RU2195508C1 - Способ комплексной переработки шлаков медеплавильного производства - Google Patents
Способ комплексной переработки шлаков медеплавильного производства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2195508C1 RU2195508C1 RU2001114946A RU2001114946A RU2195508C1 RU 2195508 C1 RU2195508 C1 RU 2195508C1 RU 2001114946 A RU2001114946 A RU 2001114946A RU 2001114946 A RU2001114946 A RU 2001114946A RU 2195508 C1 RU2195508 C1 RU 2195508C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- slag
- iron
- slags
- depleted
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Способ может быть использован в металлургической промышленности и в производстве стройматериалов. Предложенный способ ведут путем многостадийной плавки шлаков при 1320-1350oС с получением двухфазного расплава - медно-железного сплава и обедненного шлака. На первой стадии проводят карбидотермическую плавку шихты, содержащей компоненты при следующем соотношении: исходный шлак: восстановитель (кокс): известь 1:(0,18-0,2):(0,23-0,25). Затем обедненный шлак сливают. На последующих стадиях осуществляют цементационную плавку с введением в расплав исходного шлака при соотношении исходный шлак: медно-железный сплав (3-5): 1. Цементационную плавку повторяют 5-6 раз до достижения содержания меди в сплаве 15-18%. Обедненные шлаки со всех стадий цементационной плавки объединяют и подвергают карбидотермическому восстановлению получением безмедистого чугуна и отвального шлака, обеспечивается создание безотходной технологии с получением кондиционных товарных продуктов: медно-железного сплава, безмедистого чугуна и отвального шлака, повышение содержания меди до 15-18% в медно-железном сплаве; снижение энергозатрат и улучшение технологических показателей процесса дальнейшей переработки медно-железного сплава; высокое содержание железа (30-33%) в обедненных шлаках, способствующее их дальнейшей переработке в безмедистые чугуны с содержанием железа 90-95%; получение отвального шлака с минимальным содержанием ценных компонентов (5-7% железа и менее 0,1% меди), пригодного для получения шлаковаты и цемента; улучшение экологической обстановки за счет обеспечения возможности переработки отходов производства не только текущей выдачи, но и твердых отходов. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для безотходной переработки шлаков медеплавильного производства с получением товарных продуктов, таких как, медно-железный сплав с высоким содержанием меди (до 18%), безмедистый чугун (полусталь) и отвальный шлак, пригодных для дальнейшего использования в металлургической промышленности и производстве стройматериалов.
Существует множество разнообразных способов переработки медьсодержащих шлаков.
Известны, например, способы переработки полиметаллических медьсодержащих шлаков путем их термической плавки с последующим барботажем газообразных восстанавливающих реагентов, таких как, смесь природного газа с кислородсодержащими газами [см., например, п. РФ 1132550, заявл. 25.07.83 г., опубл. 27.09.96 г. , МПК С 22 В 7/04; п. РФ 1420962, заявл. 05.06.86 г., опубл. 27.09.96 г. , МПК С 22 В 7/04; п. РФ 1681550, заявл. 11.08.88 г., опубл. 10.08.99 г. , МПК С 22 В 15/00; п. РФ 2094494, заявл. 22.12.93 г., опубл. 27.10.97 г. , МПК С 22 В 5/02; И.Ф.Худяков и др. "Металлургия меди, никеля, сопутствующих элементов и проектирование цехов", М., изд. "Металлургия", 1993 г., с. 183-184].
Использование указанных способов определяется не только содержанием меди в получаемых продуктах, но и наличием других ценных компонентов, таких как, никель, свинец, кобальт, стоимость которых значительно выше стоимости дополнительно извлекаемой меди. Поэтому их применение для переработки шлаков, бедных по содержанию никеля, свинца и кобальта, экономически нецелесообразно.
Известны также способы переработки шлаков путем восстановительной плавки в присутствии сульфидизаторов пиритсодержащих материалов [см. например, а.с. СССР 145755, заявл. 22.06.61 г., опубл. 6.06. 1962 г., МПК С 22 В 7/04; а.с. СССР 386018, заявл. 4.10.71 г., опубл. 14.06.73 г., МПК С 22 В 7/04; а.с. СССР 1089154, заявл. 7.04.83 г., опубл.30.04.84 г., МПК С 22 В 7/04; а.с. СССР 1475949, заявл. 30.09.87 г., опубл. 30.04.89 г., МПК С 22 В 7/04; п. РФ 2115753, заявл. 14.12.96 г., опубл. 20.07.98 г., МПК С 22 В 15/02; Ю.П. Купряков "Шахтная плавка вторичного сырья цветных металлов", М., изд. ЦНИИцветмет экономики и информации, 1995 г. , с. 136-137, И.Ф.Худяков и др. "Металлургия меди, никеля, сопутствующих элементов и проектирование цехов", М. , изд. "Металлургия", 1993 г., с. 179-183; И.Ф.Худяков и др. "Металлургия меди, никеля и кобальта" ч.1, М., изд. "Металлургия", 1977 г., с. 210-211].
Недостатками известных способов являются:
- использование пиритсодержащих материалов, приводящее к введению в металлургическое производство дополнительного количества железа, что повышает себестоимость переработки и увеличивает выход отвальных шлаков;
- генерация магнетита при окислении пирита;
- высокие температуры плавки;
- низкое извлечение меди в медно-железный сплав (до 74,5%).
- использование пиритсодержащих материалов, приводящее к введению в металлургическое производство дополнительного количества железа, что повышает себестоимость переработки и увеличивает выход отвальных шлаков;
- генерация магнетита при окислении пирита;
- высокие температуры плавки;
- низкое извлечение меди в медно-железный сплав (до 74,5%).
Кроме того, известны одностадийные или многостадийные способы переработки шлаков путем карбидотермической плавки шихты, содержащей исходный шлак и восстанавливающие реагенты, с получением штейнов и отвальных шлаков [см., например, п. РФ 2058407, заявл. 03.02.93 г., опубл. 20.04.96 г., МПК С 22 В 9/20; п. РФ 2061069, заявл. 03.02.93 г., опубл. 27.05.96 г., МПК С 22 В 7/00; п. РФ 2105075, заявл. 3.10.97 г., опубл. 20.02.98 г., МПК С 22 В 7/04; з. РФ 97112621, заявл. 23.07.97 г., опубл. 27.02.99 г., МПК С 22 В 7/00; п. РФ 2154682, заявл. 21.04.99 г., опубл. 20.08.2000 г., МПК С 22 В 7/00; И.Ф. Худяков и др. "Металлургия меди, никеля и кобальта" ч.1, М., изд. "Металлургия", 1977 г., с. 210-211].
Основными недостатком данных способов являются:
- значительная потеря меди с отвальными шлаками (более 30%) в одностадийных процессах;
- наличие трудоемких дополнительных стадий, например, дробление медно-железного сплава и т.п.;
- низкая экономическая эффективность, обусловленная необходимостью использования дорогостоящих восстанавливающих реагентов, а также потерями меди и других цветных металлов с отвальными шлаками.
- значительная потеря меди с отвальными шлаками (более 30%) в одностадийных процессах;
- наличие трудоемких дополнительных стадий, например, дробление медно-железного сплава и т.п.;
- низкая экономическая эффективность, обусловленная необходимостью использования дорогостоящих восстанавливающих реагентов, а также потерями меди и других цветных металлов с отвальными шлаками.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является способ переработки шлаков медеплавильного производства путем их многостадийной плавки при температуре 1320-1500oС с получением двухфазного расплава - медно-железного сплава и обедненного шлака, на первой стадии проводят карбидотермическую плавку шихты, содержащей исходный шлак, восстановитель - кокс и известь, после чего обедненный шлак сливают, а на последующих стадиях в расплав вводят исходный шлак и осуществляют цементационную плавку. На стадии карбидотермической плавки в состав шихты вводят реагенты при следующем соотношении: исходный шлак:восстановитель: известь = 1:0,02:0,12, а на последующих стадиях цементационной плавки соотношение исходный шлак: медно-железный сплав поддерживают в пределах 1:1. Цементационные плавки повторяют 3-5 раз. Полученный медно-железный сплав с содержанием меди 6-7%, железа 81-82% направляют в конвертерный передел, а обедненный шлак на каменное литье [см. Ю.П.Купряков "Шлаки медеплавильного производства и их переработка", М., изд. "Металлургия", 1987 г., с. 122-124] .
Недостатки способа-прототипа заключаются в:
- низком извлечении меди в медно-железный сплав из-за предпочтительного перехода в него основного количества железа, поступающего с исходным шлаком;
- увеличении энергозатрат и ухудшении технологических показателей процесса дальнейшей переработки медно-железного сплава;
- в отсутствии извлечения железа в товарный продукт.
- низком извлечении меди в медно-железный сплав из-за предпочтительного перехода в него основного количества железа, поступающего с исходным шлаком;
- увеличении энергозатрат и ухудшении технологических показателей процесса дальнейшей переработки медно-железного сплава;
- в отсутствии извлечения железа в товарный продукт.
Задачей заявляемого способа является создание безотходной технологии с получением кондиционных товарных продуктов (медно-железного сплава, безмедистого чугуна и отвального шлака).
Поставленная задача решается тем, что в известном способе комплексной переработки шлаков медеплавильного производства путем их многостадийной плавки при температуре 1320-1350oС с получением двухфазного расплава - медно-железного сплава и обедненного шлака, на первой стадии проводят карбидотермическую плавку шихты, содержащей исходный шлак, восстановитель - кокс и известь, после чего обедненный шлак сливают, а на последующих стадиях в расплав вводят исходный шлак и осуществляют цементационную плавку, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ на первой стадии в состав шихты вводят избыток восстановителя и извести при следующем соотношении:
исходный шлак: восстановитель:известь = 1:(0,18-0,22):(0,23-0,25); а на последующих стадиях соотношение исходный шлак: медно-железный сплав поддерживают в пределах (3-5):1; цементационную плавку повторяют 5-6 раз до достижения содержания меди в медно-железном сплаве 15-18%; обедненные шлаки со всех стадиях цементационной плавки объединяют и подвергают карбидотермическому восстановлению с получением безмедистого чугуна и отвального шлака.
исходный шлак: восстановитель:известь = 1:(0,18-0,22):(0,23-0,25); а на последующих стадиях соотношение исходный шлак: медно-железный сплав поддерживают в пределах (3-5):1; цементационную плавку повторяют 5-6 раз до достижения содержания меди в медно-железном сплаве 15-18%; обедненные шлаки со всех стадиях цементационной плавки объединяют и подвергают карбидотермическому восстановлению с получением безмедистого чугуна и отвального шлака.
Предлагаемый способ комплексной переработки шлаков медеплавильного производства является безотходным, позволяющим получить кондиционные товарные продукты (медно-железный сплав, безмедистый чугун и отвальный шлак) за счет максимально селективного извлечения из исходного шлака меди и железа. Избыток реагентов в заявляемом соотношении на стадии карбидотермической плавки необходим и достаточен для полного извлечения железа из исходного шлака в медно-железный сплав. На последующих стадиях цементационной плавки медно-железный сплав служит цементатором меди, селективно извлекая ее из новых порций исходного шлака (до 15-18%), а извлекаемое железо концентрируется в обедненном шлаке (90-95%), благодаря поддержанию соотношения исходный шлак: медно-железный сплав в заявляемых пределах. Обедненный шлак с содержанием меди 0,07-0,12% служит качественным сырьем при карбидотермическом восстановлении для получения безмедистого чугуна (содержание меди 0,07-0,12%, содержание железа 90,2-95,0%) и отвального шлака (содержание железа 5-7%, меди менее 0,1%), используемом в производстве стройматериалов - цемента и шлаковаты.
Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод о том, что заявляемое изобретение не известно из уровня исследуемой техники, что свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".
Сущность заявляемого изобретения для специалиста не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".
Возможность комплексной переработки шлаков медеплавильного производства в условиях металлургических предприятий с использованием традиционного оборудования свидетельствует о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".
Пример 1. Комплексная переработка шлаков медеплавильного производства АГМК (Алмалыкского горно-металлургического комбината) в лабораторных условиях.
Использовали исходный шлак состава, %: Сu - 0,66; Fe - 33,19; SiО2 - 34,65; CaO - 1,68.
В ванну электропечи загружали 100 кг исходного шлака и добавляли избыток реагентов - 18 кг кокса и 23 кг извести. Полученную шихту подвергали стадии карбидотермической плавки при температуре 1320oС в течение 1 часа с получением двухфазного расплава медно-железного сплава и обедненного шлака. Расплав отстаивали в течение 0,5 часа, после чего обедненный шлак сливали. Перед началом цементационной плавки в расплав вводили исходный шлак в количестве 53 кг, поддерживая соотношение исходный шлак: медно-железный сплав в пределах 3:1. Цементационную плавку повторяли аналогичным образом 5 раз до достижения содержания меди в медно-железном сплаве 15% (после каждой стадии осуществляли анализ медно-железного сплава на содержание меди традиционным способом). Обедненные шлаки со всех стадий цементационной плавки объединяли и подвергали карбидотермическому восстановлению известным способом, причем, на каждые 100 кг обедненного шлака добавляли восстанавливающих реагентов - 20 кг кокса и 25 кг извести. Получали безмедистый чугун с содержанием меди 0,12% и железа 90,2% и отвальный шлак с содержанием меди 0,1%.
В условиях примера 1 проводили комплексную переработку шлаков медеплавильного производства в примерах 2, 3 с варьированием условий осуществления способа в заявляемых пределах.
Кроме того, проводили переработку шлаков медеплавильного производства в примере 4 в условиях способа прототипа [см. Ю.П.Купряков "Шлаки медеплавильного производства и их переработка", М., изд. "Металлургия", 1987 г., с. 122-124].
Условия осуществления способа и характеристики получаемых продуктов приведены в таблице.
Как видно из приведенных примеров и данных таблицы, использование заявляемого способа комплексной переработки шлаков медеплавильного производства по сравнению с известным способом, взятым за прототип [см. Ю.П.Купряков "Шлаки медеплавильного производства и их переработка", М., изд. "Металлургия", 1987 г. , с. 122-124], обеспечивает следующие технические и общественно-полезные преимущества:
- создание безотходной технологии с получением кондиционных товарных продуктов (медно-железного сплава, безмедистого чугуна и отвального шлака);
- повышение содержания меди до 15-18% в медно-железном сплаве;
- снижение энергозатрат и улучшение технологических показателей процесса дальнейшей переработки медно-железного сплава;
- высокое содержание железа (30-33%) в обедненных шлаках, способствующее их дальнейшей переработке в безмедистые чугуны с содержанием железа 90-95%;
- получение отвального шлака с минимальным содержанием ценных компонентов (5-7% железа и менее 0,1% меди), пригодного для получения шлаковаты и цемента;
- улучшение экологической обстановки за счет обеспечения возможности переработки отходов производства не только текущей выдачи, но и твердых отходов, накопившихся около предприятий в течение многих лет.
- создание безотходной технологии с получением кондиционных товарных продуктов (медно-железного сплава, безмедистого чугуна и отвального шлака);
- повышение содержания меди до 15-18% в медно-железном сплаве;
- снижение энергозатрат и улучшение технологических показателей процесса дальнейшей переработки медно-железного сплава;
- высокое содержание железа (30-33%) в обедненных шлаках, способствующее их дальнейшей переработке в безмедистые чугуны с содержанием железа 90-95%;
- получение отвального шлака с минимальным содержанием ценных компонентов (5-7% железа и менее 0,1% меди), пригодного для получения шлаковаты и цемента;
- улучшение экологической обстановки за счет обеспечения возможности переработки отходов производства не только текущей выдачи, но и твердых отходов, накопившихся около предприятий в течение многих лет.
Claims (1)
- Способ комплексной переработки шлаков медеплавильного производства, включающий их многостадийную плавку при 1320-1350oС с получением двухфазного расплава - медно-железного сплава и обедненного шлака, проведение на первой стадии карбидотермической плавки шихты, содержащей исходный шлак, восстановитель - кокс и известь, последующий слив обедненного шлака, введение на последующих стадиях в расплав исходного шлака и осуществление цементационной плавки, отличающийся тем, что на первой стадии в состав шихты вводят избыток восстановителя и извести при следующем соотношении: исходный шлак: восстановитель: известь= 1: (0,18-0,22): (0,23-0,25), а на последующих стадиях соотношение исходный шлак: медножелезный сплав поддерживают в пределах (3-5): 1, цементационную плавку повторяют 5-6 раз до достижения содержания меди в медножелезном сплаве 15-18%, обедненные шлаки со всех стадий цементационной плавки объединяют и подвергают карбидотермическому восстановлению с получением безмедистого чугуна и отвального шлака.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001114946A RU2195508C1 (ru) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | Способ комплексной переработки шлаков медеплавильного производства |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001114946A RU2195508C1 (ru) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | Способ комплексной переработки шлаков медеплавильного производства |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2195508C1 true RU2195508C1 (ru) | 2002-12-27 |
Family
ID=20250294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001114946A RU2195508C1 (ru) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | Способ комплексной переработки шлаков медеплавильного производства |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2195508C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114214521A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-22 | 苏州大学 | 一种回收铜渣中铁和铜的方法 |
-
2001
- 2001-05-31 RU RU2001114946A patent/RU2195508C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КУПРЯКОВ Ю.П. Шлаки медеплавильного производства и их переработка. - М.: Металлургия, 1987, с. 122-124. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114214521A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-22 | 苏州大学 | 一种回收铜渣中铁和铜的方法 |
| CN114214521B (zh) * | 2021-12-20 | 2023-06-23 | 苏州大学 | 一种回收铜渣中铁和铜的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Moskalyk et al. | Review of copper pyrometallurgical practice: today and tomorrow | |
| Khojiev et al. | Depletion of Slag from Almalyk Copper Plant with Aluminum Containing Waste | |
| RU2553141C2 (ru) | Способ производства ферромолибдена из молибденита | |
| Diaz et al. | A review of nickel pyrometallurgical operations | |
| EA006620B1 (ru) | Способ рафинирования концентрата, содержащего благородные металлы | |
| CN109477161B (zh) | 连续吹炼含镍的硫化铜材料的方法 | |
| Khasanov et al. | Technology for the Reduction of Iron Oxides in Fluidized Bed Furnaces | |
| RU2195508C1 (ru) | Способ комплексной переработки шлаков медеплавильного производства | |
| EP3143169A1 (en) | A method of converting copper containing material | |
| FI94538C (fi) | Menetelmä nikkelihienokiven ja metallisoituneen kiven valmistamiseksi | |
| US2295219A (en) | Process for treating metallurgical slags | |
| CN111334671A (zh) | 一种辉铜矿的短流程高回收率冶炼方法 | |
| Mainz | The metals of antiquity and their alloys | |
| US4108638A (en) | Process for separating nickel, cobalt and copper | |
| AU632603B2 (en) | Nickel-copper matte converters employing nitrogen enriched blast | |
| CA1060217A (en) | Process for separating nickel, cobalt and copper | |
| CA2565643C (en) | Operation method of copper smelting | |
| Yakubov et al. | Depletion of converter slags to waste in the Vanyukov furnace during pyrometallurgical copper production at JSC Almalyk MMC | |
| RU2065504C1 (ru) | Шихта для шахтной плавки окисленных никельсодержащих материалов | |
| RU2227168C2 (ru) | Способ переработки цинковых осадков, содержащих благородные металлы | |
| RU2015184C1 (ru) | Способ переработки никелевых штейнов | |
| JPS62174338A (ja) | 銅の精錬方法 | |
| SU777074A1 (ru) | Способ обеднени шлаков никелевого и медного производств | |
| Fernández-González et al. | Copper Overview: From the Ore to the Applications–A Case Study of the Application of Concentrated Solar Energy to the Treatment of Copper Metallurgy Slags | |
| RU2066699C1 (ru) | Способ непрерывной переработки медьсодержащего сульфидного сырья |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110601 |