Способ обеднения шлаков цветных металлов
Изобретение относится к цветной металлургии,, в частности к обеднению шлаков по цветным металлам. Цель изобретения - повышение извлечения цветных металлов, снижение расхода сульфидизатора и обогащение по цветным металлам гатейна. Способ обеднения ишаков цветных металлов включает совместное введение в расплав восстановителя и сульфидизатора в виде гранул из твердого углеродистого восстановителя с накатанным на него тон .коизмельченным сульфидизатором и связующим , причем гранулы вводят в количестве , обеспечивающем расход сульфидизатора 1-10% от массы плака. Шихту, состоящую из дробленого угля или кокса (1-100 мм), связующего (лигнин, сульфатцеллюлозный щелок и др.) и тонкоизмельченного бедного по цветным металлам концентрата (в т.ч. пирит), предварительно окатывают в грануляторах и затем загружают в выносные отстойные агрегаты или специальные обеднительные зоны плавильных печей (печь Ванюкова, КИВЦЗТ и др.). Новым является введение окатанной шихты в шлаковый расплав, при этом промывка обедняемого расплава осуществляется каплями сульфида железа при максимальном контакте их со всем объемом галака. В результате происходит коалесценция капель сульфида железа или капель бедного штейна с корольками богатого штейна и отделение их в донную фазу, что приводит к снижению содержания цветных металлов в галаке. сл о 4J 4ь
СОЮЗ CGBETCHHX
СОЦИдЛИСтИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК рц С 2? В 7/04
:», >> с. 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и д ВХОРСМОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ на.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ и ОТНРЫТИЯМ пРи Гннт сссР (21) 4696365, 02 (22) 29.05.89 (46) 23.05,91. Бил„ Р 19 (i1) > >ос>к>>вски>й IIIic>H z стали и сплавов (72) В.Я.Вяйцев, И.И,Кириллин, Р>,Ц,Быстров, A.F...Сейсенбаев, R.H.Бруэк, N.I )..Ряджибаев, R.В.Калюта и И.C.Áëãÿåâ (53,) 669.046,58(ОЯЯ.Я) (56) Авторское câèäåòåriüñòI3î СССР
777074. кп. (: 22 В 7104, 1980. (54) СПОСОБ ОБЕДНЕНИЯ ШЛАКОВ ЦВЕ.>.НЫХ
iviETAJ 110 (57) Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к обеднению шпаков по цветньм металлам. Цель изобретения — повышение извлечения цветных металлов, снижение расхода сульфидизятора и обогащение по цветным металлам штейна. Способ обеднения шлаков цветных металлов включает совместное введение в расплав восстановителя и сульфидизатора в виде гранул из твердого углеродистого восстановителя с накатанным на него тонИзобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам извлечения цветных металлов из жидких шлаков.
Целью изобретения является повыше1 ние извлечения цветных металлов, снижение расхода сульфидизатора и обогащения по цветным металлам штей„,Я0„„1650741 А I
;коизмельченным сульфидизятором и связующим, причем гранулы вводят в количестве, обеспечиваюцем расход сульфидизатора 1-10ь от массы шлака.
Иихту, состоящую из дробленого угля или кокса (1-100 мм), связующего (лигнин, сульфатцеллюпозный щелок и др.) и тонкоизмельченного бедного по цветным металлам концентрата (в т.ч. пирит), предварительно окатывают в грануляторах и затем загружают в выносные отстойные агрегаты или специальные обеднительные зоны плавильньг- печей (печь Ванюкова, КИВЦ"->Т и цр.).. Новым является введение окатанной шихты в шлаковый расплав, при а этом промывка обедняемого расплава
I осуществляется каплями сульфида железа при максимальном контакте их со всем объемом шпака. В результате происходит коялесцекция капель сульфида железа или капель бедного штейна с корольками богатого штейна и отделение их в донную фазу, что приводит к снижению содержания цветных
Mpталлов в шлаке.
На,дроблепый уголь или кокс крупностью 1-100 мм в присутствии связующего (лигнин, сульфатцеллюлозный щелок и др.) в чашевых или барабанных грануляторах накатывают тонкоизмельченную руду или тонкоизмельченный бедный по цветным металлам концентрат (в т.ч. и пиритный концентрат) °
16507
Подготовленную таким образом шихту необходимо загружать для обеднения шпаков в выносные отстойные агрегаты или в специальные обеднительные зоны печей Ванюкова и КИВЦЗТ.
Улучшение условий обеднения шлаков в этом случае должно произойти за счет утяжеления кусков угля или кокса от налипшего на них сульфидно- 1р го материала. При этом подготовленные таким образом куски погружаются вглубь .обедняемого шлака, обеспечивая тем самым больший контакт между .жидким шлаком и твердым углеродом. 15
В то же время происходит равномерная промывка обедняемого шпака мелкими каплями FeS или бедными по цветнйм металлам мелкими каплями штейна,который, сливаясь с каплями богатого штейна, взвешенных в промышленных шлаках, либо заставляет их опускаться на дно, либо разубоживает их.по цветным металлам.
Предлагаемый способ обеднения 25 шпаков может быть использован в следующих процессах: во всех вариантах (медной,никелевой, свинцовой и др.) плавки Ванюкова (ПВ); в процессе КИВ!!ЭТ; при обеднении кобальтсодержащих шлаков в электропечах, при обеднении шлаков шахтных печей медного, никелевого и свинцового производства в выносных отстойниках; при обеднении конвертерных шлаков в конвертерах.
Состав гранул (соотнонение восстановителя и сульфидизатора) в каждом отдельном случае определяется составом шлакообразующих, содержанием магнетика в шлаке и содержанием цвет-, ных металлов в шлаке.
В лабораторных условиях проводят проверку предлагаемого способа.
Уг Ольную кр onucy p Язмером 1 -1 0 мм 45 смешивают с пиритным концентратом с добавкой ЗХ лигнина в фарфоровой .spa" щающейся мельнице. Состав пиритного концентрата,Х: ".и 0,88; Еп 3,0;
Pb 0,58; Fe 32,1; S 39,1; SiO 16,0;
Са0 0,6; А1 0 з 2,6. Состав окатышей (гранул), %: уголь 80; пиритный концентрат 17; лигнин 3. После приготовления окатыши загружают в тигли, в которых находятся расплавленные про; мынленные шлаки никелевой плавки.
Пример 1. Отвальный нлак (90 r) и штейн (9 r) шахтной плавки загружают в алундовый тигель, кото41 4 рый устанавливают в предварительно разогретую до 1300 С силитовую печь.
Состав шлака, %: Ni 0,15; Со 0,031;
Fe 17,0; М80 10,37; Са0 15,33; 810
48 08; А1 О з 3*19
Состав штейна, Х: Ni 14,6; Со 0,34; Fe 59,7; S 24 5.
Расплавление материалов завершают через 15 мин. Затем загружают окатыши пйритного концентрата с углем на лигнине, затаренные в бумажный пакет, и приступают к барботажу шлака потоком очищенного аргона через алундовую трубку. Перемешивание шихты завершают через 20 мин, затем, сделав выдержку расплава в печи при 1300 С в течение 10 мин, тигель извлекают из печи и охлаждают на воздухе.
Расход окатышей 5,3 r (0,9 г пиритного концентрата или 1Х от массы обедняемого шлака).
В результате опыта получены шпак следующего состава, Х: Ni 0,05; Fe
16,44; S 0,51; Со 0,01, и штейн состава, Х: Ni 17,12; Fe 48,23; Со 0,45;
S 30,05.
Пример 2. Опыт аналогичен примеру 1, Расход окатышей 2,7 r (0,46 г пиритного концентрата нли 0,5Х от массы шпака).
В результате опыта получены: шпак состава,%: Ni 0,083; Fe 16,64; Со 0,02; S 0,54, и штейн состава, Х:
Ni 15,.12; Fe 54,81; Со 0,38; S 26,53.
Пример 3. Опыт аналогичен примеру 1.
Расход окатышей 27 г (9,0 г пиритного концентрата илн 5Х от массы шпака).
В результате опыта получены шлак состава,Х: Ni 0,02; Fe 15,83; S
0,38 (Со не обнаружен), и штейн состава, Х: Ni 12,05; Ге 61,1; Со 0,4;
S 23,52.
П р н и е р 4. Ипак (90 г) и штейн (9 r) конвертирования никелевого производства (плавка в .печи !
IB) загружают в алундовый тигель и, устанавливают в предварительно разогретую до 1300 С силитовую печь.
Состав шлака, %: Ni 1,81; Fe
50,8; Со 0,35; Я 3,10; Си 2,51;
М80 0,54; А1 0э 2,56; SiOg 20,31.
Состав штейна, Х: Ni 23,21; Си
21,91; Со 0,10; Ре 34,01; S 18,51.
После расплавления материалов в тигель загружают окатьппи пиритно1650741 гo коннентрата с углем на лигнине, затаренные и бумажный пакет,и барботируют шпак потоком аргона через алундовую трубку так,как и в примере 1.
После перемешивания в течение 20 мин и выпержки в печи в течение 10 мин тигель извлекают из печи и охлаждают на воздухе.
Расход окатьппей 27,0 г (4,5 г пиритного концентрата или 5Х от массы шлака).
В результате опыта получены штейн состава, Х: Ni 21,24; Си 21,12;
Со 0„82; Fe 38 5; S 18 05, и шлак состава, Х. Ni 0,05; Си О, 58; Со
0,07," Fe 40 0; S 1,01.
Пример 5. Илак (120r) и штейн (40 г) медной плавки в печи
ПВ загружают в алундовый тигель, 20 который устанавливают в предварительно разогретую до 1250 C силитоо вую печь.
Состав шлака,. Х: Си 1,52; Fe 34,4;
$104 31,8; N80 1,59; СаО 5,45.
Состав штейна, Х: Си 48,3; Fe
24,7; S 23,9.
После расплавления материалов в тигель загружают окатьппи пиритного концентрата, затаренные в бумажный пакет, и барботируют шпак потоком аргона через алундовую трубку в течение 1 ч с последующей выдержкой расплава в печи в течение
10 мин. Затем тигель извлекают иэ пе35 чи и охпаждают на воздухе.
Расход окатьппей 35,3 г (6,0 г пиритного концентрата или 5% от массы шлака).
В результате опыта полУчены шлак, 40 содержащий 0,49% Си и 35 ° 74Х Fe, и штейн состава, Х: Си 41, 68; Fe 30, 77; S 24,39.
Пример 6. Опыт аналогичен примеру 5.
Расход окатышей 70,6 r (12,0 г пиритного концентрата или 10Х от массы шлака).
В результате получены шлак, содержащий 0,45Х Си и 36,4Х Fe и штейн состава, Х: Си 39, 11; Fe 35, 15; S 23,47.
H p и м е р 7. Опыт аналогичен .примеру 5.
Расход окатышей 84,7 г (14,4 r пиритного концентрата или 12Х от мас сы шлака).
В результате опыта получены шлак, содержащий 0,44% Си и 37,5% Fe, и штейн состава, %: Си 37,36; Fe 36,7;
S 73,58.
Приведенные примеры свидетельствуют о том, что предлагаемый способ обеднения различных по составу промьппленных шпаков достаточно эффективен. Сравнение результатов медной плавки материалов печи ПВ показывает, что одинаковый уровень обеднения шлака достигается при применении окатышей с расходом пиритного концентрата 10Х (пример 6) и 12Х (пример 7) от массы обедняемого шлака, однако в последнем случае происходит разубоживание штейна железом, что приводит к увеличению потерь меди при конвертировании штейна. Сравнение результатов плавки материалов шахтной печи показывает, что промывка отвальных шпаков пиритным концентратом приводит к резкоМУ снижению потерь цветных металлов (примеры 1 и 3), однако при расходе окатышей в расчете 0,5Х пиритного концентрата от веса шпака, по-видимому, эффект процесса обеднения ишака снизился из-за того, что сульфидизатора не хватило для коалесценции и осаждения взвеси механических потерь штейна в донную фазу (пример 2). Результаты плавки материалов конвертирования никелевого производства (плавка в печи
ПВ) показывает, что применение предлагаемого способа обеднения шла ков позволяет получить отвальный шпак (пример 4) .
Формула изобретения
Способ обеднения шпаков цветных металлов, включающий введение в расплав восстановителя и сульфидизатора, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения цветных металлов, снижения расхода сульфидизатора и обогащения по цветным металлам штейна, восстановитель, и сульфидизатор вводят совместно в виде гранул из твердого углеродисто го восстановителя с накатанным на него тонкоизмельченным сульфидизатором и связующим, причем гранулы вводятся в количестве, обеспечивающем расход сульфидизатора 1-10Х от массы обрабатываемого шлака.
