Патент на изобретение №2298587

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для переработки медного сульфидного, в том числе никельсодержащего, сырья на черновую медь. Техническим результатом изобретения является повышение удельной производительности, снижение содержания меди в шлаках при плавке на черновую медь и увеличение длительности рабочей кампании агрегата. Способ включает окислительную обработку сырья одновременно двумя раздельными потоками, при этом обработку сырья крупностью менее 0,1 мм осуществляют во взвешенном слое в форкамере при подаче кислорода в количестве до 65% от теоретически необходимого для полного окисления всей массы серы, железа и примесей подаваемого материала до оксидов, а остальную часть сырья крупностью 0,1-50 мм плавят совместно с флюсами в кипящем слое расплава с газовой нагрузкой 1-3 м/с в камере с гарниссажной футеровкой, причем вдувают в нее через донные дутьевые устройства недостающий по стехиометрии кислород, поддерживая газосодержание расплава в пределах 0,55-0,9. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для переработки медного сульфидного, в том числе никельсодержащего, сырья на черновую медь.

Известен способ непрерывной переработки медного концентрата на черновую медь (патент РФ №2169202, опубл. 20.06.2001). По этому способу плавку концентрата ведут в ванне расплава, продуваемой кислородсодержащим газом с получением металлической фазы (черновой меди) и шлака, поддерживая высоту оксидно-шлакового слоя в пределах 0,3-0,8 от общей высоты ванны расплава. Основными недостатками известного способа являются высокое содержание меди в шлаках (22,2%), низкое содержание диоксида серы в отходящих газах (20-25%), периодическое изменение загрузки шихты и подачи кислородсодержащего газа, периодический выпуск продуктов плавки, ограничение длительности рабочей кампании агрегата стойкостью огнеупорной футеровки.

Наиболее близким по технической сущности является способ переработки сульфидных медьсодержащих полидисперсных материалов (а.с. СССР №1741439, опубл. 20.08.1996), включающий окислительную плавку с получением сульфидно-металлического медного сплава при подаче сырья одновременно двумя раздельными потоками, один из которых (сырье крупностью менее 1 мм) без флюсов плавят на штейн в факеле при 1550-1620°С, которую регулируют подачей кислорода в факел в пределах 36-52% от суммы массы серы и железа материала, подаваемого в факелы, плавку второго потока (сырье крупностью 1-50 мм) совместно с флюсами осуществляют в ванне расплава, барботируемой кислородсодержащим газом. Основными недостатками способа являются низкая удельная производительность, высокое содержание меди в шлаках (1,13-3,55%) при плавке на черновую медь, периодический выпуск продуктов плавки, ограничение длительности рабочей стойкостью огнеупорной футеровки.

Техническая задача, решаемая предлагаемым способом, состоит в повышении удельной производительности, снижении содержания меди в шлаках при плавке на черновую медь и увеличении длительности рабочей кампании агрегата.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе переработки сульфидных медьсодержащих полидисперсных материалов, включающем окислительную обработку сырья одновременно двумя раздельными потоками, согласно данному предложению обработку сырья крупностью менее 0,1 мм осуществляют во взвешенном слое в форкамере, причем в форкамеру подают кислород в количестве до 65% от теоретически необходимого для полного окисления всей массы серы, железа и примесей подаваемого материала до оксидов, а остальную часть сырья крупностью 0,1-50 мм плавят совместно с флюсами в кипящем слое расплава с газовой нагрузкой 1-3 м/с в камере с гарниссажной футеровкой, причем вдувают в нее через донные дутьевые устройства недостающий по стехиометрии кислород, поддерживая газосодержание расплава в пределах 0,55-0,9.

Кроме того, при указанном способе в плавильную камеру может быть подан и жидкий медный штейн.

Предлагаемый способ реализуется в устройстве, изображенном на чертеже. Устройство содержит шихто-кислородные горелки 1, установленные в форкамерах 2, примыкающих к камере 3 с гарниссажной футеровкой. Камера 3 с гарниссажной футеровкой оборудована донными дутьевыми устройствами 4, переливным порогом 5. Взвесь шихтовых материалов в потоке кислорода, выходящая из шихто-кислородной горелки 1, образует взвешенный слой 6 внутри форкамеры 2.

Способ осуществляется следующим образом. Шихтовые материалы – медный мелкодисперсный флотоконцентрат, жидкий медный штейн и флюсы – подают на переработку двумя потоками.

Первый поток сырья крупностью менее 0,1 мм непрерывно подают через шихто-кислородную горелку 1 совместно с технологическим кислородом в форкамеру 2, где происходит насыщение сырья кислородом во взвешенном слое 6. Технологический кислород подают в количестве до 65% от теоретически необходимого для полного окисления всей массы серы, железа и примесей подаваемого в факел материала до оксидов.

Второй поток сырья, состоящий из твердых медьсодержащих оборотов и флюсов крупностью 0,1-50 мм и жидкого медного штейна, непрерывно плавят на черновую медь в кипящем слое расплава с газовой нагрузкой 1-3 м/с в камере 3 с гарниссажной футеровкой, причем вдувают в нее через донные дутьевые устройства 4 недостающий по стехиометрии кислород, поддерживая газосодержание расплава в пределах 0,55-0,9.

Жидкие продукты плавки – черновая медь и шлак – непрерывно выпускаются через переливной порог 5 и направляются на разделение. Отходящие газы с содержанием диоксида серы до 98% стабильным и непрерывным потоком отводятся из плавильной камеры и направляются на переработку любым известным способом.

Расчетные эксперименты на математической модели, созданной для исследования тепломассообменных процессов в шихто-кислородном факеле, показали, что во взвешенном слое достигается насыщение медного мелкодисперсного сырья кислородом, соответствующее степени десульфуризации до 65% при протяженности взвешенного слоя не более 0,2 м, что в 5-10 раз короче известных аналогов.

Таким образом, предлагаемый настоящим изобретением способ переработки сульфидных медьсодержащих полидисперсных материалов позволяет в одном агрегате одновременно перерабатывать непрерывно загружаемые твердые и жидкие медьсодержащие сульфидные материалы; получать черновую медь и бедные по меди шлаки, непрерывно выгружаемые из агрегата, осуществлять полное извлечение серы в непрерывный поток отходящих газов с высоким (до 98%) и стабильным содержанием диоксида серы, сократить объем и локализовать отбор этих газов в одном агрегате, увеличить удельную производительность и уменьшить габариты агрегата, снизить безвозвратные потери тепла в окружающую среду, увеличить длительность рабочей кампании агрегата за счет применения гарниссажной футеровки, снизить потери цветных металлов, энергетические и материальные затраты.

Формула изобретения

1. Способ переработки сульфидных медьсодержащих полидисперсных материалов, включающий окислительную обработку сырья одновременно двумя раздельными потоками, отличающийся тем, что обработку сырья крупностью менее 0,1 мм ведут во взвешенном слое в форкамере при подаче кислорода в количестве до 65% от теоретически необходимого для полного окисления всей массы серы, железа и примесей подаваемого материала до оксидов, а остальную часть сырья крупностью 0,1-50 мм плавят совместно с флюсами в кипящем слое расплава с газовой нагрузкой 1-3 м/с в камере с гарниссажной футеровкой при вдувании в нее через донные дутьевые устройства недостающий по стехиометрии кислород при поддержании газосодержания в расплаве в пределах 0,55-0,9.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при плавке в камеру подают жидкий медный штейн.

РИСУНКИ