RU2013456C1

RU2013456C1 - Method for impoverishment of nickel-cobalt-containing converter slags

Info

Publication number: RU2013456C1
Authority: RU
Inventors: Е.Н. Селиванов; О.И. Хохлов; В.М. Чумарев; Л.И. Пименов; Ю.А. Сасовских; Л.Г. Новиков
Original assignee: Уфалейский никелевый комбинат
Priority date: 1991-06-17
Filing date: 1991-06-17
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy. SUBSTANCE: for processing slag melt, use is made of clinker is amount ensuring relation (Ni+Co): Cu within 2-10 in produced matte, and air supply to furnace roof arc space in amount of 3-6 th.m³ per ton of clinker impoverishing agents and sulfidizing agent. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии обеднения конвертерных шлаков никелевого производства. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to a technology for the depletion of converter slag of nickel production.

В настоящее время разработано большое количество способов и шихт для обеднения шлаков [1] . Рекомендовано вводить в состав шихты железосодержащие добавки, например ферромагнитный концентрат с получением восстановительно-сульфидирующих комплексов, которые могут быть эффективно использованы для обеднения шлаков медеплавильных производств. Currently, a large number of methods and blends for depletion of slag have been developed [1]. It is recommended that iron-containing additives, for example, ferromagnetic concentrate, be introduced into the mixture to produce reduction-sulfidizing complexes that can be effectively used to deplete slags from copper smelters.

Известен способ обеднения шлаков никелевого и медного производств с подачей сульфидизатора, восстановителя и флюсов на шлаковый расплав. Способ предусматривает переработку никелевого медьсодержащего конвертерного шлака, регулирование соотношения цветных металлов и получение медно-никелевого штейна. Способ не предусматривает использования добавок, содержащих металлическое железо. A known method of depletion of slag of Nickel and copper production with the supply of sulfidizer, reducing agent and fluxes to the slag melt. The method involves the processing of nickel copper-containing converter slag, regulating the ratio of non-ferrous metals and obtaining copper-nickel matte. The method does not include the use of additives containing metallic iron.

В качестве прототипа выбран способ соединения медь- и цинксодержащих шлаков с использованием клинкера цинкового производства, в котором достигается обеднение шлаков по меди и цинку и извлечение ценных металлов из клинкера в полученный сульфидно-металлический сплав (штейн). As a prototype, the method of combining copper and zinc-containing slag using zinc clinker is selected, which achieves the depletion of slag for copper and zinc and the extraction of valuable metals from clinker into the resulting sulfide-metal alloy (matte).

Использование его для обеднения конвертерных шлаков никелевого производства не обеспечивает высокой комплексности сырья и ведет к снижению производительности процесса. Its use for depletion of converter slag of nickel production does not provide high complexity of raw materials and leads to a decrease in process productivity.

Цель изобретения - повышение комплексности использования сырья и производительности процесса. The purpose of the invention is to increase the complexity of the use of raw materials and process performance.

Для достижения поставленной цели в известном способе обеднения никелькобальтосодержащих конвертерных шлаков, включающем обработку шлаков в электропечи обедняющими агентами - клинкером цинкового производства и сульфидизатором, и получения шлака и штейна, согласно изобретения, клинкер используют в количестве, обеспечивающем соотношение (Ni + Co)/Cu в получаемом штейне в пределах 2-10, а в подсводовое пространство печи вводят воздух в количестве 3-6 тыс. м³ на тонну обедняющих агентов.To achieve this goal in the known method of depletion of nickel-balt-containing converter slags, including treating slag in an electric furnace with depleting agents - zinc clinker and sulfidizing agent, and producing slag and matte, according to the invention, the clinker is used in an amount that provides a ratio of (Ni + Co) / Cu in the resulting matte is in the range of 2-10, and 3-6 thousand m ³ per tonne of depleting agents are introduced into the underwater space of the furnace.

Сущность изобретения заключается в том, что загрузка на никелькобальтосодержащий конвертерный шлак клинкера (20-40% железа, в т. ч. до 90% в виде металла, 10-25% углерода, 3-7% серы, 1-5% меди, 12-18% диоксида кремния) цинкового производства позволяет создать условия для повышения производительности процесса и комплексности использования сырья. Лучшие показатели по комплексности использования сырья, извлечению металлов и производительности достигаются при использовании клинкера и получении штейнов с соотношением (Ni + Co)/Cu в пределах 2-10. При соотношении (Ni + Co)/Cu менее 2 и более 10 возрастают потери металлов со шлаком и для достижения тех же показателей требуется существенно большая продолжительность процесса. Подача воздуха в подсводовое пространство печи позволяет провести частичное окисление углерода шихты до СО и СО₂.The essence of the invention lies in the fact that loading on clinker nickel-cobalt-containing slag (20-40% of iron, including up to 90% in the form of metal, 10-25% of carbon, 3-7% of sulfur, 1-5% of copper, 12-18% of silicon dioxide) of zinc production allows creating conditions for increasing the productivity of the process and the complexity of using raw materials. The best indicators of the complexity of the use of raw materials, metal extraction and productivity are achieved when using clinker and producing mattes with a ratio of (Ni + Co) / Cu in the range of 2-10. When the ratio of (Ni + Co) / Cu is less than 2 and more than 10, the loss of metals with slag increases and a significantly longer process is required to achieve the same indicators. Air supply to the furnace underwater space allows partial oxidation of the charge carbon to CO and CO ₂ .

П р и м е р 1. Конвертерный шлак (1,0 мас. % Ni, 0,4 мас. % Со, 0,1 мас. % Сu, 26,8 мас. % SiO₂, 60,1 мас. % Fe, 6,4 мас. % Аl₂O₃ и 1,3 мас. % МgO) загружали в тигель, который устанавливали в печь, разогретую до 1250-1300^оС. После расплавления массы на шлак загружали обедняющие агенты - клинкер (3,8 мас. % Cu, 5,4 мас. % S, 21,7 мас. % С, 34,2 мас. % Fe, 4,0 г/т Аu, 290 г/т Аg), колчедан (40,1 мас. % S, 56,2 мас. % Fe, 0,3 мас. % Сu, 0,8 г/т Аu и 4 г/т Аg) и коксовую мелочь (82 мас. % С и 1 мас. % S). На шихту подавали воздух в количестве от 3 до 6 тыс. нм³/т шихты. После загрузки материалов расплав выдерживали в течение 10-20 мин, тигель вынимали из печи, охлаждали, в продуктах плавки (шлаке и штейне) определяли содержание ценных металлов и серы.PRI me R 1. Converter slag (1.0 wt.% Ni, 0.4 wt.% Co, 0.1 wt.% Cu, 26.8 wt.% SiO ₂ , 60.1 wt.% Fe, 6.4 wt.% Al ₂ O ₃ and 1.3 wt.% MgO) was loaded into a crucible, which was installed in a furnace heated to 1250-1300 ^о С. After the mass was melted, depleting agents - clinker were loaded on the slag (3 , 8 wt.% Cu, 5.4 wt.% S, 21.7 wt.% C, 34.2 wt.% Fe, 4.0 g / t Au, 290 g / t Ag), pyrites (40, 1 wt.% S, 56.2 wt.% Fe, 0.3 wt.% Cu, 0.8 g / t Au and 4 g / t Ag) and coke breeze (82 wt.% C and 1 wt.% S). Air was supplied to the charge in an amount of from 3 to 6 thousand nm ³ / t of charge. After loading the materials, the melt was held for 10–20 min, the crucible was taken out of the furnace, cooled, and the content of valuable metals and sulfur was determined in the smelting products (slag and matte).

Как показали эксперименты (таблица), результаты обеднения зависят от соотношения (Ni + Co)/Cu в штейне и количества введенного газообразного окислителя (воздуха). Клинкер в шихту вводили в количестве, обеспечивающем соотношение (Ni + Co)/Cu в получаемом штейне в пределах 2-10, а количество вводимого воздуха составляло 3-6 тыс. м³ на тонну обедняющих агентов. Отклонение от указанных пределов ведет к снижению комплексности использования сырья (уменьшение извлечения цветных и благородных металлов, повышение потерь серы с газами), а также снижению производительности.As shown by experiments (table), the depletion results depend on the ratio of (Ni + Co) / Cu in matte and the amount of gaseous oxidizer (air) introduced. Clinker was introduced into the charge in an amount that ensured the ratio of (Ni + Co) / Cu in the matte obtained in the range of 2-10, and the amount of introduced air was 3-6 thousand m ³ per ton of depleting agents. Deviation from these limits leads to a decrease in the complexity of the use of raw materials (reduction in the extraction of non-ferrous and noble metals, increased losses of sulfur with gases), as well as a decrease in productivity.

П р и м е р 2. В электропечь сопротивления залили шлак, на расплав подали обедняющие агенты - смесь колчедана, коксика и клинкера (составы по примеру 1). В подсводовое пространство печи подавали воздух в количестве 5 тыс. нм³/т обедняющих агентов. Исходный шлак содержал 0,21 мас. % никеля, 0,23 мас. % кобальта, 22-25 мас. % диоксида кремния и 65-70 мас. % оксида железа. По мере обеднения из печи сливали (температура 1300^оС) обедненный шлак и заливали свежие порции конвертерного шлака. После обеднения шлак содержал 0,05-0,07 мас. % никеля, 0,04-0,06 мас. % кобальта и 0,02 мас. % меди. За 5 ч переработано 50 т шлака, загружено 1,5 т клинкера и 5 т колчедана. Расход электроэнергии составил 262 кВт-ч/т шлака. Полученный штейн содержал, мас. % : Ni 1,65; Co 1,08; Cu 0,50; S 25,9 и Fe остальное. Соотношение (Ni + Co)/Cu в штейне 5,5. Извлечено в штейн 76 мас. % никеля, 83 мас. % кобальта, 89 мас. % меди, 91 мас. % золота, 84 мас. % серебра и 61 мас. % серы из поступивших в процесс. Производительность электропечи по шлаку - 19 т/м² ˙ сут.PRI me R 2. Slag was poured into the resistance furnace, depleting agents — a mixture of pyrites, coke and clinker — were applied to the melt (compositions of Example 1). In the underwater space of the furnace, air was supplied in an amount of 5 thousand nm ³ / t depleting agents. The original slag contained 0.21 wt. % nickel, 0.23 wt. % cobalt, 22-25 wt. % silicon dioxide and 65-70 wt. % iron oxide. As depletion of the furnace poured (temperature ¹³⁰⁰ C) and depleted slag poured fresh portion of converter slag. After depletion, the slag contained 0.05-0.07 wt. % nickel, 0.04-0.06 wt. % cobalt and 0.02 wt. % copper. In 5 hours, 50 tons of slag were processed, 1.5 tons of clinker and 5 tons of pyrite were loaded. Electricity consumption amounted to 262 kWh / t of slag. The resulting matte contained, by weight. %: Ni 1.65; Co 1.08; Cu 0.50; S 25.9 and Fe the rest. The ratio of (Ni + Co) / Cu in matte is 5.5. Extracted into matte 76 wt. % nickel, 83 wt. % cobalt, 89 wt. % copper, 91 wt. % gold, 84 wt. % silver and 61 wt. % of sulfur from the process. Slag electric furnace productivity - 19 t / m ² ˙ day.

Экономический эффект от применения данного способа обеднения достигается за счет повышения комплексности использования сырья и увеличения извлечения меди и драгоценных металлов в кобальтовый штейн. The economic effect of the application of this depletion method is achieved by increasing the complexity of the use of raw materials and increasing the extraction of copper and precious metals in cobalt matte.

Claims

METHOD FOR DECORATING NICKEL-BALTIC CONTAINER SLAGS, including treating slag in an electric furnace with depleting agents - zinc production clinker and sulfidizing agent and producing slag and matte, characterized in that, in order to increase the complexity of raw materials use and process productivity, the clinker is used in a + ratio that provides Co): Cu in the resulting matte is in the range of 2–10, and 3–6 thousand m ³ per tonne of depleting agents are introduced into the underwater space of the furnace.