Способ переработки медьуглеродсодержащих пылей

3 СОВЕТ с 1 М СВ 22 В 7/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОБУСНОМУ СВИДЕТВЪСТВУ(72) И.Н.Фетисов, С.Н.Шин, А.И.Окунев, В.М,Чумарев, Д.В.Марьянинов, В.А.Киракосян, Р.Д.Арустамов, Д.Х.Байбулов, Ю,А.Подьячев и В.И.Ермилов (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники и огнеупоров и цветной металлургии и Институт металлургии Уральского научного центра АН СССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 572511, кл, С 22 В 7/02, 1976.2. "Еезг. паяй. АСН", 1973, Б 395, 57-82.(54) (57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДЬУГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПЫПЕЙ, включающий их обезуглероживание окислением и извлечение меди плавкой на штейн,о т л и ч а ю щ и й - с я тем,что, с целью интенсификации процесса и его упрощение, обезуглероживание и извлечение меди в штейн осу ществляют плавкой исходной пыли совместно с твердыми окислителями углерода, выбранными из группы, содержащей сульфат кальция, известняк или их смеси, в количестве 15-ЗОБ от массы пыли и сульфидизатором при соотношении масс сульфидизатора и твердого окислителя (0,5-1,5):1ЯИзобретение относится к цветнойметаллургии и может быть использовано на медеплавильных заводах.Известен способ гереработки окис -ленных материалов, согласно которомуисходные материалы смешивают " нос "становителем и сульфидизатором иподвергают циклонной планке в сласс.восстановительцсй атмосфере .,Недостатком этого способа является 1невозможность его использования дляпереработки углеродсодержа.цих матери .алов, так как он не предусматриваг:удаление углерода из перерабатываг"мого материала, (плавку осушестнляютс добавкой углерода и в восств.новительной среде),Наиболее близким к изобретению готехнической сущности и достигаемомурезультату является способ перерабстс 20ки медьуглгроцссдержаших материалов,например медных концентратов, пскоторому из исходного материала Вначале удаляют окислительным обжигом углерод до остаточного гго содержания1-2%, а затем твердый продукт обжита(огарок) плавят на штейн 2 уНедостатки известного способамногопередгльность обусловленная раздельностью операцу 1 удаления углерода 10и плавки низкая эффективность удаления углерода, связанная с реалузацией тепло- и массообмецных прсцгсссвВ слое Окисление и да:1 гциг Б Газсзу 1;. фазу не только уулерода но и значи" тельной части серь: пгрерабатываемогсматериала, слсжнссть практи-.го уой рга лизации, обусловленная строгим регл," ментировачигм остаточного содержания углерода в твердом продукте обжигаЦелью изобретения является и-теь"- сификация процесса и гго упроше:.ИгПоставленная цель достигается тем, что при способе переработки мед . углгродссдержащих пылей обезуглерс:кивание Окислением и извлечение меди з штейн осуществляют плавкой исходной 1 уыли совместно с твердыму окзуслуТеляууу углерода, выбранньуми из груп:ты содгр": кащей сульфат кальция, известняк илиСих смеси, в количестве 15-30% от масс:ы пыли и сульфидизаторсм при соотношении масс сульфидизатора и тверцого скислителя (0.,5-1,5) .1. Способ осуществляется следуюшим 5 образом.Медьуглгродссдержащую пылу, смешанную с сульфидизатсром,. например мате. риалом, сод ржаш 1 м серу (пиритцый, 1 гдцый и.11, ь 1.дцО - 11 и 4 кОВеп концентрат) плавят .овмгстцс с твердыми окислителя. ми , Гипс, из во.тцяк) Б электро- или циклонной ууечи В слабсвосстацсв;тель:Ой атмосфере: В результате плавки",ости ается удаление углерода за.чгт цзаимсдгЙстВий про. гка 1 сш 1 их вс;стгмг сульфидизатср - твгрдьй окис -литель - углерод. при этом пслу ают мгталлизировацный штейн с различной степеью гта:пизации (30-40%) и отс;а.;ь;ый штак,.Продукты плавкиметаллизованный штейп и бедный сксидный расплав - мо-,т ПЬ 1 ТЬ 1 угуу Оаботацьш ПУТЕМ ИХ СЛИи аапри гр н отражательну 1 о печь сизвлечением гди из металлизированногс штейна в штейн отражательной .:;лавки Одного сырья и одновременным обгдце: иеы шлакоу:, по меди и путем их предварите.уьного разделения с последующим СуИВОМ МЕтаЛЛИЗИРСВаННОГО ШтЕйЦа На 1 саксувую ванну, например, той же ст:, жатгльнс 1: печи или его использовацу гм,пуя сбгднения других шлаков медн 1:. Плавки (кснвертерных и др ) при этом бедный Оксидый расплав ст плавки мгдьуг.-1 еродссцержащгй пыли направля -"ся с отвал.Расход твердь:х окислителей 15-30% массь Пыли обусловлен необходимос - ью максимальногс удаления из нее угт р ц;:. за "ет О; ализации взаимодействий в систгмг гипс (известняк) - угле- -,О, и определяется исходной концентрацией .,улерсда в 11 е,уьутлгроцсодержащей 1 па 1 и Так ижний 15%1 и Верхний (30%) -ргдель расхода твгрдых окислитепгй с 1",вечют соствгтственнс минимальному (10%; и максимальному (39%) ссцгр 11;аупа у-; - .грс;уа в исходной мгдьугпгроуус сдгрес 1 щей 1 шли, В принцип про цгсс перграбо ки последней може бытьосуществлен и при расходе твердых окиспителей, пргвышакщих верхние пределыоду.акс это приводит к увеличению го- ТгвЬ МЕДИ За С.ЧЕ- РОСта ВЫХОДа аЛаКа и повышения ссдержания В нем меди,уассовсе :Оотношгниг сульфидиэатора и терлтсго окислителя (05-15): определяется из условия обеспечения глубокого протекания реакций В системе сульфидизатор - твердый скисли тель - углерод, нгобхсдиумогс для извлеченя меди з штейн с определенной стг:уенью металлизации, причем верхний и :.ижций прецелы соотношений массСаБОц СаСО СаБО СаСО 3СаБОСаСО Плавка 1 Плавка 2 50 22,5 Плавка 3 22,5 Плавка 4 55 30,0 Плавка 5 Плавка 6 30,0 сульфидиздтора и твердых окислителеиотвечают получению штейна, содержащего 10-207. меди.Применение способа позволит интенсифицировать процесс удаления углерада и извлечь в одну операцию медь всамостоятельный продукт, пригодный дляпоследующей переработки известнымиспособами.Способ испытывают применительно к 10медьуглеродсодержащей пыли шахтныхпечей. Эксперименты ведут в циклонной установке производительностью5 т/сут. В опытах используют пыльшахтных печей, медный и пиритный кон 15центраты, гипс и известняк.П р и м е р 1. Шихту, состоящую из медьуглеродсодержащей пыли исульфидизатора - медного концентрата,плавят совместно с твердым окислителем - известняком при коэффициенте избытка воздуха 0,8-0,9. Расход медногоконцентрата и известняка составляетсоответственно 33,0 и 22,57. от массыпыпи, что отвечает соотношению масс 25сульфидизатора и твердого окислителя1,46.В результате плавок при 1250-1300 Сполучают штейны, содержащие (в среднем) 27,07. Сп и шлаки с 0,47 Сц,Выход;Оштейна и шлака соответственно 36,0и 61,27 от массы пыли. Извлечение меди из шихты в штейн 96,07, Степеньудаления углерода 94,0-96,07,П р и м е р 2. Медьуглеродсодержащую пыль с добавкой к ней сульфидизатора (пиритный концентрат) плавятсовместно с твердым окислителем(гипс, известняк). Расход последнихварьируют в пределах 10-357 от массы 4 бпыли, а количество сульфидизатора вшихте задают из расчета получениямассового соотношения ГеБ/СаБС(СаСО 1)близкого к единице. Проверяют десятьвариантов плавок, характеризующихся 45следующим расходом твердого окислите.пя. 7. от массы пыли:Плавка 8 10 Плавка 9 35 Плавка 10 35 В результате проведенных при 1250 1350 С плавок 1 и 2 получают металлизированные штейны со степенью металлизации 30,0-35,07 и шлаки содержащие 0,18-0,307 Си при их выходе соответственно 20,0-25,0 и 55,0-60,07, от массы пыли, При этом извлечение меди в штейн 93,0-95,07, а степень удаления углерода 90-957Увеличение расходов сульфидизатора и твердых окислителей приводит к незначительному изменению составов штейна и шпака, а уменьшение расходов твердых окислителей - к заметному повышению температуры процесса (1400-420 С против 1250-1350"С в плавках 1-6), что обусловлена низкой степенью удаления углерода (75-807), По этой причине повышается степень металлизации штейна до 45-507, содержание серы в цем уменьшается до 11,77 что приводит к настылеобразованию на падине печи. Результаты плавок, выполненных прирасходах твердых окислителей выше304 отличаются повышенным выходом Результаты этих плавок практически не отличаются от данных, полученных в примере 2. Так, в средней пробе штейна содержится 15,57. Со, 16,07. шлака и высоким содержанием в неммеди, что обусловлено переокислением железа за счет высокого кислородного потенциала расплава. Так, выходшлака 65,0-66,47 от массы пыли, асодержание меди 0,35-0,437. Извлечение меди в штейн 80-857. Степень удаления углерода незначительно отличается от данных главок 5 и 6,П р и м е р 3. Плавки проводя попримеру 2, однако в качестве твердых окислителей используют смесиСаБО и СаСОз с массовым соотношени.ем 1;1. Испытывают три расхода твердого окислителя, 7 от массы пыли:1 - 15,0 СаБО и СаСО, 2 - 22,5СаБОч и СаСО; 3 - 30,0 СаБО и СаСО,при отношении в шихте РеБ и твердогоокислителя 1. 1,109455 Составитель А,КальницкийРедактор И.Николайчук Техред Т.Маточка Корректор И.Зрдейи Заказ 6007/19 Тираж 603 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д.4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 Б, 65,07, Ре. Степень металлиэации 39,67. Шлак содержит 0,267 Си.П р и м е р 4. Плавку медьуглеродсодержащей пыли проводят при постоянном расходе СаБОц, (22,5% от массы пыли) и различном количестве пиритного концентрата в шихте. Весовое соотношение РеБ, /СаБОч 0,3:1,7.В результате плавок при массовом соотношении РеБ, /СаБО 0,5 получают10 штейн (17,8% Сц) со степенью металлизации 38,57 и шлак. Их выход соответственно 26,7 и 50,7% от массы пыли. Извлечение меди в штейн 94,97., а степень удаления углерода 94,2715Плавка при весовом соотногении РеБ,/СаБО 1,5 сопровождается получением более бедного по меди штейна и увеличением его выхода, Так, штейн содержит 13, 57 Сц, 15,57 Б, 68,57 Ре (степень металлизации 42,2%), а его выход 35,07 от массы пыли, Состав шлака незначительно отличается от предыдущих: 0,257 Си, 21,7% Ре, 37,4% БЮ 10,5% А 1,0 20,27. СаОд Выход его 63,3% от массы пыли. Извлечение меди в штейн и степень удаления углерода 94,5 и 96,07 соответственно.При плавке пыли с массовым соот- -0 ношением РеБ,/СаБО 0,3 получен более богатый штейн (19,57 Сц 207 Б;59,57. Ре) и шлак, содержащий 0,357. меди. Выход штейн,а 22,5% от массы пыли, что соответствует извлечению 35 меди 89,57. Степень удаления углерода отличается незначительно от данных полученных при плавке пыли с массовыми соотношениями РеБ, /СаБО 0,5 и 1,5, и составляет 93,57.В процессе плавки пыли при массовом соотношении РеБ,/СаБО 1,7 получен относительно бедный штейн, содержащий 10,0-12,07 меди. Его выход 38,07 от массы пыли. Извлечение меди в штейн, состав шлака и степень удаления углерода отличаются несущественно с находятся на уровне показателей, полученных при плавке пыли с массовыми соотношениями 0,5; 1,0 и 1,5 (РеБ /СаБО ) . Проведены опыты по обеднению шлаков в отражательной плавки (0,6- 0,7% Сц, 35,2% Ре; 38,07 БО, ) металлиэованным штейном (15,57 Сц;16,07 Б, ;65,0% Ре), полученным в примере 3 при его расходе 8,0-127, от массы шлака,В результате плавки ( в электропечи мощностью 100 кВ А) шлака с металлизированным штейном получен шлак с остаточным содержащием меди 0,3- 0,35%. При этом штейн содержит 18,27 Сп, а его выход 8,2-12,57 от массы исходного шлака, Степень обезмеживания шлака 41,5-52,0%.Таким обраъом, приведенные прймеры указывают на высокую эффективность плавки мецьуглеродсодержащей пыли совместно с твердыми окислитепями и сульфидизатором.