Способ подготовки файнштейна к флотации

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при подготовке файнштейна к флотации. Цель изобретения - улучшение качества файнштейна. Способ осуществляют следующим образом. Файнштейн загружают в печь, расплавляют и при 1200^oС вдувают в него смесь углеводородсодержащего газа и диоксида серы при объемном соотношении C_nH_m:SO₂=1:(1-1,25)(n+0,25m). Вдувание смеси осуществляют потоком нейтрального газа. Интенсивность продувки 55-95 м³/т·ч. Продувку осуществляют до конечного содержания серы в файнштейне 24,5-26,5%. В качестве углеводородсодержащего восстановителя используют метан, пропан, мазут. 3 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при подготовке файнштейна к флотации. Цель изобретения улучшение качества файнштейна. Изобретение осуществляют следующим образом. В расплавленный медно-никелевый файнштейн, содержащий, мас. сульфида никеля 30-35, сульфида меди 40-45, магнетита 0,5 и металлизированной фазы 15-20 в виде сплава металлов на основе никеля, вдувают смесь углеводородсодержащего восстановителя и диоксида серы при объемном соотношении С_nH_m:SO₂=1:(1-1,25)(n+0,25m). За счет каталитического влияния кобальта в расплаве файнштейна с высокой скоростью протекает первичная реакция образования сульфидно-восстановительной смеси газов SO₂+C_nH_m_→ S₂+H₂S+cos+CO+H₂+H₂O+CO₂+(SO₂) остаток и происходит сульфидирование металлизированной фазы до Ni₃S₂, Cu₅FeS₄, Cu₂S, CO₉S₈. Наиболее полно этот процесс протекает при интенсивности продувки расплава в пределах значений 55-95 м³/т·ч. В результате обработки, расплава сульфидно-восстановительной смесью концентрация сульфидов меди и никеля возрастает с 40-45 до 55-60% и с 30-35 до 40-45% соответственно. При этом общее содержание серы повышается с 20-22 до 24,5-26,5% а количество металлизированной фазы уменьшается с 15-20 до 0-1,5% По фазовому составу полученный файнштейн представляет собой бинарную смесь сульфидов меди и никеля, которая лучше флотируется. Источником диоксида серы служат отходящие газы автогенных плавок или жидкий диоксид серы. В качестве углеводородсодержащих агентов используют метан, пропан, мазут и др. Проверку предлагаемого способа осуществляют на лабораторной установке с применением пробы промышленного файнштейна, содержащего, мас. никеля 38,1, меди 35,2, кобальта 0,45, железа 2,9, диоксида кремния 0,5 и серы 21,6. Фазовый состав этого файнштейна включает (мас.): металлизированного сплава металлов 15-20, сульфидов меди (Cu₂S, Cu₅FeS₄), 40-50, сульфида никеля Ni₃S₂ 30-35 и магнетита 0,5. П р и м е р 1. Навеску файнштейна (0,060 кг) загружают в печь и расплавляют. При 1200^oС в него вдували 0,095 л/мин смеси газов, содержащей (об.): 36,8 SO₂, 18,4 CH₄, 44,8 N₂. Интенсивность продувки составляет 95 м³/т·ч, объемное соотношение исходных агентов CH₄:SO₂=1:2 соответствует их стехиометрии в следующей реакции максимальной конверсии в серу: 2SO₂+CH₄= S₂+CO₂+2H₂O. Расплав файнштейна продувают 70 мин и затем охлаждают. Получают 0,0625 кг файнштейна, содержащего (мас.): меди 34,1, никеля 37,8, кобальта 0,42, серы 25,5, железа 2,8, металлизированной фазы 0,5. П р и м е р 2. Навеску файнштейна (0,100 кг) загружают в печь и расплавляют. При 1250^oС в расплав вдувают 0,119 л/мин смеси газов, включающей (об. ) 70,0 SO₂, 14,0 C₃H₈, 16 N₂. Интенсивность продувки расплава 71,4 м³/т·ч. В условиях эксперимента объемное соотношение исходных агентов C₃H₈:SO₂= 1: 5 соответствует стехиометрическому в следующей реакции максимальной конверсии SO₂ в серу с помощью пропана: 5SO₂+C₃H₈=2,5S₂+3CO₂+4H₂O. Расплав файнштейна продувают 60 мин и охлаждают. Получают 0,1053 кг файнштейна состава (мас.): 36,3 никеля, 33,6 меди, 0,42 кобальта, 2,8 железа, 0,4 диоксида кремния, 26,5 серы. Металлизированная фаза и магнетит в нем отсутствуют. П р и м е р 3. Навеску файнштейна (0,100 кг) загружают в печь и расплавляют. При 1200^oС в него вдувают 0,150 л/мин смеси состава (об.): 15 SO₂, 10 мазута, 75 аргона. Интенсивность продувки в данной серии опытов 90 м³/т·ч. Время продувки 220 мин. Объемное соотношение исходных агентов CH₂: SO₂= 1: 1,5 соответствует стехиометрии следующей реакции максимальной конверсии SO₂ в серу: CH₂+1,5SO₂=0,75S₂+CO₂+H₂O. Получают 0,1055 кг файнштейна состава (мас.): 36,1 никеля, 33,8 меди, 0,43 кобальта, 2,8 железа, 26,1 серы, 0,25 металлизированной фазы. Как видно из примеров 1, 2 и 3, при использовании различных по составу углеводородсодержащих агентов в смеси с диоксидом серы получают близкие по содержанию общей серы просульфидированные файнштейны, в которых количество металлизированной фазы снизилось с 15-20 до 0-0,5% В указанных примерах сульфидирование файнштейна протекает при объемных соотношениях CH₄:SO₂=1:2, C₃H₈:SO₂=1:5; CH₂:SO₂=1:1,5, которые в обобщенном виде выражаются следующим объемным соотношением исходных агентов: C_nH_m:SO₂=1:(n+0,25m), где n, m количество атомов углеводорода и водорода в применяемом углеводородсодержащем агенте. Проведенная серия экспериментов показывает, что увеличение соотношений от C_nH_m:SO₂=1:(n+0,25m) до C_nH_m:SO₂=(1,0-1,3):(n+0,25m) приводит к повышению содержания металлизированной фазы с 0-0,5 до 4-6% и снижению концентрации серы с 24,5-26,5 до 21-23% Кроме того, в составе отходящих газов появляется водород и оксид углерода, что свидетельствует о нерациональном расходе углеводородсодержащих агентов вследствие избытка восстановителей для реакции
CO+H₂S+COS+H₂+2SO₂=2S₂+2CO₂+2H₂O. Следовательно, повышение показателя соотношений исходных агентов сверх стехиометрического C_nH_m:SO₂=1:(n+0,25m) нецелесообразно. В случае уменьшения соотношений от C_nH_m:SO₂=1:(n+0,25m) до C_nH_m:SO₂=0,6: (n+0,25m) повышается количество металлизированной фазы с 0-0,5 до 1,2- 3,0% но при этом в газовой фазе отсутствуют водород и оксид углерода. Эксперименты показывают, что наиболее полное сульфидирование файнштейна протекает только при соотношении
C_nH_m:SO₂=1:(n+0,25m). Однако в реальных условиях промышленной реализации способа трудно поддерживать стабильное соотношение исходных агентов. Поэтому на основе экспериментальных данных установлен нижний предел соотношений C_nH_m:SO₂=0,8: (n+0,25m), при котором остаточное содержание металлизированной фазы составляет 0,8-1,2% т.е. почти в 2-3 раза меньше по сравнению с прототипом и другими известными способами. Таким образом было выбрано объемное соотношение исходных агентов в пределах C_nH_m: SO₂=(1-0,8):(n+0,25m)=1:(1-1,25)(n+0,25m). Кроме того, экспериментальные исследования позволяют выявить влияние интенсивности продувки расплава на конечное содержание серы и металлизированной фазы (табл.1). Из данных табл.1 следует, что наиболее эффективное сульфидирование файнштейна наступает при интенсивности продувки 95 м³/т·ч, при этом металлизированная фаза полностью сульфидируется и дальнейшее увеличение газовой нагрузки становится нецелесообразным. Поэтому величина 95 м³/т·ч взята в качестве верхнего предела. C уменьшением интенсивности барботажа файнштейна от 95 до 30 м³/т·ч снижается содержание серы с 26,5 до 22,2% и увеличивается количество металлизированной фазы с 0 до 5,62% Ухудшение показателей наступает при снижении интенсивности продувки с 55 до 45 м³/т·ч, когда количество металлизированной фазы возрастает с 1,21 до 2,41% а содержание серы уменьшается с 24,5 до 23,8% Поэтому величина 55 м³/т·ч выбрана в качестве нижнего предела. Из данных табл.1 следует, что полное сульфидирование металлизированной фазы достигается при концентрации серы 26,5% При содержании серы 24,5-25,0 остаточное количество металлизированной фазы составляет 1,01-1,21% что не превышает ее содержаний при заявляемых параметрах. Таким образом содержание серы в файнштейне 24,5-26,5% выбрано в качестве легкоконтролируемого параметра завершения продувки расплава файнштейна газовыми смесями на основе диоксида серы и углеводорода. В табл.2 представлены результаты серии опытов, позволяющих сравнить способ-прототип с предлагаемым способом. Состав исходного файнштейна, температура процесса и навески проб (0,06 кг) идентичны условиям, описанным в примере 1. Расход инертного газа-носителя для введения в расплав серы по способ-прототипу взят в соответствии с пределами заявляемых режимов продувки 55 и 95 м³/т·ч. Из данных табл.2 следует, что по предлагаемому способу за счет снижения содержания металлизированной фазы с 4,2-4,8 до 0-1,21% качество полученного файнштейна улучшается. По предлагаемому способу из файнштейна будет более полно удаляться тяжелая фракция, снижающая селективное разделение меди, никеля и кобальта в процессе флотации. Уменьшение содержания металлизированной фазы с 4,2-4,8 до 0-1,21% обеспечивает снижение содержаний примесных металлов в медном и никелевом концентратах на 0,8-0,9% повышает извлечение ценных металлов в готовую продукцию и увеличивает производительность флотационного отделения.

Формула изобретения

1. Способ подготовки файнштейна к флотации, включающий обработку расплавленного файнштейна сульфидизатором путем вдувания его в расплав потоком нейтрального газа, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества файнштейна, в качестве сульфидизатора используют смесь углеводородсодержащего восстановителя и диоксида серы при объемном соотношении C_nH_m SO₂ 1 (1 1,25)(n + 0,25m) с интенсивностью продувки 55 95 м³/т·ч и обработку проводят до конечного содержания серы в файнштейне 24,5 26,5
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углеводородсодержащего восстановителя используют метан. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углеводородсодержащего восстановителя используют пропан. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углеводородсодержащего восстановителя используют мазут.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 11-2002

Извещение опубликовано: 20.04.2002        

---