Шихта для восстановительной плавки медно-хлорного кека

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к шихте для производства черновой меди восстановительной плавкой. Шихта для восстановительной плавки содержит медно-хлорный кек, кальцинированную соду, твердый углеродистый восстановитель и известняк в следующих соотношениях ингредиентов, мас.%:

кальцинированная сода 4,0-4,5 известняк 8,5-9,0 твердый углеродистый восстановитель 8,0-8,5 медно-хлорный кек остальное

Техническим результатом изобретения является повышение извлечения меди в металлическую фазу - черновую медь и улучшение ее качества по примесям. 1 табл.

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при производстве черновой меди.

Известны составы шихт для восстановительной плавки окисленных медьсодержащих материалов, включающие плавку в шахтной печи агломерированного вторичного медного в присутствии кокса с добавкой кварца и известняка (Основы металлургии, т.2.- М.: изд-во ГНТИЛ по черной и цветной металлургии. - 237-239).

Недостатком указанного способа является высокий расход дефицитного топлива кокса и необходимо проведение предварительной агломерации материалов для плавки в шахтной печи.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является шихта для восстановительной плавки медно-хлорного кека, включающая от 6 до 10% к массе медно-хлорного кека кальцинированной соды и от 0 до 10% твердого углеродистого восстановителя - древесного угля. В пересчете известный состав шихты следующий, мас.%:

Кальцинированная сода	5,1-9,1
Твердый углеродистый восстановитель	0-10
Медно-хлорный кек	остальное

(см. И.Енчев. Возможности рециркуляции и диверсификации для развития цинкового производства. - Научные доклады четвертой международной конференции. Цинк 2006. - Пловдив. Болгария, 11-12 сентября 2006 г. - С.103-109).

Недостатком указанной шихты для восстановительной плавки медно-хлорного кека является низкое извлечение меди в металлическую фазу до 71%.

Техническим результатом данного изобретения является увеличение извлечения меди в металлическую фазу при плавке медно-хлорного кека. Указанный результат достигается тем, что в шихте для восстановительной плавки медно-хлорного кека, содержащей медно-хлорный кек, кальцинированную соду и твердый углеродистый восстановитель, дополнительно содержится известняк в следующих соотношениях ингредиентов, мас.%:

Кальцинированная сода	4,0-4,5
Известняк	8,5-9,0
Твердый углеродистый восстановитель	8,0-8,5
Медно-хлорный кек	остальное

Восстановительная плавка указанного состава шихты осуществляется следующим образом. Полученный при медно-хлорной очистке цинковых растворов медно-хлорный кек состава, %: медь 40-65; цинк 1-2; свинец 2,0-2,5; железо 0,2-0,4; хлор 6-10 влажностью 18-22% перемешивается в двухлопастном смесителе с известняком, кальцинированной содой и коксовой мелочью и направляется в электропечь. Рабочая температура плавки 1125-1150°С. Продолжительность плавки 1,5-2 ч. В процессе плавки получают металлическую фазу, шлак и возгоны. Основная масса цинка до 85-90% переходит в шлак. Хлор на 90-95% переходит в возгоны, которые улавливают в скрубберах, орошаемых водой. Выходящая из скрубберов пульпа фильтруется. Раствор после осаждения кальцинированной содой тяжелых металлов направляется на очистные сооружения, а отфильтрованный и отмытый от хлора осадок перерабатывается в основном цикле производства.

Медь восстанавливается и на 90-93% переходит в металлическую фазу - черновую медь, содержащую 96-98% меди; 1-2% свинца и цинка 0,1-0,4%. Черновая медь является товарным продуктом и направляется на медьзаводы. Шлак, содержащий, %: медь 15-20; цинк 4-6; свинец 1,5-2,5; железо 2-3; хлор 2,0-2,5, перерабатывается вельцеванием.

Испытания шихты показали, что добавка известняка в пределах от 8,5 до 9% позволяет повысить извлечение меди в черновой металл. При дозировке известняка менее 8,5% и возрастании кальцинированной соды в шихте более 4,5% снижается извлечение меди в металлическую фазу, а при дозировке известняка выше 9% снижается содержание меди в черновом металле за счет повышения перехода в него свинца и других примесей. Только при данном соотношении ингредиентов можно получить максимальное извлечение меди в черновой металл и лучшее его качество.

Пример использования шихты.

В качестве компонентов шихты использовали медно-хлорный кек (Сu-Сl кек) состава, мас.%: медь - 60,7; цинк - 1,35; свинец - 2,2; железо 0,28; хлор - 8,1; кальцинированную соду ГОСТ 5100; известняк ТУ 0750-002-00186996; коксовую мелочь ТУ 17-7-115. Компоненты шихты перемешивали и загружали в тигельную печь. Процесс плавки протекал при температуре 1130°С в течение 1,5 ч. По окончании плавки разделяли металлическую и шлаковую фазу. В таблице приведены варианты составов предлагаемой шихты и для сравнения вариант состава прототипа.

Технологические показатели восстановительной плавки шихты разного состава
Испытуемая шихта	Содержание компонентов, %	Извлечение Cu в черновую медь, %	Содержание Cu в черновой меди, %
	Cu-Cl кек	Кальцинированная сода	Известняк	Твердый углеродистый восстановитель
Предлагаемая	остальное	4,2	8,8	8,5	92,5	97,2
По прототипу	остальное	7,9	0	8,5	63,7	96,8

Как видно из таблицы, при использовании предлагаемой шихты повышается извлечение меди в металлическую фазу (черновую медь) по сравнению с прототипом с 63,7 до 92,5%. При восстановительной плавке предлагаемой шихты качество металла по содержанию меди выше (97,2 против 96,8%).

Шихта для восстановительной плавки медно-хлорного кека, содержащая медно-хлорный кек, кальцинированную соду и твердый углеродистый восстановитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит известняк при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

кальцинированная сода	4,0-4,5
известняк	8,5-9,0
твердый углеродистый восстановитель	8,0-8,5
медно-хлорный кек	остальное