков предприятия цветной металлургии затраты будут гораздо ниже, так как исключаются затраты подготовки сырья (агломерация, окатывание и т.д.) затраты на плавление (перерабатываются жидкие:текущие отвальные шлаки), расходы на транспортировку.

5 Формула изобретения

Способ переработки медно-свинцовых штейнов, включающий заливку штейна в отражательную печь на ванну соды, продувку расплава природным газом и одновремен10 ную загрузку. медь- и железосодержащих восстановителей. о т л и. ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения. расхода реагентов и снижения эксплуатационных затрат, в качестве восстановителя используют жидкий

15 . медистый чугун с содержанйем 2,1-8,7 (, меди, получаемый иэ металлургических шлаков,