Способ и устройство для обеднения медеплавильного шлака
Изобретение относится к очистке от меди медеплавильного расплавленного шлака. Способ включает смешивание в очищающем устройстве медеплавильного расплавленного шлака, восстановителя и сжатого инертного газа с получением очищенного от меди шлака. Используют медеплавильный расплавленный шлак, содержащий медь в окисленном состоянии в количестве от 10 до 20 мас.%, при этом инертный газ подают в очищающее устройство под давлением от 100 до 800 кПа. Обеспечивается кипение шлака и интенсификация перемешивания. 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.
Настоящая заявка испрашивает приоритет по заявке на патент Китая № 201310311055.X, поданной в Государственное ведомство по интеллектуальной собственности 23 июля 2013 года, озаглавленной "Способ очистки медеплавильного расплавленного шлака и очищающее устройство для очистки медеплавильного расплавленного шлака", которая полностью включена сюда путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к технической области цветной металлургии, в частности, к способу очистки медеплавильного расплавленного шлака и очищающему устройству для очистки медеплавильного расплавленного шлака.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В медной пирометаллургической промышленности один из способов заключается в непрямом получении черновой меди из сульфидного медного концентрата, который обычно содержит два этапа: сначала сульфидный медный концентрат подвергают обессериванию и удалению железа и плавке для получения штейна с высоким содержанием меди; и затем получающийся медный штейн дополнительно подвергают обессериванию и удалению железа и конверсии с получением черновой меди. Другой способ состоит в получении черновой меди непосредственно из медного концентрата, который применяется в практическом производстве на металлургическом заводе Олимпик-Дам (Olympic Dam) в Австралии, металлургическом заводе в г. Глогув (Glogow) в Польше и металлургическим заводом KCM в Замбии. Эти способы имеют тот общий признак, что получающийся при производстве шлак содержит Cu2O и Fе3O4 в относительно большом количестве. В общем, шлак содержит 10%-20% по массе меди и 30%-50% по массе Fе3О4.
Вследствие высокого содержания меди в шлаке, во всех вышеприведенных процессах шлак обрабатывают посредством очистки с помощью электрической печи для уменьшения содержания меди в шлаке. Во время очистки с помощью электрической печи типично добавляют восстановитель для обработки шлака восстановлением, и электрическая печь может поддерживать температуру для гарантии термодинамической основы для восстановления. Однако, очистка с помощью электрической печи обеспечивает лишь термодинамическую основу для восстановления, но приводит к низкой эффективности реакции, так что время восстановления Cu2O и Fe3O4 в шлаке чрезмерно велико, т.е. время очистки является большим, энергопотребление является высоким, а обработанный шлак имеет содержание меди 1%-4% по массе, т.е. шлак по-прежнему имеет относительно высокое содержание меди, и его требуется подвергать перед применением дополнительным обработкам типа обогащения. Таким образом, это вызывает проблему относительно высоких капитальных и производственных затрат, а это является неблагоприятным в производстве.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для решения вышеприведенной технической задачи настоящее изобретение предлагает способ очистки медеплавильного расплавленного шлака и очищающее устройство для очистки медеплавильного расплавленного шлака. Способ имеет высокую эффективность реакции по очистке шлака, может уменьшать содержание меди в конечном шлаке и позволяет применять шлак без дополнительной обработки, такой как обогащение.
Настоящее изобретение предлагает способ очистки медеплавильного расплавленного шлака, содержащий следующие этапы:
в очищающем устройстве смешивают медеплавильный расплавленный шлак, восстановитель и сжатый (т.е. находящийся под давлением) инертный газ для выполнения очистки, тем самым получая очищенный шлак, причем инертный газ имеет давление от 100 кПа до 800 кПа.
Предпочтительно, очищающее устройство содержит:
корпус печи, который содержит внутри себя ванну расплава и снабжен газовым соплом, загрузочным отверстием и отверстием для выпуска шлака;
при этом газовое сопло размещено на боковой стенке корпуса печи и ведет в среднюю часть ванны расплава.
Предпочтительно, медеплавильный расплавленный шлак и восстановитель вводят в очищающее устройство через загрузочное отверстие посредством желоба, соответственно;
инертный газ вводят в очищающее устройство через газовое сопло.
Предпочтительно, корпус печи снабжен наверху топливной горелкой;
в топливную горелку вводят топливо и улучшающую горение присадку.
Предпочтительно, улучшающая горение присадка представляет собой технический газообразный кислород с концентрацией кислорода более 95% по массе.
Предпочтительно, инертный газ представляет собой газообразный азот.
Предпочтительно, медеплавильный расплавленный шлак находится при температуре от 1050°С до 1350°С.
Предпочтительно, восстановитель представляет собой медный концентрат, содержащий FeS и Cu2S.
Предпочтительно, массовое отношение содержания серы в восстановителе к содержанию кислорода в медеплавильном расплавленном шлаке составляет (0,6-1,5):1.
Настоящее изобретение предлагает очищающее устройство для очистки медеплавильного расплавленного шлака, содержащее:
корпус печи, который содержит внутри себя ванну расплава и снабжен газовым соплом, загрузочным отверстием и отверстием для выпуска шлака; при этом газовое сопло размещено на боковой стенке корпуса печи и ведет в среднюю часть ванны расплава.
По сравнению с уровнем техники в настоящем изобретении вводят медеплавильный расплавленный шлак и восстановитель в очищающее устройство, вводят сжатый инертный газ с давлением 100 кПа -800 кПа в очищающее устройство, смешивают эти материалы и осуществляют очистку с получением очищенного шлака. В настоящем изобретении для плавки восстановителя используется теплосодержание медеплавильного расплавленного шлака, и Сu2О и Fe3O4 в шлаке восстанавливаются восстановителем. Введенный инертный газ интенсивно перемешивает реакционные материалы, вызывает кипение расплавленного шлака, втягивает восстановитель в расплавленный шлак и вынуждает Сu2О и Fe3O4 и восстановитель сталкиваться, объединяться и реагировать, взаимодействуя с образованием шлаковой фазы. Посредством интенсивного перемешивания инертным газом настоящее изобретение способствует быстрому обновлению реакционных материалов, интенсифицирует протекание реакции, быстро изменяет характер шлака и при этом увеличивает вероятность столкновения и слияния капель расплавленной меди. Следовательно, такой интенсифицированный процесс по настоящему изобретению может уменьшить содержание меди в конечном шлаке. Практика показывает, что посредством настоящего изобретения содержание меди в конечном шлаке уменьшено до 0,35% по массе или менее, содержание Fe3O4 уменьшено до 4% по массе или менее, и очищенный шлак, без дополнительных обработок, таких как обогащение, может служить в качестве сырья для других отраслей промышленности после непосредственного гранулирования с помощью процесса грануляции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 показана принципиальная схема конструкции очищающего устройства для очистки медеплавильного расплавленного шлака, которое предусмотрено в варианте осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для дополнительного понимания настоящего изобретения ниже изложены предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения в сочетании с примерами, но следует понимать, что такое изложение предназначено только для дополнительной иллюстрации признаков и преимуществ настоящего изобретения, нежели для ограничения формулы настоящего изобретения.
Настоящее изобретение предлагает способ очистки медеплавильного расплавленного шлака, содержащий следующие этапы:
в очищающем устройстве смешивают медеплавильный расплавленный шлак, восстановитель и сжатый инертный газ с последующим выполнением очистки, тем самым получая очищенный шлак, причем инертный газ имеет давление от 100 кПа до 800 кПа.
Для адаптации к развитию металлургии и преодоления недостатков уровня техники предусмотренный настоящим изобретением способ очистки медеплавильного расплавленного шлака представляет собой усовершенствованный способ очистки шлака, который может уменьшить содержание меди в обработанном шлаке настолько, что конечный шлак, без дополнительных обработок типа обогащения, может служить в качестве сырья для других отраслей промышленности после гранулирования. Капитальные и производственные затраты являются относительно низкими.
Кроме того, при очистке медеплавильного расплавленного шлака получается медный штейн, и он может возвращаться в предыдущую медеплавильную процедуру в качестве холодного сырья.
В варианте осуществления настоящего изобретения медеплавильный расплавленный шлак и восстановитель вводят в очищающее устройство и подаются в очищающее устройство сжатый инертный газ с давлением 100 кПа -800 кПа. Материалы затем смешиваются для выполнения очистки, тем самым получая очищенный шлак.
В настоящем изобретении медеплавильный расплавленный шлак представляет собой шлак, богатый Сu2О и Fe3O4, и находится в расплавленном состоянии, которое получается в результате медеплавильного процесса, хорошо известного специалистам в данной области. В настоящем изобретении не существует конкретного ограничения на компоненты медеплавильного расплавленного шлака, где медь находится в окисленном состоянии и, в общем, в количестве 10%-20% по массе, а Fe3О4 находится, в общем, в количестве 30%-50% по массе. Медеплавильный расплавленный шлак имеет теплосодержание, и его температура предпочтительно составляет от 1050°С до 1350°С. Настоящее изобретение использует теплосодержание медеплавильного расплавленного шлака для плавки восстановителя и не требует подачи дополнительного тепла для способствования плавлению восстановителя, за счет достигается эффект хорошей экономии энергии и сокращение экономических затрат.
В настоящем изобретении восстановитель смешивается с медеплавильным расплавленным шлаком для снижения Cu2O и Fe3O4 в шлаке таким образом, что медь в шлаке обогащается и оседает на дно очищающего устройства, а шлак верхнего слоя очищается. Не существует конкретного ограничения на восстановитель в настоящем изобретении. Предпочтительно, восстановитель представляет собой медный концентрат, содержащий FeS и Cu2S, что подразумевает низкие производственные затраты и экологическую безвредность. Медный концентрат, содержащий FeS и Cu2S, относится к сульфидосодержащему медному концентрату, используемому в обыкновенном медеплавильном процессе в данной области техники, главным образом представляющему собой халькопирит. Не существует конкретного ограничения на его источник в настоящем изобретении.
Во время процесса очистки в соответствии с примером настоящего изобретения, FeS в медном концентрате преобразует оксид меди Cu2O, имеющийся в исходном шлаке, в сульфид Cu2S, вновь образовавшийся Cu2S может объединяться с Cu2S и FeS, имеющимися в медном концентрате, с образованием медного штейна; одновременно, FeS в медном концентрате восстанавливает высоковалентный оксид железа, Fe3O4, в шлаке до низковалентного оксида FeO, тем самым изменяя свойства шлака. А именно, соединение железа, имеющееся в шлаке, преобразуется из Fe3O4 с высокой температурой плавления в FeO с низкой температурой плавления. FeO далее образует шлак с SiО2, имеющимся в шлаке, с образованием 2FeО·SiО2, который имеет более низкую температуру плавления, тем самым изменяя свойства конечного шлака, уменьшая его вязкость, облегчая седиментацию и отделение медного штейна и уменьшая содержание меди в шлаке верхнего слоя. Расплавленный шлак пропорционально смешивается с медным концентратом, и массовое отношение содержания серы в медном концентрате к содержанию кислорода в медеплавильном расплавленном шлаке (S/O) предпочтительно составляет (0,6-1,5):1, более предпочтительно, (0,6-1,2):1.
В настоящем изобретении способность вызывать кипение расплавленного шлака и создавать интенсивное перемешивающее действие обеспечивается введением сжатого инертного газа в вышеуказанные реакционные материалы. В примере настоящего изобретения введенный инертный газ интенсивно перемешивает реакционные материалы, вызывает кипение расплавленного шлака и втягивает медный концентрат, содержащий FeS и Cu2S, в расплавленный шлак, вынуждая Cu2O, Fe3O4 и FeS сталкиваться, объединяться (агрегироваться) и реагировать, взаимодействуя, таким образом помогает образовавшимся небольшим каплям Cu2S и FeS сливаться друг с другом с образованием медного штейна и помогает образовавшемуся FeO создавать шлак с SiO2, тем самым образуя отделенные фазу шлака и фазу медного штейна.
Посредством интенсивного перемешивания инертным газом настоящее изобретение способствует быстрому обновлению реакционных материалов, интенсифицирует протекание реакции и быстро изменяет свойство шлака и при этом увеличивает вероятность столкновения и слияния жидких капель. Следовательно, такой интенсифицированный процесс по настоящему изобретению может уменьшить содержание меди в конечном шлаке. Кроме того, перемешивание инертным газом может предотвращать окисление восстановителя и восстановленных Cu2S и FeO, без увеличения используемого количества восстановителя, с высокой эффективностью и низкими затратами.
В настоящем изобретении инертный газ имеет давление от 100 кПа до 800 кПа, предпочтительно от 200 кПа до 600 кПа, а более предпочтительно от 300 кПа до 500 кПа. Инертный газ предпочтительно представляет собой газообразный азот, и он может увеличивать контакт между реакционными материалами и повышать эффективность реакции. Кроме того, газообразный азот в качестве инертного газа не будет повторно окислять восстановленные Cu2S и FeO, что благоприятно для очистки шлака.
Является предпочтительным в настоящем изобретении вводить медеплавильный расплавленный шлак в очищающее устройство, пропорционально добавлять восстановитель и вводить сжатый инертный газ в очищающее устройство. В настоящем изобретении очищающее устройство предпочтительно представляет собой очищающее устройство, описанное ниже.
Настоящее изобретение предлагает очищающее устройство для очистки медеплавильного расплавленного шлака, содержащее:
корпус печи, который содержит внутри себя ванну расплава и снабжен газовым соплом, загрузочным отверстием и отверстием для выпуска шлака;
Газовое сопло размещено на боковой стенке корпуса печи и ведет в среднюю часть ванны расплава.
Очищающее устройство, предусмотренное настоящим изобретением, используется при очистке медеплавильного расплавленного шлака и выгодно для уменьшения содержания меди в обработанном шлаке.
Очищающее устройство для очистки медеплавильного расплавленного шлака, предусмотренное в примерах настоящего изобретения, представляет собой металлургическую печь с боковым дутьем, конструкция которой показана на фигуре 1. На фигуре 1 показана принципиальная схема конструкции очищающего устройства для очистки медеплавильного расплавленного шлака, которое предусмотрено в примерах настоящего изобретения.
На фигуре 1 позиция 1 обозначает медеплавильный расплавленный шлак, 2 – восстановитель, 3 – сжатый инертный газ, 4 – корпус печи, 411 – газовое сопло, 412 – топливную горелку, 413 – загрузочное отверстие, 414 – возвышающийся газоотвод, 415 – отверстие для выпуска медного штейна, 416 – отверстие для выпуска шлака, 5 – топливо, 6 – улучшающую горение присадку, 7 – слой шлака, и 8 – слой медного штейна.
В настоящем изобретении корпус 4 печи содержит ванну расплава, где главным образом осуществляется очистка шлака. В примере настоящего изобретения корпус 4 печи дополнительно включает в себя возвышающийся газоотвод 414, который находится в сообщении с ванной расплава. Содержащий SO2 печной газ, образующийся в процессе очистки, отводится через возвышающийся газоотвод 414, охлаждается, очищается от пыли и затем выпускается.
Корпус 4 печи снабжен загрузочным отверстием 413, через которое добавляют медеплавильный расплавленный шлак и восстановитель. Предпочтительно, медеплавильный расплавленный шлак 1 и восстановитель 2 вводят в очищающее устройство через загрузочное отверстие 413 посредством желоба, соответственно.
Корпус 4 печи снабжен газовым соплом 411, которое расположено на боковой стенке корпуса печи и ведет в среднюю часть ванны расплава. Средняя часть ванны расплава относится к положению, соответствующему образовавшемуся слою шлака. Газовое сопло 411 может располагаться в одной боковой стенке или двух боковых стенках корпуса 4 печи. В настоящем изобретении могут иметь место одно или более, предпочтительно 5, газовых сопел в одной боковой стенке.
В настоящем изобретении инертный газ 3 предпочтительно вводят в производственное устройство через газовое сопло 411. Так как газовое сопло 411 размещено на боковой стенке корпуса 4 печи и может быть погружено в расплав в ванне расплава, т.е. инертный газ может вводиться в слой шлака, введенный инертный газ 3 может лучше обеспечивать способность вызывать кипение расплавленного шлака и образование интенсивного перемешивания, без повторного подмешивания продукта в шлак, что благоприятно для седиментации и отделения продукта и является высокоэффективным.
В примере настоящего изобретения корпус 4 печи снабжен на верху топливной горелкой 412, в которую вводят топливо 5 и улучшающую горение присадку 6. В настоящем изобретении предпочтительно сжигать топливо 5 в топливной горелке 412, и выделившееся тепло может поддерживать тепловое равновесие реакции восстановления. Используются топлива, широко применяемые в данной области техники. Улучшающая горение присадка предпочтительно представляет собой технический газообразный кислород с концентрацией кислорода более 95% по массе для обеспечения относительно небольшого количества печного газа, так что уносимое печным газом тепло достаточно мало. Не существует конкретного ограничения на количества топлива и улучшающей горение присадки в настоящем изобретении, при условии, что выделяющееся при горении суммарное тепло может поддерживать тепловое равновесие реакции восстановления.
В настоящем изобретении отверстие 416 для выпуска шлака размещено на корпусе печи. В примере настоящего изобретения загрузочное отверстие 413 расположено сверху на одном конце корпуса 4 печи, и реакционные материалы могут добавляться пропорционально и непрерывно. Отверстие 416 для выпуска шлака расположено в нижней части другого конца корпуса 4 печи. Вновь образовавшийся шлак непрерывно отводится из отверстия 416 для выпуска шлака и гранулируется для того, чтобы служить в качестве сырья для других отраслей промышленности.
В примере настоящего изобретения отверстие 415 для выпуска медного штейна размещено на корпусе 4 печи и находится в самой нижней части корпуса 4 печи и на том же конце, что и отверстие для выпуска шлака. Медный штейн может отводиться из отверстия 415 для выпуска медного штейна и гранулироваться для того, чтобы служить в качестве сырья для производства черновой меди.
В настоящем изобретении не существует конкретного ограничения на материалы и размеры корпуса печи, газового сопла и топливной горелки, и используются материалы и размеры, широко применяемые в данной области техники. Размеры загрузочного отверстия, отверстия для выпуска шлака, отверстия для выпуска медного штейна, ванны расплава и возвышающегося газоотвода представляют собой технические сведения, хорошо известные специалистам в данной области, и в настоящем изобретении не существует конкретного ограничения на них.
Когда очистку шлака осуществляют в соответствии с примером настоящего изобретения, медеплавильный расплавленный шлак 1 вводят в корпус 4 печи через загрузочное отверстие 413 посредством желоба на одном конце корпуса 4 печи, медный концентрат 2, содержащий FeS и Cu2S, пропорционально добавляют через загрузочное отверстие 413 посредством желоба, а сжатый инертный газ 3 непрерывно вводят через газовые сопла 411, которые размещены в двух боковых стенках корпуса 4 печи и погружены в расплав в ванне расплава, вызывая кипение расплавленного шлака и втягивая медный концентрат в расплавленный шлак для того, чтобы образовалась смесь.
В этом процессе теплосодержание шлака переводит медный концентрат в расплавленное состояние, и FeS в медном концентрате восстанавливает Cu2O в шлаке до Cu2S и одновременно восстанавливает Fe3O4 в шлаке до FeO. Введенный инертный газ интенсивно перемешивает реакционные материалы, вынуждает Fe3O4, Cu2O и FeS сталкиваться, объединяться и реагировать, взаимодействуя, помогает образовавшимся капелькам Cu2S и FeS объединяться друг с другом с образованием медного штейна и помогает образовавшемуся FeO создавать шлак с SiO2, тем самым образуя отделенные слой 7 шлака и слой 8 медного штейна в корпусе 4 печи.
Кроме того, в соответствии с примером настоящего изобретения, топливо 5 и улучшающая горение присадка 6 вводятся в топливную горелку 412, размещенную на верху корпуса 4 печи, и тепловое равновесие реакции восстановления поддерживается посредством горения топлива 5 в горелке. Улучшающая горение присадка 6, использующаяся для горения топлива 5, представляет собой технический газообразный кислород с концентрацией кислорода более 95% по массе, чтобы обеспечить небольшое количество печного газа, гарантируя, что уносимое печным газом тепло будет достаточно небольшим.
На другом конце корпуса 4 печи медный штейн в жидкой фазе отводится из отверстия 415 для выпуска медного штейна, которое размещено в самой нижней части, а очищенный шлак в жидкой фазе отводится из отверстия 416 для выпуска шлака. Помимо того, содержащий SO2 печной газ, образующийся в вышеприведенном процессе, отводят через возвышающийся газоотвод 414, охлаждают, очищают от пыли, обессеривают и затем выпускают в атмосферу.
После завершения очистки получают разделенные медный штейн и очищенный шлак. В соответствии с испытаниями, стандартными в данной области техники, шлак содержит медь в количестве 0,35% по массе или менее, и он может служить в качестве сырья для других отраслей промышленности после гранулирования. Медный штейн содержит медь в количестве 45%-65% по массе и может возвращаться в предыдущую медеплавильную процедуру в качестве холодного сырья после гранулирования.
Подводя итог, способ очистки медеплавильного расплавленного шлака, предусмотренный в настоящем изобретении, обладает высокой эффективностью реакции, а отходы имеют низкое содержание меди. Кроме того, способ по настоящему изобретению является не только простым в осуществлении и удобным для управления и работы, но и имеет преимущества небольшого устройства, низкого энергопотребления, меньших капиталовложений и пригодности для обобщения.
Для дополнительного понимания настоящего изобретения способ очистки медеплавильного расплавленного шлака и очищающее устройство для очистки медеплавильного расплавленного шлака, предусмотренные в настоящем изобретении, конкретно описаны в сочетании с примерами ниже.
Медеплавильный расплавленный шлак, использующийся в нижеследующих примерах, имеет содержание меди 20% и содержание кислорода 30%, и он находится при температуре 1250°С. Массовое соотношение меди, серы и железа в качестве трех главных компонентов в медном концентрате составляет 1:1:1, и масса трех главных компонентов составляет 75% от общей массы медного концентрата.
ПРИМЕР 1
В очищающем устройстве, показанном на фиг. 1, медеплавильный расплавленный шлак 1 вводили в корпус 4 печи через загрузочное отверстие 413 посредством желоба, медный концентрат 2, содержащий FeS и Cu2S, пропорционально добавляли через загрузочное отверстие 413 посредством желоба, и сжатый газообразный азот 3 непрерывно вводили через газовые сопла 411, которые были размещены в двух боковых стенках корпуса 4 печи и погружены в расплав в ванне расплава. Материалы смешивали с последующей очисткой шлака. В корпусе 4 печи образовывались отделенные слой 7 шлака и слой 8 медного штейна.
Исходный шлак обрабатывали с расходом 100 т/ч, медный концентрат добавляли с расходом 20 т/ч; газообразный азот находился под давлением 100 кПа; и массовое отношение содержания серы в медном концентрате к содержанию кислорода в медеплавильном расплавленном шлаке (S/O) составляло (0,6-1,2):1.
Топливо 5 и технический газообразный кислород 6 вводили в топливную горелку 412, размещенную на верху корпуса 4 печи и поддерживали тепловое равновесие реакции восстановления за счет горения топлива 5 в горелке.
Очищенный шлак в жидкой фазе отводили через отверстие 416 для выпуска шлака, а медный штейн в самой нижней части отводили из отверстия 415 для выпуска медного штейна. Помимо того, содержащий SO2 печной газ, образовавшийся в вышеприведенном процессе, отводили через возвышающийся газоотвод 414, охлаждали, очищали от пыли, обессеривали и затем выпускали в атмосферу.
Получали разделенные медный штейн и очищенный шлак. В соответствии с испытаниями, стандартными в данной области техники, шлак содержит медь в количестве 0,35% по массе, а медный штейн содержит медь в количестве 45% по массе.
ПРИМЕР 2
Очистку медеплавильного расплавленного шлака осуществляли в соответствии со способ примера 1 с газообразным азотом под давлением 800 кПа и при массовом отношении содержания серы в медном концентрате к содержанию кислорода в медеплавильном расплавленном шлаке (S/O) (0,6-1,2):1, с получением разделенных медного штейна и очищенного шлака.
После получения разделенных медного штейна и очищенного шлака, в соответствии с испытаниями, стандартными в данной области техники, очищенный шлак содержит медь в количестве 0,35% по массе, а медный штейн содержит медь в количестве 45% по массе.
Из вышеприведенных примеров можно увидеть, что предусмотренный настоящим изобретением способ очистки медеплавильного расплавленного шлака может уменьшить содержание меди в обработанном шлаке, так что конечный шлак, без дополнительных обработок, таких как обогащение, может служить сырьем для других отраслей промышленности после гранулирования, следовательно, обеспечивая низкие капитальные и производственные затраты. Кроме того, при очистке медеплавильного расплавленного шлака в соответствии с настоящим изобретением может быть получен медный штейн, и он может быть возвращен в предыдущую медеплавильную процедуру в качестве холодного сырья.
Кроме того, способ по настоящему изобретению имеет преимущества простого процесса и удобного управления и работы, и пригоден для обобщения.
Вышеприведенная иллюстрация с примерами предназначена только для способствования пониманию способа по настоящему изобретению и его главной идеи. Следует отметить, что некоторые усовершенствования и модификации могут быть выполнены средним специалистом в данной области техники без отступления от принципа настоящего изобретения, и все такие усовершенствования и модификации подпадают под объем охраны, охватываемый формулой настоящего изобретения.
1. Способ очистки от меди медеплавильного расплавленного шлака, включающий смешивание в очищающем устройстве медеплавильного расплавленного шлака, восстановителя и сжатого инертного газа с получением очищенного от меди шлака, отличающийся тем, что используют медеплавильный расплавленный шлак, содержащий медь в окисленном состоянии в количестве от 10 до 20 мас.%, при этом инертный газ подают в очищающее устройство под давлением от 100 до 800 кПа.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют очищающее устройство, которое содержит корпус печи с ванной расплава, газовым соплом, размещенным на боковой стенке корпуса печи и ведущим в среднюю часть ванны расплава, загрузочным отверстием и отверстием для выпуска шлака.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что медеплавильный расплавленный шлак и восстановитель вводят в очищающее устройство через загрузочное отверстие посредством желоба, а инертный газ вводят в очищающее устройство через газовое сопло.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что используют корпус печи, выполненный с топливной горелкой наверху, при этом в топливную горелку вводят топливо и улучшающую горение присадку.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве улучшающей горение присадки используют технический газообразный кислород с концентрацией кислорода более 95 мас.%.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют газообразный азот.
7. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что используют медеплавильный расплавленный шлак при температуре от 1050 до 1350°С.
8. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют медный концентрат, содержащий FeS и Cu2S.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что массовое отношение содержания серы в восстановителе к содержанию кислорода в медеплавильном расплавленном шлаке составляет (0,6-1,5):1.
