Способ получения черновой меди из медной руды

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 8844 9) 3: ЕТЕНИ Нт отип ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ И(72) Стиг Арвид Петерссон, Бенгт СунеЭрикссон и Арне Кристер фридфелдт(56) 1. Патентная заявка ШвецииУ 7603238-2, выложена 05,0476,2. Патент США В 3615361, кл. 75-73опублик. 1971.3. Патентная заявка ШвецииУ 7603237-4,. выложена 05.04.76 (про(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧЕРНОВОЙМЕДИ ИЗ МЕДНОЙ РУДЫ, содержащей примеси сурьмы, вкпючающий плавку исходного материала во вращающемся конвертере с верхним дутьем с образова"нием при этом штейна и шлака, разделение штейна и шлака и конверсиюштейна, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения содержания сурьмы при переработке руд с ееповышенным содержанием, штейн непосредственно после отделения шлакаобрабатывают инертным газом.50Обычно при плавлении содержание меди в купферштейне регулируют в пределах 30-40, Купферштейн с более высоким содержанием меди, чем 30- 403, дает шлак, в котором содержится слишком много меди, и потери ее становятся весьма ощутимыми. Изобретение относится к способуполучения черновой меди из медной руды, содержащей сурьму, и может бытьиспользовано на предприятиях цветной металлургии. 5Обычно черновую медь получают изсульфидной медной руды, которая чащевсего содержит железо. В большинствеиспОльзуемых способов руду сначалаподвергают частичному обжигу, а 1 Ообожженный продукт расплавляют, образуя. купферштейн. Расплавленный купферштейн превращают затем в черновуюмедь, вводя в него кислородсодержащийгаз, обычно воздух, одновременно ошлако 15вывая окислы железа путем добавлениякремнезема, например песка. В процессе частичного обжига, когда сульфидную руду нагревают, окисляя содержащуюся в ней серу и подавая кислород, содержание серы в обожженнойруде регулируют так, чтобы ее количество было достаточным для образования купферштейна, имеющего заданное содержание меди, соответствующее последующей плавке, Полученныйтаким способом купферштейн обычносодержит 30-40 меди и 22-26 серы,Химический состав такого купферштейна обычно изменяется в зависимости 30от состава руды и ствпени ее обжига.Приведенные цифры отражают данныео купферштейне, полученном из наиболее часто используемой руды,При расплавлении обожженной рудыкроме купферштейна образуется железосодержащий шлак, которому придаютжелаемый состав, добавляя песок(Яд 02) и в некоторых случаях небольшие количества известняка, благодаря 40чему. шлак приобретает низкую вязкостьШлак, который содержит обычно 0,40,8 меди, сливают и направляют в отвал, т. е. размещают в каком-либо подходящем месте. В некоторых случаях шлак .45содержит также значительные количест.ва ценных материалов, например цинка и др., которые прй желании могутбыть добыты из него путем угара шпака с отходящими газами. Предложены различные печи дляплавления медной руды. Обычно конструкция их такова, что медная рудадолжна непрерывно подаваться в печьвместе со шлакообразующими добавками. Образовавшийся шлак и купферштейнсливают непрерывно или периодически.Наиболее употребимым типом плавильной печи является отражательнаяпечь, которая содержит длинную узкуюкамеру с прямоугольным дном, нагреваемую нефтяными или газовыми горелками. В процессе горения в печь подают воздух в чистом виде или обогащенный кислородом. По экономическимпричинам и ввиду необходимости защиты окружающей среды такие отражательные печи во все увеличивающихсямасштабах заменяются другими типамиплавильных печей, поскольку оказалось весьма затруднительным обрабатывать отходящие газы этих печей,содержащие двуокись серы, образующуюся в процессе плавки. Известно,что отражательные печи образуют большое количество таких газов, чтоприводит к необходимости строитьбольшие и дорогостоящие устройстваочистки. Одним из способов избежатьэти проблемы является плавлениеруды при помощи электричества.Электрическая плавильная печь .обычно имеет длинную и узкую камерус прямоугольным днищем и электродами,погружаемыми в расплав, Энергия, необходимая для процесса выплавления,обеспечивается нагревом сойротивле-нием. Такие электрические печи представляют собой значительный шагвперед в этой области техники, поскольку обеспечивают возможность более полной очистки и использованиягазов, образующихся во время плавки,частично благодаря тому, что печьможет работать при управляемом разржении, при котором можно избежатьнеконтролируемых выбросов в атмосферу, что важно с точки зрения защиты окружающей среды, и частично засчет того, что объем образующегосягаза меньше, чем в отражательной печи, поэтому можно использовать устройства для очистки газов меньшего размера.Однако, чтобы электрическое плавление было экономичным, необходимо иметь дешевый источник электрической энергии.128844 25 55 Данные способы плавления обеспечивают получение куиферштейна с содержанием меди 30-407 и шлака, со держащего 0,4 - 0,87 меди и обычно направляемого в отвал. Однако в некото. 5рых случаях требуется получать в процессе плавления купферштейн с максимальным содержанием меди, напримерс содержанием 60-77%, предпочтительно 65-75%, хотя чаще всего такое 1 Ооказывается неэкономичным, если использовать известные способы плавления, при которых значительное количество меди теряется в шлаке.При рафинировании штейна с низким 5содержанием меди в цилиндрическомконвертере с прерывистой или непрерывной загрузкой образуется большоеколичество шлака, содержащего 4-8%меди, который необходимо возвращать 20на переплавку либо охлаждать, послечего подвергнуть измельчению и флотации для извлечения меди. Стоимостьэтих операций значительная,Было установлено, что, если.впроцессе плавления содержание медив штейне превосходит 407, количествомеди в шлаке увеличивается настолькочто потери ее приводят к резкомуснижению экономичности поопесса. ЗО,1Другой недостаток данных способовплавления заключается в том, что руда перед подачей ее в печь должнабыть подвергнута обжигу или спеканию.За последнее время были разработаны 35новые плавильные печи, в которыхможно непосредственно плавить медьв концентраты, а тепло, необходимоедля течения процесса, обеспечиваетсясжиганием серы, присутствующей в руде. Это называется автогенной плавкой. Примером таких печей можетслужить так называемая печь для плавления во взвешенном состоянии, содержащая вертикальную реакционную шахту, горизонтальный отстойный участок для расплава и участок для отходящих газов. Сверху в реакционную шахту загружают медные концентратыи подают подогретый воздух. В шахте 50происходит экзотермическая реакциямежду воздухом, подаваемым в печь,и серой, содержащейся в медных концентратах, в результате чего- частицы, достигшие точки расплавления,опускаются в отстойный участок, гдеобразуют ванну расплава, содержащуюштейн и шлак. В таких печах шлак обычно опускают непрерывна, в то время как куиферштейн сливают перио-, дически, Управление количеством меди в штейне осуществляют путем контроля за количеством кислорода, подаваемого в печь, причем обычно это количество составляет около 607, а шлак содержит 0,8-2,0% меди.Когда количество меди в шлаке настолько велико, то по экономическим причинам шлак можно подвергнуть рафинированию, выполняемому в отдель ной печи, в которой содержание меди в шлаке снижают до 0,4-0,8%.Печи такого типа могут быть двух разновидностей: печи "Отокумпу" и печи "ИНКО".Основное различие между ними заключается в том, что печи Отокумпу" при расплавлении руды в шахте используют подогретый воздух, а печи "ИНКО" работают на воздухе, обогащенном кислородом, и не используют шахту для взвеси.Еще один недостаток печей для плавления во взвешенном состоянии заключается, кроме слишком большого содержания меди в шлаке, в том, что такие печи не могут быть применены для расплавления скрала и/или окисленных материалов.Купферштейн, полученный в соответствии с данными способами, перемещают в медный конвертер, в котором остаточная сера окисляется путем подачи в штейн воздуха или кислород- содержащего газа, благодаря чему абра зуются черновая медь и двуокись серы. Известен способ, согласно которому черновую медь получают путем плавления сульфидной медной руды в наклон ной вращающейся печи в присутствии кислорода и шлакообразующих материалов и превращения штейна в черновую медь, при этом расплавление осуществляют путем одновременной подачи во вращающуюся наклонную печь руды, шлакообразующих материалов и кислорода и прекращают подачу кислорода, когда в печь загружено не менее 753 медной руды, после чего расплав обрабатывают восстановителем. После этого расплав порциями перемещают в печь для выравнивания температуры, в которой отделяют штейн от образовавшегося шлака, после чего шлак рас", кисляют и сливают, а штейн перемещают в соответствующий конвертер.30 35 В качестве плавильного оборудования в этом способе используетсяпредпочтительно вращающаяся печь снаклонной осью вращения. Примеромтакой печи может служить конвертер 5Кал"До, который" называют также конвертером с верхним дутьем, Конвертервращают с такой скоростью, при которой материал выводится из ваннывращающейся стенкои конвертера ич1 Опереводится в нижнюю часть ванны, благодаря чему создается особенноэффективный контакт между ванной и газовой фазой, существующей над ней. Это обеспечивает быстрый ход реакций 15 и быстрое установление равновесия между различными участками ванны.Такой конвертер содержит цилиндри ческую часть и верхнюю коническуючасть. Конвертер футерован огнеупором и имеет средство для приведения его во вращение со скоростью, например, 10-60 об/мин, которое может быть выполнено в виде фрикционного или зубчатого колеса с соответству ющим приводом. Имеется также средство для наклона конвертера и средство его вращения, обеспечивающее возможность слива расплава.Согласно указанному способу купферштейн перемещают в обычный конвертер, например в цилиндрический или же в случае надобности,в конвертер Кал-До. Вопрос о том, какой тип конвертера следует использовать, решается в зависимости от состава штейна, т.е. от содержания в нем меди и от количества примесейЧаще всего купферштейн содержит примеси, которые трудно удалить прии 40 использовании обычных процессов,превращения в цилиндрических конвертерах и которые представляют собой вещества, присутствие которых в черновой меди нежелательно. 45Среди таких трудноудаляемых примесей находятся сурьма, мьппьяк, висмут и олово, поэтому в купферштейне, обрабатываемом обычными способами, они всегда присутствуют в ограничен ных количествах. Известные пирометал. лургические процессы удаления подобных примесей из черновой меди неэффективны либо чрезмерно дороги.Известен способ, предусматриваю щий плавление и превращение мате- Р иалов содержащих медь, никель, сви. нец и сурьму, в соответствующие металлы во вращающихся печах. В такие печи сверху через обращенные вниз фурмы подают рабочий газ с управляемой температурой и регулируемым содержанием кислорода, который подводят к поверхности расплава и сквозь него. Путем вращения таких печей обеспечивают интенсивное перемешивание, создающее необходимый кон. такт газа, твердых частиц и расплава в печи, который приводит к удалению железа, серы и прочих примесей, таких как сурьма и мышьяк. Использование принципа турбулентной ванны повышает степень теплопередачи и скорость химических реакций, идущих в печи, в результате чего в значительной степени снижаются диффузионные барьеры между шлаком и сульфидной фазой.С целью удаления подобных примесей из медно-никелевой сульфидной фанны в конвертере с верхним дутьем, например в конвертере Кал-До, поверхность обдувают нейтральным или слегка окисленным газом, создавая над поверхностью ванны соответствующую атмосферу, в которой содержащиеся в ванне примеси частично испаряются. Предложено использовать диапазон температур 1300-1500 С и атмобуферу, которая нейтральна по отношению к сульфиду меди, Предложено также обрабатывать черновую медь вакуумом, который способствует удалению указанных примесей. Кроме того, указано, что железо, присутствующее в сульфидной ванне, должно быть окислено перед испарением примесей. Относительно примесей говорится, что особенно сложно удалять испарением из сульфидной фазы либо последующим окислением и испарением из металлической фазы сурьму, Предложено удалять сурьму, переводя ее в металлическую фазу, образующуюся при окислении небольшой части медно-никелево-сульфидного расплава, после чего указанную металлическую фазу, содержащую сурьму, удаляют из ванны и обрабатывают отдельно, Процесс повторяют до тех пор, пока содержание сурьмы в расплаве сульфида меди не достигнет приемлемого уровня.Операции указанного способа можно понять лучше, если обратиться к примерам его выполнения. Там го40 Известен способ удаления сурьмы 50 пирометаллургической обработкой расплава меди, содержащего более 0,1 сурьмы, При этом материал, содержащий сурьму, расплавляют в наклонном вращающемся конвертере сов 55 местно с железосодержащим шлаком в таких количествах, чтобы содержание железа не менее, чем в 44 раза,ворится, что сначала, например, поверхность купферштейна обдувают в течение 0,5-1 ч кислородом, после чего полученный таким образом частично окисленный штейн продуваю азотом в течение 2 ч, а затем в течение 1 ч кислородом, чтобы получить металлическую фазу, и потом еще некоторое время, чтобы получить новую металлическую фазу. Образованные таким 1 О образом металлические фазы, содер жащие большое количество сурьмы и других ценных металлов, удаляют из печи для отдельной обработки 2.Укаэанный способ является слишком сложным и дорогостоящим, так как требуется отдельная обработка некоторых продуктов.Кроме того, способ совершенно неудовлетворителен в отношении обра О ботки штейна с высоким содержанием сурьмы, поскольку слишком большие количества металлической фазы приходится подвергать отдельной обработ ке, чтобы выделить из нее сурьму. 25Предлагалось обрабатывать купфер- штейн с содержанием висмута (около 0,2%) в наклонных вращающихся конвертерах, в которых для испарения висмута.из купферштейна с содержа.нием меди б 0-70% используется вдуваиие инертного газа, благодаря чему получают черновую медь с содержанием висмута менее 0,04 .Недостатки этого способа заключаются в длительности процесса превращения и высокой стоимости изза большого расхода топлива, а также износа футеровки конвертера. Для .снижения содержания висмута на 75 Х при ведении операции удаления висмута расходуется примерно 2000 мЗ газа на тонну штейна. Не при водится никаких данных об удалении других примесей, например сурьмы. Кроме того, ничего не говорится о том, на какой стадии процесса производства меди осуществляется операция удаления висмута. превышало содержание сурьмы, и чтобы определенное количество сурьмыпроходило через шлаковую фазу, послечего полученный таким образом расплав штейна превращают, продуваясквозь него кислород, в штейн с содержанием меди 72-783 и с пониженнымсодержанием сурьмы 3,На практике известный способ можетбыть использован лишь при обработкематериала со сравнительно невысокимсодержанием сурьмы и сравнительновысоким содержанием железа. Способсоздает .также в печи ненужный балласт в виде дополнительного количества шлака.Известны также способы удавлениясурьмы, которые все без исключенияограничены присутствием малых ееколичеств в начальном материале.Многие медные руды обладают сравнительно высоким содержанием сурьмы,удаление которой известными способами представляет значительные трудности. При электролитическом рафиниро"ванин меди, которое в настоящее времяпредставляет собой конечную опера"цию.технологического процесса производства меди для электрических целей, так называемой электролитной меди, количество сурьмы в начальномпродукте, анодной меди не должно пре.вышать 400 г/т, если требуется осуществить нормальное течение электролитического процесса.Было установлено, что для поддержания требуемого уровня содержаниясырьмы количество сурьмы в штейне,содержащем 40% меди, не должно превышать 0,15 , если преобразованиештейна ведется в цилиндрическом конвертере. Если содержание меди состав"ляет 45 , содержание сурьмы не долано превышать 0,13 . Это означает,что при осуществлении обычных про.цессов получения меди содержание1сурьмы в начальном материале недолжно превышать 0,1-0,3 Х в зависимости от содержания меди в штейне.Сомнительно, чтобы материал, содержащий более 0,2 сурьмы .мог бытьобработан известнйм способом судовлетворительными экономическимипоказателями. При продувке такогоштейна в обычном конвертере содержание сурьмы снижается примерно до0,08 в получаемом расплаве сульфица меди (штейн с содержанием меди10 11288 инертным газом 72-787). При таком уровне содержания примеси содержание сурьмы вчерновой или анодной меди, подвергаемой обработке в конвертере, составляет менее 400 г/т (т.е. 0,043),что вполне приемлемо для электролиза.Как указывалось, для удалениясурвмы из купферштейна, расплавасульфида меди и/или черновой медииспользовались всевозможные пирометаллургические процессы. Эффективность их очень мала либо экономически такие способы оказывались неоправданными, поэтому до настоящего 15времени не существует технологически и экономически приемлемого процесса снижения содержания сурьмы в черновой меди до уровня 0,047. и ниже.Обычный способ снижения содержания сурьмы в черновой меди заключается в обработке ее после продувкикарбонатом натрия, который образуетшлак, отбирающий небольшое количество сурьмы. Так называемыи процессч25рафинирования карбонатом натрияобычно используется лишь в тех случаях, когда присутствует слишкомбольшое количество сурьмы, Стоимость реактивов достаточно высока, З 0кроме того, карбонат,натрия вызывает значительный износ футеровкиконвертера и увеличение количествамеди в шлаке,Дпя обеспечения низкого содержания сурьмы необходимо перемешиватьс сурьмосодержащей медной рудой значительное количество медного расплава практически не содержащего сурьФму, что приводит к необходимостичастого отбора проб и контроля вводимого расплава, а также ограничивает выбор медных руд. В результатеогромные количества медной руды,богатой сурьмой, по существу не находят применения,Целью изобретения является снижение содержания сурьмы при перерас ее повьппенным содержанием.боке руд сПоставленная цель достигается тем,50что согласно способу получения черновой меди из медной руды, содержащейпримесь сурьмы, включающему планкуисходного материала во вращающемсяконвертере с верхним дутьем с о разованием при этом штейна и шлака,чудаление шлака и конверсию штеина,штейн непосредственно после удале 44ния шлака обрабатывают Согласно изобретению после отделения от штейна шлака до преобразования штейна в черновую медь еговводят в контакт с инертным газомпри интенсивном перемешивании, причем количество газа берут достаточным для уменьшения содержания сурьмыпутем ее испарения, а также, возможно, и прочих примесей, таких как висмут, мышьяк и цинк, до уровня,приемлемого для ведения последующегопроцесса продувки, при котором образуется требуемая черновая медь.Осуществление предложенного способа может вестись в печах, в которых перемешивание черновой медиможет быть выполнено, механическим,пневматическим или электромагнитнымспособами, хотя 1 можно получить определенные преимущества при осуществлении перемешивания вращением купферштейна во вращающемся конвертереКал-До. Вращение купферштейна в достаточной степени Достигается прискорости вращения печи, при которойокружная скорость внутренней цилиндрической стенки печи составляет примерно 0,5-7 м/с, предпочтительно2-5 м/с. Для получения таких окружных скоростей печь должна вращатьсясо скоростью 10-60 об/мин в зависимости от ее диаметраБольшие печис диаметром около пяти метров обеспечивают необходимую окружную скорость при скоростях вращения около10 об./мин, в то время как малые, диаметр которых составляет менее1 м, следует вращать со скоростями более 40 об./мин, чтобы обеспечить интенсивное перемешивание и необходимый контакт газа с расплавом. Инертный.газ может содержать некоторое количество горючего, вещества, например нефти, кислорода или воздуха, обогащенного кислородом. Можно использовать подходящую кислородно- нефтяную горелку, которую легко отрегулировать и установить на заданную. степень сгорания.Период времени, в течение которого выполняется указанное вращение расплава, изменяется в зависимости от количества присутствующих примесей которые должны быть испарены из расплава, хотя на него могут оказывать влияние и прочие причины. Возможнос-11 1128 Р ти дальнейшего снижения содержания примесей на последующих операциях зависят от выбора способа превращения купферштейна в черновую медь. Так, возможность устранения примесей несколько выше, если преобразование штейна ведется в конвертере типа Кал-До, чем в конвертере цилиндричес ком. На степень снижения содержания примесей оказывают влияние экономи О ческие соображения, например будет ли в дальнейшем произведено рафинирование карбонатом натрия или нет. Предпочтительно, однако, продолжать вращение расплава в течение такого про межутка времени, после которого содержание сурьмы не превысит 0,047., а содержание висмута - О,ОЗХ. Понятно, что в течение вращения необходимо поддерживать достаточно высокую 20 температуру в печи, чтобы обеспечить испарение присутствующих примесей, хотя благодаря условиям, создаваемым указанным интенсивным перемешиванием, температуру можно поддерживать несколько более низкую, чем при использовании известных способов, поэтому предпочтительно, чтобы во время вращения температура поддерживалась в диапазоне 1250-1350 С.о30Кроме того, никакое содержание меди в штейне на препятствует ведению процесса, а потому можно иметь в нем до 80 Х меди, хо;я, как предполага ется в известных способах удаления примесей, в которых не предусмотрена обработка штейна с содержанием меди более 60 Х, сурьма может быть эффективно удалена при содержании меди в штейне до 253. Предпочтительно, чтобы содержание меди составляло 25-бО . Особенно предпочтительным является содержание в пределах примерно 30-407 В некоторых случаях во время вращения следует добавлять в купферштейн шпакообразователь,например песок.1Предложенный способ может быть ис. пользован для обработки серебросодержащей медной руды с очень высоким содержанием сурьмы и получения черновой меди с высоким содержанием серебра и низким содержанием сурьмы Серебро в дальнейшем при помощи пирометаллургических или гидрометал лургических процессов, может быть выде лено из черновой меди. С целью оптимизации процесса испарения сурьмы,12снижения времени, требующегося наиспарение, н уменьшения потреблениятоплива испарение сурьмы ведут практически без окисления штейна.Еслиприсутствует или образуется шлак,требуемое время вращения увеличивается, поскольку значительная частьпримесей переводится в шлаковуюокисную фазу, а это задерживает испарение из сульфидной фазы, очевдно по термодинамическим причинам.Следовательно, при осуществлениипредложенного способа важно во времяплавления тщательно отделять шлакот расплава перед началом вращения,Расплавление медной руды можнопроизводить в большинстве типов известных плавильных печей, напримерв электрических печах или в печахдля плавления во взвешенном состоянии, однако в большинстве случаевпредпочтительно производить расплавление медной руды порциями непосредственно в конвертере Кал-До, осо.бенно, если медная руда поступаетпериодически, при этом значительноувеличивается свобода в выборе состава медной руды для обработки. Так,например, если расплавление производится в конвертере Кал-До, можно использовать медные концентраты с содержанием сурьмы 1 ОЖ и более. Следовательно, согласно изобретениюпредпочтительно выполнять вращениево вращающемся конвертере типаКал-До, который пригоден для плавле- .ния медной руды. Процесс преобраэования восле вращения можно выполнятьподобным образом. Так, например,продувку сульфида меди (штейн с содержанием 72-783 меди) можно производить в отдельном устройстве,например в конвертере Кал-До, а оконфчательную продувку для получения чер.новой меди можно производить вцилиндрическом конвертере. Во многихслучаях предпочтительно производитьвращение во вращающемся конвертеретипа Кал-До, используемом для превращения купферштейна в черновую медь.Может оказаться преимуществом выполнение плавления, вращения и превращения во вращающемся конвертеретипа Кал-До. В этом случае для раз-.личных операций процесса можно ис-пользовать одинаковые или различныеустройства.Количество газа, требующегося прйоперации вращения, составляет пример.13 11288но 350-400 м/т купферштейна, содержащего примерно 5% сурьмы или больше,чтобы обеспечить снижение содержаниясурьмы примерно на 50%. Во времяоперации испарения сурьмы испаряются также приблизительно 75% висмута,60% цинка и 85% мьппьяка, присутствующих в расплаве. Чтобы обеспечитьснижение содержания сурьмы примернона 75%, требуется около 600-650 м 1 О3газа на тонну штейна. Когда сурьмаудалена до такой степени, висмут уда.;лен примерно на 100%, цинк примернона 65%, а мышьяк примерно на 90%.Можно сравнять указанные количествагаза с количествами, используемымипри удалении висмута по способу,предложенному в Австралии, где требуется около 2000 м газа на тонну3штейна для удаления 75% висмутаи около 7000 м 3 для 90-95%-ного уда.ления. Таким образом, предложенныйспособ обеспечивает значительнуюэкономию топлива по сравнению с известным способом испарения висмута.Изобретение приводится со ссыпками на предпочтительные виды еговыполнения, которые со многих точекзрения пригодны для обработкикомплексных медных руд. Механическое перемешивание расплава обеспечивает хорошее смешение и хорошииконтакт между различными фазамирасплава и реагентами. Температураи кислородный потенциал газовой35фазы могут контролироваться путемдобавки топлива. Процесс являетсяпериодическим и может быть разделенна следующие операции: автогенноеплавление для получения купферштейна;40удаление примесей путем вращенияконвертера и установления в нем контролируемой атмосферы; превращениештейна в расплав, содержащий 72-78%меди, превращение расплава, содержащего 72-78% меди, в черновую медь.Если процесс ведется в конвертере типа Кал-До, расплавление ипревращение материала может осуществляться автогенно, поскольку принеобходимости в конвертер можетвдуваться 100% кислорода. При расплавлении высушенные концентраты,шлакообразователи и возвратный порошок пневматически подаются в кон- ковертер через фурмы. Для оценки скорости загрузки используют ЭВМ, определяющую также концентрацию кислородда и количества подаваемого в печь 44 14воздуха, что дает возможность поддерживать тепловой баланс и заданное количество штейна. Автогенная плавка идет до тех пор, пока конвертер не будет наполнен до требуемого уровня, Затем шлак скачивают и передают, например,для последующей обработки в соответствующей печи. При использовании комплексных медных руд присутствует значительное количество примесей, например висмута, мьппьяка, сурьмы, цинка и свинца.Содержание этих веществ в штейне снижается в процессе операции, на которой конвсртер вращают со скоростью, например, приблизительно 30 об./мин при угле наклона к горизонтальной плоскости в пределах 15-25 град. Одновременно в конвертер вдувают нефть и воздух. Путем конт-. ролируемой подачи топлива и воздуха в конвертере можно устанавливать . заданную температуру и контролировать кислородный потенциал газовой фазы настолько, что примеси в значительной мере испаряются. После этого производится обычным образом превращение в штейн с содержанием меди 72-75% и далее в черновую медь. Шлакообразователи, требующиеся для превращения штейна, подаются в печь непрерывно. Шпак, образующийся на операциях превращения, возвращается для добавления при последующем плавлении.П р и м е р. Плавление многочисленных загруэок комплексных медных концентратов выполняют в конвертере типа Кал-До емкостью 5 т. При каждой загрузке в конвертер загружают 7 т медных концентратов, которые расплавляют при 1200-1300 С, послеочего образовавшийся шлак скачивают. Скорость расплавления, обеспечивающая получение купферштейна с содержанием меди около 40% из медных концентратов, содержавших примерно 22% меди, 30% железа и 34% серы, поддерживают на уровне примерно 5 т/ч. Кислородный коэффициент при этом составляет 95%. Содержание примесей в концентратах, обработанных в процессе плавки, составляет, %:Сурьма 0,3-7Мышьяк 0,2-2Висмут О, 1-0,3Цинк 1-4Свинец 0,5-3Ф15 28844 16Распределение примесей в процессепоследующих операций превращенияприведено в табл, 3.Таблица 3 При- месь Штейн(содер- жание Шлак Пыль 0 Таблица меди 7 ОЖ) Примесь Сурьма 12 Мышьяк 15 63 17 25 68 65 Висмут 3 рьма 3 60 Цин 6 28 Свинец 3 84 я 80 Висмут 17 Цинк 30 3 5 Свине 412 Т а б.л и ц а 2,-45 Величина удаления примесиу Й Количество газа,штейна як ,Ви нк50 урьа ут 12 3355 40 42 75 77 88 91 49 92 95, б." 18 48 66 80 200600 1000 1400 В соответствии с их высоким давлением паров мьпиьяк и висмут в основном были диспергированы в пыль в процессе плавления, а сурьма была равномерно распространена между жидкими фазами, т.е. между шлаком и штейном. Количества веществ, распределенных в образовавшихся фазах, представлены в табл. 1. Количества веществ, 7Купфер- Шлак Пыль штейнПосле скачивания шпака штейн был обработан в нейтральной атмосфере путем вдувания в конвертер нефти, воздуха и кислорода при вращении его,со скоростью 30 об/мин. Путем контролирования подачи топлива и соотношения нефть/кислород оказалось возможным регулировать кислородный потенциал и поддерживать температуру на заданном уровне.Данные о степени удаления примесей в процессе вращения конвертера приведены в табл. 2. Распределение примеси по фазам, ХИспарение таких примесей как мышьяк, сурьма и висмут в течение окончательной продувки оказалось небольшим, так как эти примеси были в основном распределены в медной фазе и обладали там невысокой активностью. Что касается .сурьмы, то коэффициент ее распределения (процентное соотношение количества сурьмы в медной фазе к количеству сурьмы в фазе штейна,. содержащего 72-783 меди) составлял приблизительно 13.В экспериментах было установлено, что согласно предложенному способу можно обрабатывать медные концентраты с содержанием сурьмы 1 ОХ и более и получать хорошие результаты при условии, что обработка вращением длится в течение достаточного периода времени.Предложенный способ обеспечивает простое снижение содержания сурьма и прочих примесей в купферштейне, Указанные примеси удаляются настолько, что в зависимости от содержания меди в штейне и последующей обработки можно обеспечить приемлемый низкий уровень содержания их в получаемой черновой меди.Предложенный способ позволяет экономично использовать материалы со сравнительно высоким содержанием сурьмы, например с содержанием ее более 103, которые до сих пор по существу не использовались и, будучи, недорогими, могут быть использованы в качестве медной руды.