Способ огневого рафинирования черновой меди

 

СПОСОБ ОГНЕВОГО РАФИНИРОВАНИЯ ЧЕРНОВОЙ МЕДИ, включающий окислительную продувку ее расплава смесью воздуха и паров воды, отличающийся тем что, с целью снижения содержания примесей в анодной меди и интенсификации процесса, продувку расплава ведут смесью, содержащей 6070 об.% паров воды, нагретой до 1250-1380°С. g

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) 3Ю11 С 22 В 15/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3674059/22-02 (22) 15.12.83 (46) 07. 11.84. Бюл. Р 41 (72) В.П. Жуков, С.А. Мастюгин, И.Ф. Худяков, А.Г..Титаренко и В.Г. Калита (71) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С.М. Кирова (53) 669.333.52 (088.8) (56) 1. Худяков И.Ф. и др. Металлургия меди, никеля, кобальта, ч. L. М., "Металлургия", с. 230 и

231.

2. Шуровский и др. Поведение примесей при рафинировании черновой меди в период окисления ее водяным паром и воздухом. Из-во АН Казахской ССР, 1956, вып.б, с. 69-75. (54) (57) СПОСОБ ОГНЕВОГО РАФИНИРОВАНИЯ ЧЕРНОВОЙ МЕДИ, включающий окислительную продувку ее расплава смесью воздуха и паров воды, отличающийся тем„ что, с целью снижения содержания примесей в анодной меди и интенсификации процесса, продувку расплава ведут смесью, содержащей 6070 об.Ж паров воды, нагретой до

1250-1380 С.

1122725

30

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использо-, вано при огневом рафинировании черновой меди с повышенным содержанием никеля. 5

Известен способ огневого рафинирования черновой меди, в котором продувку расплава черновой меди в окислительный период осуществляют паросодержащей 1азовой смесью Ц, !О

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к изобретению является способ огневого рафинирования черновой меди, включающий окислительн 1ю продувку 15 ее расплава смесью воздуха и паров воды (2) .

Недостатком обоих способов является то, что они не позволяют очистить медь от примесей, например никеля в необходимой степени.

Цель изобретения - снижение содержания примесей в анодной меди и интенсификацйя процесса.

Поставленная цель достигается 25 тем, что согласно способу огневого рафинирования черновой меди, включающему окислительную продувку ее расплава смесью воздуха и паров воды, продувку расплава ведут смесью, содержащей 60-70 об.Х паров воды, нагретой до 1250-1380 С.

Результаты фазового анализа твердых образцов черновой меди с соДержанием никеля 0,5Х, полученных, З5 после обдува медного расплава возцу+ хом и наровоздушной смесью с различ- ной в ней концентрацией Н,О (г), по. показывают, что максимальная скорость окисления никеля, равная О, 5 мг/мм мино набюйдается, начиная с концентрации 60Х. При указанном содержании водяного пара степень удаления никеля с поверхности образца в шлак за

60 мин продувки составляет 34Х. При 45 увеличении Н,О (г) в дутье свыше .70Х скорость поверхностного окисления никеля уменьшается до О, 15 мг/мм мин и соответственно степень его уда. ления sa аналогичную продолжительность дутья составляет 12Х.

Снижение полноты поверхностного окисления никеля при концентрации водяного пара в дутье свьппе 70Х обус. ловлено началом процесса окисления меди парами воды и последующим взаимодействием закиси меди с никелем в объеме расплава. Об этом свидетельствует увеличение доли закиси меди (Cu,О) в твердых образцах меди с 16Х (при обогащении дутья 60Х) до 28Х (при насыщении окислителя парами воды 70Х).

Предварительный нагрев дутья обеспечивает повышение скорости окис. ления никеля, так как полнота ее протекания лимитируется стадией адсорбции водяного пара на поверхности расплава. В этом случае определяющим фактором является температура.

Минимальное значение температуры

1250 С обусловлено необходимостью о нагрева расплава в зоне подачи дутья, температура которoro несколько выше температуры жидкой металлической меди . При 1380 С увеличивается скорость растворения Си О в жидкой меди и преобладающая часть никеля окисляется в объеме расплава. В этом случае применение увлажненного дутья становится нецелесообразным, так как большая часть никеля удаляется путем его взаимодействия с . закисью меди в жидкой фазе. Последнее увеличивает продолжительность рафинирования.

При 1250 С скорость окисления

Ф никеля с поверхности расплава достигает значения. 1,6 мг/мм .мин. В сравнении с неподогретым дутьем степень перевода никеля в шпак за 60 мин возрастает на 70 отн.Х и составляет 57,8Х. При нагреве дутья свыше

1380оС скорость поверхностного окисления никеля снижается до

1,4 мг/ммп.мин. и за 60 мин продувки степень его перевода в шлак составляет 48Х.

Результаты фазового анализа показывают, что наряду с этим возрастает количество Cu,О в объеме расплава на 23 отн.X.

Вьппе указанные условия продувки жидкой меди паровоздушным окислителем позволяют интенсифицировать протекание процессов прямого взаимодействия никеля с парами воды при минимальном окислении металлической меди. Наиболее эффективно этот процесс реализуется на высокоразвитой поверхности контакта фаз: газовый пузырь-расплав.

Высокотемпературный нагрев паровоздушной смеси можно осуществить, например, подачей водяного пара под топливо-окислительный факел верти22725 представляется возможньач увеличить этот показатель на 16,3 отн.X.

При увеличении содержания влаги в дутье до 80Х и выше продолжительность рафинирования возрастает до

65 мин, а степень перевода никеля в шлак снижается до 21,4Х.

Ф

Содержание Н, 0 (г) Температура, С Степень удале- Продолжительность в дутье ния никеля окисления, мин

71,2

19,0

25-150

69,7

21,3

25,4

66 ° 0

58,7

° !

35,3

60,1

80

62,0

30,0

Ф!

21,4

65,1

68,7

22,3

1150

57;9

37,8

70

53,4

40,0

60,2

28 ° 3

26,7

65,4

1250

60,0

57,8

3 11 кальной фурмы, с помощью которой возможна интенсификация плавления и окисления твердой меди. Насыщение продуктов сгорания топлива парами воды в этом случае необходимо произФ водить с учетом состава факела и его температуры.

Пример. На огневое рафиниро ванне поступает черновая медь с содержанием 0,5Х никеля. Продувку расплава осуществляют комбинированным окислителем, т.е. смесью водяного пара и воздуха при различных концентрациях пара и температурах.

Зависимость степени перевода никеля в шпак от состава смеси, продолжительностйее окисления и температуры представлена в таблице.

Из данных таблицы следует, что при обогащении дутья парами воды

60-70Х и обычной комнатной температуре или нагреве до 150ОС за 58,7 и

60,1 он продувки можно достигнуть . степени удаления никеля соответствен. но 34,0 и 35,3Х. Согласно известному способу при обогащении окислителя --

H,0 (r) до ЗОХ степень перевода никеля в шлак составляет 19,0Х, т.е.

Повышение температуры до 125010, 1380 С позволяет увеличить степень перевода никеля в шлак до 57,8-60,3 и 60, 1-62 7Х соответственно, продолжительность окисления при этом снилается до 60,0-56,9 мин. Дальнейшее

15 увеличение температуры приводит к уменьшеншо степени перевода никеля в шпак до 48,6Х при возрастании времени окисления до 65,4 мин. Сле- довательно, насыщение дутья парами

20,воды до 60-70Х и его нагрев до 12501380 С являются оптимальными парао метрами по составу и температуре комбинированного окислителя..Его ис-! пользование по сравнению с известньи позволяет сократить продолжительность рафинирования на 14,3 мин и увеличить степень перевода никеля в шлак на 43,7 отн.Х

1122725

Продолжение таблицы

Содерианке H,О (r) в дутье

Степень удале1 нин никеля

Темлература, С

Продолжительность кисления, мии

58,4

60,3

59,3

32,1

62,8

30,7

1380

58 3

60,1

62,7

56,9

70, 54,6

40,0

30

68,1

27,4

1427

65,4

48,6

61,2

52,3

90

41 ° 4

58,3

Редактор А. Козориз

Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1.13035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5

Заказ 8103/24

Филиал 1П1П "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель А. Кальницкий

Техред С.Легеза,; Корректор О. Билак