[go: up one dir, main page]

RU2441080C1 - Способ получения медного штейна - Google Patents

Способ получения медного штейна Download PDF

Info

Publication number
RU2441080C1
RU2441080C1 RU2010132077A RU2010132077A RU2441080C1 RU 2441080 C1 RU2441080 C1 RU 2441080C1 RU 2010132077 A RU2010132077 A RU 2010132077A RU 2010132077 A RU2010132077 A RU 2010132077A RU 2441080 C1 RU2441080 C1 RU 2441080C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coke
copper
charge
furnace
slag
Prior art date
Application number
RU2010132077A
Other languages
English (en)
Inventor
Павел Иванович Шашмурин (RU)
Павел Иванович Шашмурин
Юрий Михайлович Посохов (RU)
Юрий Михайлович Посохов
Владимир Семенович Загайнов (RU)
Владимир Семенович Загайнов
Михаил Иванович Стуков (RU)
Михаил Иванович Стуков
Сергей Александрович Косогоров (RU)
Сергей Александрович Косогоров
Михаил Владимирович Мамаев (RU)
Михаил Владимирович Мамаев
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Управляющая компания "НКА-Холдинг"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Управляющая компания "НКА-Холдинг" filed Critical Закрытое акционерное общество "Управляющая компания "НКА-Холдинг"
Priority to RU2010132077A priority Critical patent/RU2441080C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2441080C1 publication Critical patent/RU2441080C1/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу переработки в шахтных печах сульфидных медных руд, концентратов и других медьсодержащих материалов с целью получения медного штейна. Проводят загрузку в шахтную печь шихты, содержащей медьсодержащее сырье и топливо, содержащее кокс. При этом в качестве кокса используют кокс, полученный в результате коксования шихты, содержащей 5-100 мас.% продукта с выходом летучих веществ от 14 до 25%, полученного путем замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков. Затем проводят окислительную плавку шихты. Техническим результатом является снижение расхода топлива и увеличение проплава медьсодержащего сырья за счет повышения теплотворной способности и снижения реакционной способности кокса, снижение содержания меди в шлаках за счет взаимодействия кокса, имеющего высокое содержание серы, с медью из расплава и перевода ее в сульфид серы, переходящий в штейн. 3 табл.

Description

Изобретение относится к способу переработки в шахтных печах сульфидных медных руд, концентратов и иных медьсодержащих материалов с целью получения медного штейна.
Получение медного штейна происходит в процессе переработки сульфидного медьсодержащего сырья, как правило, в процессе его окислительной шахтной плавки (В.И.Смирнов, А.А.Цейдлер, И.Ф.Худяков, А.И.Тихонов "Металлургия меди, никеля и кобальта", - М., 1966 г.,: "Металлургия", т. I, стр.146-147). При этом в качестве топлива используется кокс, расход которого составляет 10% и более от веса шихты. Сульфиды при этом виде плавки подвергаются окислительному действию кислорода дутья в твердом или расплавленном состоянии.
Недостатком данного способа является повышенный расход кокса и повышенный вынос меди со шлаком (повышенное содержание меди в шлаке).
За прототип выбран способ получения медного штейна при окислительной плавке шихты, включающей медьсодержащее сырье и топливо - кокс (В.И.Смирнов, А.А.Цейдлер, И.Ф.Худяков, А.И.Тихонов "Металлургия меди, никеля и кобальта", - М., 1966 г.,: "Металлургия", т. I, стр.45-47, 168-169).
Недостатком данного способа также является повышенный расход кокса и повышенный вынос меди со шлаком (повышенное содержание меди в шлаке).
Техническим результатом является снижение расхода топлива и увеличение проплава медьсодержащего сырья за счет повышения теплотворной способности и снижения реакционной способности кокса, снижение содержания меди в шлаках за счет взаимодействия кокса, имеющего высокое содержание серы, с медью из расплава и перевода ее в сульфид серы, переходящий в штейн.
Технический результат достигается за счет того, что в способе получения медного штейна, включающем загрузку в шахтную печь шихты, содержащей исходное медьсодержащее сырье и топливо, в состав которого входит кокс; последующую окислительную плавку шихты, согласно изобретению в качестве топлива применяют кокс, являющийся результатом коксования шихты, содержащей продукт с выходом летучих веществ от 14 до 25% в количестве (5-100) мас.%, полученный путем замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков.
При осуществлении окислительной плавки требуется высококачественный кокс с низкой реакционной способностью, т.к. при окислительной плавке кислород присутствует во всем объеме печи. Т.е. имеет место 100%-ный избыток воздуха и при использовании высокореакционного кокса горение будет распространяться на весь объем печи, при этом в печи будут образовываться так называемые «козлы».
Кокс, полученный при коксовании нефтяных полукоксов с выходом летучих веществ от 14 до 25%, обогащенных в процессе замедленного полукоксования высокомолекулярными летучими веществами (шихта 6 Табл.1) отличается от нефтяного кокса, получаемого при прокалке нефтяных полукоксов с выходм летучих веществ 8-10% (до 14%), например, в кольцевых или вращающихся барабанных печах, более высокой прочностью, повышенной крупностью кусков кокса (Д, мм), пониженной реакционной способностью (CRI), повышенной послереакционной прочностью (CSR). Таким образом, это специальный кокс с улучшенными свойствами. Добавки такого полукокса к угольным шихтам (шихты 1-5 Табл.1) улучшают качество получаемого кокса.
Кокс, полученный из шихты, содержащей продукт (полученный путем замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков) с выходом летучих веществ от 14 до 25% в количестве (5-100) мас.%, обладает свойствами, приведенными в табл.1.
Для удобства изложения, продукт с выходом летучих веществ от 14 до 25%, полученный способом замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков, далее по тексту обозначим как добавку ДК.
Угольная часть шихты приведена как один из частных случаев для примера. Возможны другие компоненты и комбинации шихт.
При этом в табл.1 приведены примеры шихт, которые обозначены как шихты 1,2,3,4,5,6 и показатели качества кокса из этих шихт.
Figure 00000001
Figure 00000002
Пример 7: Шихта 7 составлена из 50 процентов нефтяного полукокса с выходом летучих веществ 14,2% и 50% нефтяного полукокса с выходом летучих веществ 24,8%, при этом получен кокс с показателями CSR=70,5%, CRI=23,8%. При испытании в плавке получены результаты, аналогичные результатам согласно примеру 6.
Показатель Wrt - показатель массовой доли общей влаги. Ad - зольность кокса в сухом состоянии; Vdaf - выход летучих веществ на сухое беззольное состояние кокса; Sd - содержание серы на сухое состояние кокса; CRI - показатель реакционной способность кокса; CSR - показатель послереакционной прочности кокса.
Испытания, результаты которых приведены в таблице 1 и в таблице 2, проводились на печи Николаева, показывают, что послереакционная прочность кокса из шихты с добавкой ДК выше, чем у кокса без добавки. Зависимость CSR кокса от содержания добавки в шихте близка к логарифмической: lgCSR=А+BlgC, где С - содержание добавки ДК в шихте.
Плавка с использованием кокса с добавкой ДК должна сопровождаться при сохранении ранее применяемых условиях загрузки (величина колоши) более полным сгоранием (использованием химического потенциала) ввиду снижения высоты колоши, снижения поверхности кусков кокса, повышения газопроницаемости.
Предлагаемый способ был проверен в полупиритной (окислительной) шахтной плавке сульфидных медных руд, концентратов и медьсодержащих материалов на промышленной шахтной печи, имеющей следующие характеристики:
длина печи, мм - 11400;
высота (от фундамента до колошника), мм - 6000;
площадь сечения в плоскости фурм, м2 - 15,5;
количество фурм, шт. - 73;
способ загрузки компонентов шихты в шахтную печь - механизированный, односторонний, при помощи вагонеток через окна, закрываемые заслонками;
расход воздушного дутья, тыс. н.м3/час - 20-40;
расход кислорода на обогащение дутья, тыс. н.м3/час - до 2;
расход топлива, кГ/т твердой шихты - 90-130;
объем переднего горна, м3 - 90.
Продукты плавки из шахтной печи с температурой 1200-1300°С равномерно выпускаются в передний горн и механически разделяются (по плотности) путем отстаивания на шлак и штейн. Шлак выпускается постоянно самотеком по чугунному желобу на струю воды с образованием мелкого (до 6 мм) гранулята. Штейн выпускается через сифон периодически по мере накопления.
Испытания проводились на одинаковой (одной и той же) медьсодержащей шихте на одной печи согласно заявляемому способу (примеры 1-5) и согласно способу по прототипу. В прототипе в качестве топлива-восстановителя применялся каменноугольный металлургический кокс крупнее 40 мм.
По предлагаемому способу (примеры 1-5) применялся кокс из угольной шихты и добавки коксующейся ДК, качество которого приведено в таблице 1.
Состав компонентов шихты по примерам представлен в Таблице 2:
Таблица 2
Состав твердой шихты по прототипу Состав твердой шихты по предлагаемому способу
Пример 1
Кокс металлургический Кокс с из угольной шихты с добавкой ДК в количестве 5%
Смесь медьсодержащих материалов Смесь медьсодержащих материалов
Флюсы (оборотный конверторный шлак) Флюсы (Оборотный конверторный шлак)
Пример 2
Кокс с из угольной шихты с добавкой ДК в количестве 10%
Смесь медьсодержащих материалов
Флюсы (оборотный конверторный шлак)
Пример 3
Кокс с из угольной шихты с добавкой ДК в количестве 30%
Смесь медьсодержащих материалов
Флюсы (оборотный конверторный шлак)
Пример 4
Кокс с из угольной шихты с добавкой ДК в количестве 50%
Смесь медьсодержащих материалов
Флюсы (оборотный конверторный шлак)
Пример 5
Кокс с из угольной шихты с добавкой ДК в количестве 100%
Смесь медьсодержащих материалов
Флюсы (оборотный конверторный шлак)
В качестве медьсодержащего материала для окислительной полупиритной плавки в шахтной печи по существующей технологии (прототип) и согласно заявляемому способу (примеры 1-5 таблица 2) использовались: «пирог» из усредненной смеси медьсодержащих материалов (мелкие фракции руды, концентратов, клинкер, мелкий лом, мелкие отходы меди, драгметаллы, содержащие медь); крупные фракции отходов вторичного медьсодержащего сырья (лом, стружка, вырезки); кусковая медьсодержащая руда.
Смешивание и усреднение составляющих «пирога» осуществлялось при помощи экскаваторов и бульдозера. Содержание меди в «пироге» - 12,5%.
В качестве флюса использовались известняк и оборотный конверторный шлак, который также позволяет регулировать температуру расплава.
Загрузка компонентов в шахтные печи производилась согласно технологической инструкции через загрузочные окна «колошами в следующем порядке:
- кокс;
- медьсодержащее вторичное сырье;
- «пирог», включая мелкие фракции руды;
- флюс (известняк);
- крупные фракции кусковой медьсодержащей руды;
- флюс (оборотный конверторный шлак).
Загрузка компонентов осуществлялась согласно инструкции с интервалом (30±5) мин.
Состав загружаемой шихты, %:
«пирог» - (50-60);
- медьсодержащее вторичное сырье - (5-10);
- крупные фракции кусковой медьсодержащей руды - (10-15);
- флюс (оборотный конверторный шлак) - (20-40)
- флюс (известняк) - (5-10).
Расход обогащенного кислородом до 24% воздушного дутья составлял 38-43 тыс. нм3/час. Избыток дутья составлял 100%, при этом горение углерода кокса в фокусе печи происходит до СО2:C+O2=СО2.
Одновременно благодаря избытку кислорода происходят окислительные реакции как в фокусе печи, так и в подготовительной зоне. Поэтому для такой плавки требуется крупнокусковой низкореакционный кокс.
В подготовительной зоне осуществляются реакции окисления сульфидов железа по реакции:
Figure 00000003
,
а оксиды железа в фокусе печи в присутствии кремнезема связываются в силикаты и при отстаивании переходят в шлак:
Figure 00000004
.
По физико-химическим условиям плавки полного разложения содержащегося в руде и концентратах магнетита не происходит, часть его переходит в продукты плавки.
Горячие печные газы проходя через слой шихты осуществляют ее термическую подготовку и окисление отдельных ее компонентов.
Сульфиды меди, пройдя ряд преобразований, в виде полусернистой меди переходят в штейн. Сульфиды никеля простые и комплексные также переходят в штейн.
Полученная при плавке расплавленная масса выходит через центровое отверстие печи с температурой 1200-1300°С в передний горн печи.
В переднем горне происходит механическое разделение расплавленной массы на штейн и шлак за счет разницы в их удельном весе.
Шлак непрерывно выпускается и гранулируется струей воды.
Химический состав шлака по результатам плавки согласно заявляемому способу был следующий, %:
SiO2 FeO CaO Al2O3 Cu
32-38 15-20 6-12 10-15 до 0,3
Выдача штейна производится периодически при наличии штейна в горне.
Ранее по статистическим данным авторов изобретения было установлено, что расход кокса крупнее 40 мм при плавке медьсодержащих материалов на 15% ниже по сравнению с расходом кокса крупнее 25 мм. Следовательно, расход более крупного кокса при прочих равных условиях должен снижаться.
Авторами были проведены испытания и были определены показатели окислительной плавки медьсодержащих материалов согласно заявленному способу с коксом из шихты с содержанием добавки ДК в количестве от 5 до 100 мас.%.
Осуществлено несколько этапов (периодов) промышленных плавок с применением в качестве топлива кокса согласно заявляемому способу при разном долевом участии. В базовом периоде использовали только каменноугольный металлургический кокс крупнее 40 мм.
Результаты проведенных авторами испытаний отражены в таблице 3.
Figure 00000005
Проведенные авторами предлагаемого изобретения промышленные окислительные плавки медьсодержащих материалов с заменой части металлургического кокса специальным коксом с добавкой ДК в количестве от 5 до 100 мас.% показали возможность снизить расход кокса при плавке медьсодержащих материалов, показали, что при использовании добавки ДК снижаются потери меди (снижается содержание меди в шлаке).
Кроме того, за счет снижения зольности кокса и в связи с этим снижения флюсов на шлакование золы кокса также снижается количество шлаков и потери меди с этой частью необразующихся шлаков.
Результаты проведенных испытаний показали, что при замене части металлургического кокса на специальный кокс из шихты с добавкой ДК происходит сокращение расхода кокса и увеличение проплава по сравнению с металлургическим коксом.
Сокращение расхода кокса, получаемого из угольсодержащих шихт с добавкой ДК, происходит по двум причинам. Во-первых, у кокса с добавкой ДК ниже зольность, а во-вторых, выше крупность кусков кокса. Показатель зольности приведен в табл.1. Промышленная проверка производства кокса из шихты с содержанием добавки ДК в количестве от 5 до 100 мас.% показало, что средний размер кусков такого кокса при содержании добавки ДК в количестве 40% составляет 90 мм. При этом средние размеры металлургического кокса составляют 55-65 мм.
Кроме того, кокс с добавкой ДК имеет повышенную плотность - 1,25 г/см3, против 1,00 г/см3 у кокса без добавки ДК, а также более высокую истинную плотность 1,830-1,840 г/см3 против 1,790-1,815 г/см3 для коксов из шихт без добавки ДК.
Расход крупного кокса всегда ниже при одинаковых температурных режимах и рациональной технологии загрузки за счет более полного горения углерода кокса (полного использования химического потенциала, т.е. дожигания СО). Одновременно улучшаются экологические условия за счет снижения расхода топлива и его более полного химического сжигания (снижение выбросов СО). Высокое содержание серы кокса используется в плавке для получения медного штейна.
Следует также отметить, что с ростом содержания добавки ДК в шихте снижается стоимость кокса, следовательно, удешевляется процесс производства медного штейна.

Claims (1)

  1. Способ получения медного штейна, включающий загрузку в шахтную печь шихты, содержащей медьсодержащее сырье и топливо, содержащее кокс, и последующую окислительную плавку шихты, отличающийся тем, что в качестве кокса используют кокс, полученный в результате коксования шихты, содержащей 5-100 мас.% продукта с выходом летучих веществ от 14 до 25%, полученного путем замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков.
RU2010132077A 2010-07-29 2010-07-29 Способ получения медного штейна RU2441080C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010132077A RU2441080C1 (ru) 2010-07-29 2010-07-29 Способ получения медного штейна

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010132077A RU2441080C1 (ru) 2010-07-29 2010-07-29 Способ получения медного штейна

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2441080C1 true RU2441080C1 (ru) 2012-01-27

Family

ID=45786475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010132077A RU2441080C1 (ru) 2010-07-29 2010-07-29 Способ получения медного штейна

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2441080C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114137017A (zh) * 2021-11-25 2022-03-04 西安建筑科技大学 一种含易挥发组元炉渣挥发对熔点影响的评价方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3114432A1 (de) * 1980-04-11 1982-03-04 Outokumpu Oy, 83500 Outokumpu Verfahren zum schmelzen von kupfer- oder nickelkonzentrat
US4608083A (en) * 1984-09-28 1986-08-26 Boliden Aktiebolag Method for recovering the valuable metal content of contaminated copper raw material
RU2243275C1 (ru) * 2003-12-24 2004-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" Способ получения медного штейна
RU2249055C1 (ru) * 2003-08-18 2005-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ФГУП "ВУХИН") Способ пирометаллургической переработки медьсодержащих материалов
RU2338771C1 (ru) * 2007-08-07 2008-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный центр исследований и разработок" Способ получения низкосернистого нефтяного кокса
RU2355729C1 (ru) * 2008-02-26 2009-05-20 Закрытое акционерное общество научно-производственное объединение "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ЗАО "НПО "ВУХИН") Добавка коксующая

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3114432A1 (de) * 1980-04-11 1982-03-04 Outokumpu Oy, 83500 Outokumpu Verfahren zum schmelzen von kupfer- oder nickelkonzentrat
US4608083A (en) * 1984-09-28 1986-08-26 Boliden Aktiebolag Method for recovering the valuable metal content of contaminated copper raw material
RU2249055C1 (ru) * 2003-08-18 2005-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ФГУП "ВУХИН") Способ пирометаллургической переработки медьсодержащих материалов
RU2243275C1 (ru) * 2003-12-24 2004-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" Способ получения медного штейна
RU2338771C1 (ru) * 2007-08-07 2008-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный центр исследований и разработок" Способ получения низкосернистого нефтяного кокса
RU2355729C1 (ru) * 2008-02-26 2009-05-20 Закрытое акционерное общество научно-производственное объединение "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ЗАО "НПО "ВУХИН") Добавка коксующая

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СМИРНОВ В.И. и др. Металлургия меди, никеля и кобальта. - М.: Металлургия, 1971, с.140, 155, 156. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114137017A (zh) * 2021-11-25 2022-03-04 西安建筑科技大学 一种含易挥发组元炉渣挥发对熔点影响的评价方法
CN114137017B (zh) * 2021-11-25 2024-01-23 西安建筑科技大学 一种含易挥发组元炉渣挥发对熔点影响的评价方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dutta et al. Basic concepts of iron and steel making
CA2685927A1 (fr) Procede de valorisation de residus riches en zinc et en sulfates
Holtzer et al. The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process
JPH0827507A (ja) 低硫黄含有量の海綿鉄の製造方法
CN104024439A (zh) 用于生铁或基础产物的碳热或电热生产的方法
JP4280292B2 (ja) フェロモリブデンの製造方法
CN102191348B (zh) 一种氧化球团法生产高品位镍及不锈钢的工艺方法和装置
AU674107B2 (en) Method for producing high-grade nickel matte from at least partly pyrometallurgically refined nickel-bearing raw materials
RU2360984C1 (ru) Способ извлечения металлов платиновой группы
Lipart et al. Wastes from the coal-enrichment process as alternative reducers for lead smelting from lead-acid accmulator scrap
RU2401873C1 (ru) Способ переработки окисленной никелевой руды
RU2441080C1 (ru) Способ получения медного штейна
RU2359045C2 (ru) Способ переработки свинецсодержащих материалов
JP2011246760A (ja) フェロモリブデンの製造方法およびフェロモリブデン
RU2441081C1 (ru) Способ пирометаллургической переработки медьсодержащих материалов
RU2542042C2 (ru) Способ обеднения медьсодержащих шлаков
RU2788459C1 (ru) Шихта для получения марганцевых ферросплавов
RU2282672C1 (ru) Способ восстановления свинца
RU2020172C1 (ru) Шихта для сульфидизирующей шахтной плавки
RU2243275C1 (ru) Способ получения медного штейна
RU2389811C1 (ru) Способ подготовки шихты к плавке для производства никелевого штейна из окисленных никелевых руд
RU2441082C1 (ru) Способ получения никелевого штейна
RU2755316C1 (ru) Способ отгонки мышьяка из окиси цинка технической
RU2808305C1 (ru) Способ переработки бедной окисленной никелевой руды
RU2429302C2 (ru) Способ подготовки замасленных и незамасленных шихтовых материалов в виде офлюсованных брикетов к плавке

Legal Events

Date Code Title Description
RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20121123

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20130130