Способ подготовки медно-никелевого файнштейна к флотационному разделению

39 О 374 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскил Социалистицеских Республик( 1606161/22-11) М. Кл. С 22 Ь 23/02 рпсоединением заявкиосударстаенный ксмитетСсаата Министраа СССР пс делам иассретений При:рптетОпубликовано 11 ХДата опубликовани30 УДК 669 243 53(088 8) 1973. Бюллетен открытии писания 2 б.Х 1.1973 Авторы зобретени ицкий, В, Н. Кострицин, А, А, Гальнбек,. Колесников, К. В, Ермоленко и Е, А. Ерофеевена Трудового Красного Знамени ЛенинградскимиГ, В. Плеханова, Проектный и научно-исследоваГипроникель и Норильский ордена Ленинаргический комбинат им. А. П. Завенягина И. Н, Масле Ю, Д. Декопов, А И. И, Гнедин, Б. И Ордена Ленина и орд горный институт им,тельский институт горно-металлуЗа ел ЛЯ СПОСОБ ПОДГОТОВКИ МЕДНО-НИКЕЛЕВОГОФАЙНШТЕЙНА К ФЛОТАЦИОННОМУ РАЗДЕЛЕН акже штейшпн, ты наспот недроб анваИзобретение относится к металлургии цветных металлов, а именно к способам подготовки медно-никелевого файнштейна к последующему флотационному разделению на никелевый и медный концентраты.В настоящее время на отечественных и зарубежных предприятиях медно-никелевый файнштейн, получаемый в результате конвертирования медно-,никелевых штейнов, перед поступлением на флотационное разделение отливается в крупные слитки весом до 20 - 25 т, Слитки охлаждаются под слоем теплоизоляции в течение нескольких десятков часов для получения крупнокристаллической структуры сплава, после чего поступают на дробление, измельчение и флотацию. Эта практика связана с занятием больших цеховых площадей под разливку и охлаждение файнштейна, сопровождается получением большой структурной неоднородности слитков вследствие ликвационных явлений, не обеспечивает оптимального режима термической обработки файнштейна, усложняет дробление и пр. Известен также способ подготовки медно-никелевого файнштейна к флотации, заключающийся в том, что расплавленный файнштейн сначала резко охлаждают, а затем нагревают до температуры откига, лежащей ниже точки полного расплавления файнштейна, проводят отжиг при этой температуре, после чего охлаждают до обычной температуры, Этот способ в сочетании с разливкой файнштейна в слитки не нашел применения. При резком охлаждении слитков файнштейна, ввиду относительно 5 низкой теплопроводпостп последнего, пс происходит закалки всей массы слитка. Вследствие этого внутренняя часть объема быстро охлажденного слитка файнштейна приобретает структуру, характеризующуюся наличием 0 древовидных кристаллов сульфпда мсдп, которые с большим трудом и не полностью превращаются в округлые зерна при последующем отжиге, В итоге при измельчении файнштейна получается значительное количество кристал лических сростков, снижающих извлечение меди и никеля в соответствующие концентраты при флотационном разделении, Резкое охлаждение (замораживание) слитков файнштейна требует применения разливочных машин, что 0 усложняет аппаратурное оформление схемыподготовки файнштейна к флотации. Существенным моментом является низкая стойкость к расплавленному файг ну материала изложниц разливочных м что увеличивает эксплуатационные затра проведение разливки. Применение этог соба к слиткам файнштейна не исключа обходимости в двух- плп трсхстадпйпом ленни охлажденного сплава, что обуслает значительные общие затраты на измельчение файнштейна перед флотацией,Для улучшения показателей разделения меди и никеля при флотации за счет получения более благоприятной структуры сплава, снижения расходов на измельчение материала перед флотацией, а также упрощения аппаратуры для разливки и замораживания расплава предлагается разливку и замораживание файнштейна производить при его диспергировании с получением по меньшей мере 80% материала, имеющего максимальный размер в поперечнике не более 30 млх.При подготовке к разделению описываемым способом расплавленный медно-,никелевый файнштейн при розливе из ковша, миксера или непосредственно из конвертера диспергируется тем или иным методом и замораживается с получением отдельных частиц, кусков или пластин, имеющих в большей своей части (не менее 80% их общего количества) максимальный размер в поперечнике не более 30 ила, Закаленный материал указанной крупности направляется затем на термическую обработку в отжиговую печь, в которой при определенных продолжительности и температуре достигается получение оптимальной структуры твердого сплава, После отжига материал охлаждается и направляется на измельчение и флотационное разделение.Благодаря диспергированию файнштейна при его разливке и замораживании с получением материала, имеющего максимальный размер в поперечнике не более 30 лм, обеспечивается весьма равномерная структура замороженного сплава. Это является следствием практически одновременной закалки всей массы каждой частицы затвердевшего файнштейна. В замороженном сплаве указанной крупности не наблюдается древовид 1 ных кристаллов сульфида меди, характерных для центральной части замороженных слитков более значительных размеров. В диспергированном закаленном материале во всем объеме каждой частицы сульфид меди имеет форму округлых зерен круппастью порядка 3 - 5 лкм и менее. При последующем отжиге этого материала при оптимальных продолжительности и температуре происходит перекристаллизация твердого сплава с укрупнением зерен сульфида меди до размера 40 - 60 мкм. При этом сохраняется округлая форма частиц сульфида, Подобная структура термически обработанного сплава обеспечивает при последующем измельчении хорошее раскрытие зерен медной и никелевой сульфидных фаз и высокие показатели флотационного разделения.Диспергирование при разливке и замораживании файнштейна можно производить различными способами. В частности, одним из наиболее удобных и дешевых методов является водная, воздушная или водо-воздушная грануляция расплава. При водной грануляции, например, существенно упрощается аппаратурное оформление операции разливки и замора 5 1 О 15 20 25 зо З 5 40 45 50 55 60 65 живания, Ее можно осуществить путем подачи струи расплавленного файнштейна из ковша, миксера или непосредственно из конвертора в прануляционный желоб, в котором поток воды дробит струю расплава на отдельные частицы и одновременно обеспечивает их быстрое замораживание. Выбором соответствующих параметров водной грануляции (соотношением расходов воды и файнштейна; скоростью и формой потоков и т. п.)можно обеспечить необходимую крупность диспергированного файнштейна.В процессе диспергирования некоторая часть материала может получаться с максимальным размером в поперечнике более 30 мм. В материале такой повышенной крупности проявляется неоднородность структуры замороженного файнштейна, ухудшающая показатели его разделения, поэтому получающиеся при диспергировании частицы (куски, гранулы и пр,) крупностью более 30 мя должны, как правило, отделяться от основной массы материала и попускаться в оборот, т, е. загружаться в конвертер, миксер, ковш или другую емкость для жидкого файнштейна. Целесообразно, чтобы отделение крупных частиц производилось сразу после диспергирования и замораживания, до поступления материала на отжиг, чтобы излишне не перегружать отжиговые печи.В общей массе диспергированного файнштейна материал крупностью в поперечнике менее 30 млс должен составлять не менее 80%. В противном случае количество оборотного материала получается слишком большим, что приводит к появлению дополнительных затрат на расплавление крупного материала и значительно снижает эффективность предлагаемого способа, Не должен быть также большой выход при диспергировании и замораживании материала крупностью менее 0,3 - 0,5 л я, Наличие мелочи в диспергированном файнштейне обуславливает значительный выход пыли при отжиге, При этом затруднительно обеспечить достаточное для необходимых структурных изменений время пребывания мелких частиц в отжиговой печи. Материал, выносимый при отжиге в виде пыли, имеет малую крупность зерен сульфида меди, и при его флотационном разделении ухудшаются показатели последнего. Поэтому мелкий материал также следует направлять в оборот на расплавление. Для обеспечения эффективности предлагаемого способа диспергированный замороженный материал должен содержать не более 20% частиц с поперечным размером менее 0,3 мм.Отжиг диспергированного файнштейна может производиться в печах разного типа - муфельных, тоннельных, с перегребанием, агломерационных машинах, барабанных и др, Удобно, в частности, проводить отжиг в бара. банных вращающихся печах. В последнем случае подвергаемый отжигу материал благодаря пересыпанию в рабочем пространстве печи имеет во всем объеме одинаковую темпе% медь никель ыедь никель Исходный файнштейнМедный концентрат Никелевый концентрат 35,81 35,29 0,57 100,0 100,0 100,0 66,83 0,076 6,8 4,5 95,3 6,4 51,0 67,31 3,5 1,08 93,2 4,7 93,6 49,0 ратуру, что обеспечивает оптимальные условия его термообработки. Отжиг наиболее целесообразно осуществлять при температуре в пределах 700 - 750 С. При повышении температуры файнштейна сверх указанных пределов на 20 - 30 из сплава начинает выплавляться легкоплавкая эвтектика и появляется жидкая фаза. При этом отжиг в барабанной вращающейся печи сопровождается окатыванием диспергированного материала до округлых частиц диаметром 20 - 30 млс и выше. В умеренных пределах окатывание материала не ухудшает показателей дальнейшего разделения файнштейна, однако при значительном количестве жидкой фазы спекание материала приводит к ухудшению его стуктуры и, кроме того, вызывает настылеобразование в печи.При температурах отжига ниже 700 С процесс пер екристаллизации файнштейна резко замедляется, и потребное время отжига для получения приемлемой структуры сплава сильно возрастает, что делает способ неэффесотивным. При отжиге при 700 - 750 С потребная продолжительность выдержки составляет 6 - 10 час.Скорость нагрева диспергированного замороженного файнштейна до рабочей температуры отжига не влияет на показатели разделения. Не имеют значения также скорость охлаждения термообработанного сплава и температура жидкого файнштейна при его разливке и замораживании,При отжиге диспергированного файнштейна при температуре, порядка 700 - 750 С возможно окисление материала за счет кислорода печной атмосферы. По сравнению с термообработкой более крупных слитков, где вследствие малого отношения их поверхности к массе, поверхностное окисление сплава не играет существенной роли, в случае диспергированного материала окисление файнштейна при отжиге может ухудшить Как видно из приведенных данных, показатели флотационного разделения,диспергированного замороженного материала достаточно высоки.Разливка и замораживание медно-никелевого файнштейна без его диспергирования, как это предусмотрено известным способом, дает при прочих равных условиях заметно более условия последующего флотационного разделения. Поэтому отжиг диспергированного сплава следует проводить в нейтральной или восстановительной атмосфере, которая может быть получена при отоплении отжиговой печи сжиганием углеродистого топлива при коэффициенте избытка воздуха, равном или меньшем единицы. Содержание свободного кислорода в печной атмосфере не должно, во 10 всяком случае, превышать 1 - 1,5%. Предлагаемый способ подготовки медно-никелевого файнштейна к флотационному разделению был опробован в лабораторном и ук рупненно-лабораторном масштабах, Разливкуи замораживание файнштейна проводили при его диспергировании путем водной грануляцип в грануляционном желобе. Расплавленный файнштейн при 1100 - 1300 С разливался из 20 дуговой электропечи непосредственно в желоб.Расход файнштейна при разливке составлял 20 - 50 кг/лсин, средний расход воды на 1 т файнштейна равнялся 5 - 10 лсз, Крупность полученных гранул в среднем составляла 25 5 - 20 лслс. Выход фракций крупностью менее0,3 лсм не превышал 3%, кру пностью более 30 лсм - 6,%. Отжиг полученных гранул осуществлялся в слабовосстановительной атмосфере при 730 - 750 С в течение 6 - 10 час.30 В этих условиях, как показал микроскопический анализ аншлифов, происходило укрупнение зерен сульфида меди в диспергированном материале от средней крупности порядка 2 - 3 лкм до 40 - 50 лскм (при отжиге, например, в 35 течение 8 час крупность зерен сульфида медив аншлифе составила по классам: 0 - 10 лскл - 0,3; 10 - 20 лсклс - 5,3 оссо, 20 - 10 лсклс - 22 7%; более 40 лклс - 71,7% ) .Флотационное разделение отожженного дпс пергированного файнштейна производилось вреагентных режимах.Результаты одного из опытов флотации приведены в табл. 1. низкие показатели разделения, что вызвано значительной структурной неоднородностью 60 слитков файнштейна, Для иллюстрации сказанного в табл. 2 приводятся результаты флотационного разделения файштесспа, весьма близкого по составу к сплаву, результаты обработки которого представлены в табл. 1, Упо мянутый файнштейн разливался и заморажикобальт кобальт медь никель медь никель 35,25 36,35 Исходный файнштейнМедный концентратНикелевый концентрат 0,52 100,0 100,0 100,0 93,6 7,67 65,23 8,0 10,5 0,082 50,0 92,0 89,5 6,4 0,967 65,72 4,54 49,5 Предмет изобретения Составитель С, Стаценко Техред Е. БорисоваРедактор А. Андреева Корректор А. Дзесова Заказ 3055/4 Изд. Мо 1744 Тираж 632 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Типография, и р. Сапунова, 2 вался (охлаждался водой) в слитках толщиной 100 - 120 мм. Отжиг этих слитков производился при 750 С в течение 12 час, т. е, более Способ подготовки медно-никелевого файн- штейна к флотационному разделению, включающий разливку и замораживание расплавленного файнштейна с последующим нагревом его до температуры отжига, лежащей ниже температуры полного расплавления файнштейна, отжиг прп этой температуре и охлаждение до нормальной температуры, отличающийся длительное время, чем отжиг диспергированного файнштейна в приведенном выше примере.Таблица 2 тем, что, с целью улучшения показателей разделения меди и никеля, снижения расходов на измельчение материала перед флотацией, а также упрощения аппаратуры для разливки и замораживания расплава, разливку и замо раживание файнштейна производят при егоднспергировании с получением не менее 80/о файнштейна с максимальным размером в поперечнике не более 30 мм.