RU2261929C2 - Способ комбинированной переработки медно-никелевых кобальтсодержащих сульфидных материалов с различным отношением меди к никелю - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к комбинированной переработке в одной технологической схеме медно-никелевых сульфидных кобальтсодержащих материалов с различным отношением меди к никелю с получением из них анодной меди, богатого штейна и отвального шлака. Способ включает в себя пирометаллургическую переработку сульфидных медно-никелевых кобальтсодержащих материалов с различным отношением меди к никелю. При переработке материалов с высоким отношением меди к никелю получают анодную медь и никелевые шлаки. Богатый штейн получают как непосредственно в печи взвешенной плавки при переработке материалов с низким отношением меди к никелю, так и в конвертерах путем переработки металлизированного электропечного штейна вместе с никелевым шлаком. Использование данного способа обеспечит: снижение затрат на получение богатого штейна при комбинированной переработке медно-никелевых сульфидных кобальтсодержащих материалов; снизит потери цветных и драгоценных металлов; упростит утилизацию диоксида серы из отходящих газов и повысит степень его утилизации, способ позволяет также увеличить относительные объемы переработки никелевых шлаков. 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к комбинированной переработке в одной технологической схеме медно-никелевых сульфидных кобальтсодержащих материалов с различным отношением меди к никелю, и может быть использовано при связанной пирометаллургической переработке медных и медно-никелевых материалов с получением из них анодной меди и богатого штейна, содержащего 1-8% железа (богатого штейна), для дальнейшего выделения из них цветных и благородных металлов.

Известен способ комбинированной переработки медного и медно-никелевого сульфидных кобальтсодержащих материалов, с получением анодной меди и медно-никелевого богатого штейна, из которых известными методами выделяют цветные и драгоценные металлы /Схемы материальных потоков ЗФ ОАО "ГМК "Норильский никель": плавильного цеха Медного завода - СТП 4577806.14.55-3-16-2002 и плавильного цеха Никелевого завода - СТП 44577806.14.54-3-15-2002/. Способ (Фиг.1) включает в себя следующие стадии: пирометаллургическую переработку 2 медного материала 1, характеризующегося высоким отношением меди к никелю (Cu/Ni=5-15), с получением анодной меди 3 и никелевых оборотных шлаков 4, охлаждение, дробление и транспортировку никелевых шлаков для их переработки; плавку никелевого медь- и кобальтсодержащего материала (агломерата) 5, характеризующегося низким отношением Cu/Ni=0,5-0,9, вместе с флюсом 6 и оборотными материалами 7 в рудно-термической печи 8 с получением отвального шлака 9 и бедного медно-никелевого штейна 10, конвертирование (продувку) 11 бедного медно-никелевого штейна 10 совместно с никелевым оборотным шлаком 4, металлизированным штейном 12 и флюсом 13 в горизонтальном конвертере с получением богатого штейна (файнштейна) 14 и конвертерных шлаков 15, переработку конвертерных шлаков в обеднительной электропечи 16 и/или в рудно-термической печи 8; при этом при плавке в обеднительной электропечи (ОЭП) в присутствии флюса 16, восстановительного агента 17 и сульфидизатора 18 получают отвальный шлак 19 и металлизированный штейн 12, возвращаемый на конвертирование.

Недостатками данного способа являются: высокие потери цветных и драгоценных металлов из-за большого образования оборотных материалов, что является следствием транспортировки большого количества полупродуктов (бедного штейна и др.) ковшами между аппаратами, а также выбросами расплава и пыли из конвертеров. В результате пирометаллургической переработки помимо выбросов расплавов, особенно при конвертировании образуются безвозвратные потери, вызванные, в частности, образованием пыли и ее неполным улавливанием, а также испарениями с поверхности расплава ряда цветных и благородных металлов и их соединений, практически не осаждающихся в существующих системах пылеулавливания. Повышенная переработка оборотных материалов увеличивает и такие потери.

Также к недостаткам относятся большие энергетические затраты, так как плавка материалов производится в рудно-термической печи. Процессу свойственна сложность утилизации отходящих газов, так как большая часть этих газов образуется на конверторах и отличается высокой нестабильностью (в частности, по составу и температуре). Большие затраты на переделе конвертирования вызваны также переработкой относительно бедных штейнов и необходимостью переработки также большого количества оборотов.

Кроме того, для переработки сульфидных материалов рудно-термической плавкой исходные концентраты предварительно необходимо подвергнуть агломерирующему обжигу для удаления части серы из них. Это требует организации отдельного передела, а также приводит к дополнительному источнику отходящих газов, которые также требуют их утилизации.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ получения анодной меди и богатого медно-никелевого штейна (файнштейна) из медных и медно-никелевых кобальтсодержащих сульфидных материалов /Взвешенная плавка медного и никелевого концентратов. Технологическая инструкция ТИ 48.0401.14.109-34-88. Схема материальных потоков плавильного цеха №1 Надеждинского металлургического завода, СТП 44577806.14.109-3-30-2002 ЗФ ОАО "ГМК "Норильский никель"/. Способ включает следующие операции (фиг.2): медный концентрат 1 (Cu/Ni>15) подвергается пирометаллургической переработке 2 с получением анодной меди 3 и никелевых шлаков 4, а медно-никелевый концентрат 5 (Cu/Ni<0,5) вместе с флюсом 6, возвращаемой в цикл оборотной пылью 7 и окисляющим газом 8 подается в реакционную шахту 9а печи взвешенной плавки (ПВП) 9; при этом в отстойнике 9b ПВП образуются шлак 10 и медно-никелевый штейн 11; шлак 10 из ПВП подается в электрическую печь 12, где он восстанавливается совместно с оборотными материалами 13 в присутствии восстанавливающего агента 14, медно-никелевого сульфидизатора 15 и флюса 16, так что в электрической печи образуются отвальный шлак 17 и металлизированный медно-никелевый штейн 18; металлизированный медно-никелевый штейн 18 совместно со штейном ПВП 11 поступает в конвертеры 19 частично на продувку (варку богатой массы), а частично на переработку никелевых шлаков 4 медной линии в присутствии флюса 20 и восстановителя 21, после чего штейн, образовавшийся от размывки шлака медной линии, совместно с богатой массой перерабатывается вместе с флюсом в конвертере на богатый медно-никелевый штейн (файнштейн) 22, а конвертерные шлаки 23 после получения богатой сульфидной массы направляются на обеднение в электропечь.

Данный способ принимаем за прототип.

Недостатками данного способа являются высокие затраты на производство и повышенные потери цветных металлов. Недостатки вызваны многостадийностью получения богатого штейна из материала и образованием большого количества промежуточных продуктов. Процесс требует перемещения ковшами расплавленного материала между аппаратами. В силу вышеописанных причин процесс образует большое количество оборотных материалов, которые также требуют затрат на их переработку, что также приводит к дополнительным безвозвратным потерям ценных компонентов. Процесс образует два потока разных отходящих газов (с ПВП и конвертеров). Поток отходящих газов конвертера при существующем способе продувки расплава является высоко переменным по количеству и качеству, что делает утилизацию газа дорогой. Использование конвертера также вызывает проблемы, связанные с загазованностью в рабочей области. Прямое получение богатого штейна в ПВП при данной технологической схеме нежелательно, так как в этом случае образуется большое количество богатого шлака ПВП, и его переработка с конвертерным шлаком затрудняет работу ОЭП, что увеличивает потери цветных металлов с отвальными шлаком. Также возникает проблема с переработкой избытка металлизированного штейна ОЭП, что приводит к получению богатого штейна нестабильного состава и затрудняет его дальнейшую переработку, а также сохраняет относительно высокие объемы отходящих конвертерных газов нестабильного состава.

Задача, решаемая изобретением, заключается в снижении затрат на производство и потерь цветных металлов, а также в упрощении утилизации отходящих печных газов при получении богатого штейна.

Техническим результатом от использования изобретения является уменьшение количества основных и вспомогательных операций, снижение количества оборотных материалов, повышение стабильности отходящих газов и концентрация большей их части в одном потоке.

Поставленная задача решается тем, что в результате пирометаллургической переработки материалов с высоким отношением меди к никелю получается анодная медь и никелевый шлак, а материалы с низким отношением меди к никелю вместе с флюсом, возвращаемой в цикл оборотной пылью и окисляющим газом подаются в ПВП, где образуются шлак и медно-никелевый штейн; шлак из ПВП подается в электрическую печь, где он восстанавливается совместно с оборотными материалами в присутствии восстанавливающего агента, медно-никелевого сульфидизатора и флюса, так что в электрической печи образуются отвальный шлак и металлизированный медно-никелевый штейн, который поступает на конвертирование для переработки совместно с никелевым шлаком пирометаллургической переработки медного материала и флюсом; в результате переработки на конвертировании совместно с флюсом и восстановителем образуются конвертерный шлак и богатый медно-никелевый штейн (файнштейн). При этом согласно предлагаемому изобретению в ПВП получают богатый медно-никелевый штейн, а металлизированный штейн ОЭП частично или полностью направляется вместе с конвертерным шлаком на совместную подготовку к переработке. В результате совместной подготовки образуется смесь металлизированного штейна и конвертерного шлака, которая поступает на переработку в ПВП. Еще одно - смесь может поступать непосредственно вместе с материалом в реакционную шахту. Другое - смесь загружают в отстойник ПВП на поверхность шлака. Следующее - совместная подготовка конвертерного шлака и металлизированного штейна к переработке в ПВП может заключаться в совместном дроблении с последующим измельчением. Кроме того, после совместного измельчения смесь может подвергаться окускованию, например окатыванию. Также часть конвертерных шлаков подвергают переработке в обеднительной электропечи. Последнее - часть или весь богатый штейн, полученный при переработке металлизированного штейна и никелевого шлака, загружают в ПВП.

Богатый штейн, полученный как непосредственно в ПВП, так и в результате переработки никелевого шлака в конвертере, поступает в дальнейшую переработку. При этом богатый штейн может быть подвергнут дальнейшей переработке как по технологии флотационного разделения на медный и никелевый материалы, так и по гидрометаллургической технологии, основанной на автоклавном выщелачивании, с дальнейшим выделением из него цветных и благородных металлов.

Получение богатого штейна (файнштейна) непосредственно в ПВП за счет подачи совместно с шихтой необходимого количества кислорода в дутье (газе окислителе) позволяет устранить необходимость использования конвертеров для большей части (~90%) цветных металлов из поступившего на переработку ПВП материала. Также большая часть цветных и драгоценных металлов из материала не участвует в ковшевых операциях, связанных с переделом конвертирования (заливка штейна ПВП в конвертер для получения в нем богатой массы, перелив ковшом богатой массы в конвертер для варки богатого штейна, транспортировка шлака в ОЭП). Получаемый в ПВП богатый штейн может быть как разлит в слитки непосредственно из ПВП, так и подвергнут грануляции. Вышеуказанное соответственно сокращает затраты на получение богатого штейна за счет снижения количества необходимого оборудования (конвертера, ковши и пр.), а также снижает потери цветных металлов за счет снижения, в частности, количества оборотных материалов и конвертерной пыли (особенно богатых цветными и благородными металлами). Большая часть отходящих газов образуется в одном аппарате - ПВП, весьма стабильна и содержит высокие концентрации диоксида серы, что облегчает и удешевляет утилизацию отходящих газов. Другие недостатки прототипа, а именно проблема переработки избытка металлизированного штейна и избытка конвертерного шлака устраняется при этом следующими отличительными признаками данного технического решения.

Совместная подготовка к переработке части металлизированного штейна и части конвертерного шлака призвана обеспечить наилучший контакт оксидов цветных металлов (находящихся в шлаке) и восстановителя с сульфидизатором (в виде металлизированного штейна). Металлическое железо штейна необходимо для восстановления оксидов кобальта до металла, а сульфид железа металлизированного штейна требуется для сульфидирования кобальта, а также оксидов никеля и меди из конвертерного шлака. Последующая плавка этой смеси в ПВП позволяет обеспечить восстановление и сульфидирование цветных металлов из конвертерного шлака и соответственно максимальный переход этих цветных металлов и особенно кобальта из шлака в богатый штейн ПВП. Это снижает содержание цветных металлов в шлаке ПВП, а следовательно, уменьшаются безвозвратные потери цветных металлов с отвальным шлаком. Если не выполнить совместную подготовку к переработке, то не удастся обеспечить хорошего контакта окисленных форм металлов в шлаке с восстанавливающим агентом металлизированного штейна, а значит, увеличится переход цветных металлов в шлак и их дальнейшие безвозвратные потери.

Загрузка смеси конвертерного шлака и металлизированного штейна в ПВП обеспечивает их переработку без использования конвертеров и наиболее короткий путь перехода цветных металлов в конечную продукцию - богатый штейн. Металлизированный штейн смеси способствует разрушению магнетита не только конвертерного шлака в смеси, но и в шлаке ПВП, что как улучшает переход цветных металлов в богатый штейн, так и облегчает дальнейшее обеднение шлака в ОЭП. Это снижает безвозвратные потери цветных металлов с отвальным шлаком. Кроме того, образующийся при переработке данной смеси диоксид серы войдет в единый поток отходящих газов ПВП.

Совместное дробление и измельчение обеспечивает равномерное распределение и создание большой площади контакта компонентов конвертерного шлака и металлизированного штейна. При этом происходит также взаимное заполнение пор и микротрещин компонентами, что облегчает их взаимодействие в процессе плавки и обеспечивает более глубокое восстановление оксидов цветных металлов.

Подача данной смеси на переработку совместно с материалом обеспечивает относительную простоту загрузки полученной шихты в ПВП и последующую ее переработку, а также позволяет снизить получение магнетита в шлаке ПВП, облегчает сульфидирование восстановленных оксидов, снижая тем самым потери цветных металлов со шлаком.

Окускование подготовленной к переработке смеси шлака и металлизированного штейна, например, методом окатывания обеспечивает надежный контакт компонентов и их наиболее полное и эффективное взаимодействие. Окускование смеси устраняет возможность захвата отходящими газами частичек смеси, что снижает пылевынос из ПВП и потери ценных компонентов. Также окускование позволяет произвести измельчение компонентов до более мелких размеров и обеспечить максимальную площадь взаимодействия. Кроме того, это позволяет осуществлять загрузку смеси в отстойник ПВП, а не в реакционную шахту, тем самым сохранить максимальную производительность печи (системы транспортировки шихты и распылителя шихты) по материалу.

Подача смеси конвертерного шлака и металлизированного штейна в отстойник ПВП позволяет обеспечить наилучший контакт компонентов металлизированного штейна не только с оксидами конвертерного шлака, но и с оксидами шлака ПВП. Это способствует наилучшему восстановлению оксидов цветных металлов и особенно кобальта, а также обеспечивает промывку металлическим железом штейна из смеси шлака ПВП. При этом также происходит разрушение части магнетита и снижение его содержания в шлаке ПВП, тем самым облегчается переход цветных металлов из шлака ПВП в богатый штейн. В результате повышается прямое извлечение как кобальта, так и других цветных металлов в богатый штейн и снижается содержание этих металлов в шлаке ПВП, а следовательно, снижаются безвозвратные потери цветных металлов с отвальным шлаком.

Переработка в ОЭП только части конвертерного шлака повышает стабильность состава обедняемых в печи шлаков, что позволяет обеспечить наилучшие условия для обеднения шлака ПВП. Снижается нагрузка по шлакам на ОЭП. В результате снижаются потери цветных металлов с отвальным шлаком. Данная операция может быть востребована, например, при недостаточном количестве металлизированного штейна или нехватке тепла в ПВП для переработки в ней всего объема конвертерного шлака.

Подача в ПВП богатого штейна, полученного в результате переработки металлизированного штейна и оборотного никелевого шлака, обеспечивает усреднение состава готового богатого штейна, что стабилизирует дальнейший процесс разделения богатого штейна на никелевый и медный материалы. При получении богатого штейна в гранулированном виде устраняется необходимость отдельной установки грануляции для данного богатого штейна, а значит, затраты на дополнительное оборудование. Подача богатого штейна в отстойник ПВП может осуществляться как в виде расплава, так и в охлажденном виде. Если богатый штейн был охлажден и раздроблен, то его загрузка в ПВП позволяет регулировать (снижать) температуру расплава в ПВП и тем самым способствовать при необходимости еще и поддержанию ее в оптимальном диапазоне для максимального перехода кобальта в богатый штейн, что снижает потери кобальта с отвальным шлаком.

При изучении патентной и научно-технической литературы не выявлены сведения о комбинированной переработке медного и медно-никелевых сульфидных кобальтсодержащих материалов с получением богатого штейна (файнштейна) непосредственно в ПВП.

Из литературы известен способ прямого получения богатого никелевого штейна в ПВП, включающий в себя следующие стадии: обрабатываемый материал вместе с флюсом, возвращаемой в цикл колошниковой пылью и окисляющим газом подается в суспензионную плавильную печь; в суспензионной плавильной печи образуются шлак и богатый никелевый штейн; по крайне мере, шлак из суспензионной плавильной печи подается в обеднительную электрическую печь, где он восстанавливается в присутствии восстанавливающего агента, так что в электрической печи образуются отвальный шлак и металлизированный штейн; по крайней мере, часть металлизированного штейна из электрической печи возвращается как исходный материал в суспензионную плавильную печь. /Способ производства богатого никелевого штейна и устройство для его осуществления, Теуво Пекка (FI), Тапио Ханниала (FI), Юсси Аксели Астельоки (FI), Патент RU2102509 С1/. Данный способ предназначен для переработки никелевого материала с получением богатого никелевого штейна в печи взвешенной плавки (ПВП).

Однако данный способ предназначен для переработки именно никелевого материала с получением штейна при низком содержании меди (отношение Cu/Ni=0,2 и менее). Способ не предусматривает переработку медно-никелевого материала, не обеспечивает переработку никелевого шлака медной линии, что требует решения этого вопроса в отдельном аппарате.

Экспериментально было показано, что высокое содержание меди в штейне и наличие медно-никелевого сульфидизатора позволяет значительно снизить в шлаке содержание кобальта, никеля и благородных металлов, которые коллектируются в медно-никелевом штейне ОЭП. В результате способ имеет низкое извлечение кобальта и благородных металлов, что объясняется направленностью данного способа на переработку никелевого материала с низким содержанием меди. В предлагаемом же способе не только решается задача переработки никелевого шлака медного производства, но и благодаря наличию меди в материале и использованию медно-никелевых сульфидизаторов в ОЭП повышается извлечение благородных металлов и кобальта в штейн, что снижает их безвозвратные потери с отвальным шлаком. Описанный в литературе способ не применим для получения богатого штейна при комплексной переработке медного и медно-никелевого кобальтсодержащих материалов с высоким содержанием драгметаллов.

Также согласно известному способу часть металлизированного штейна после гранулирования подают в реакционную шахту (вместе с материалом) или заливают в жидком виде в отстойник ПВП. Подача металлизированного штейна в реакционную шахту приводит: во-первых - к окислению (выгоранию) металлического железа еще в реакционной шахте, что не обеспечивает снижение магнетита в шлаке ПВП, а следовательно, повышает потери цветных металлов с отвальным шлаком; во-вторых - к дополнительному расходу кислорода и к повышению тепловых нагрузок на элементы реакционной шахты, что снижает максимальную производительность печи. В предлагаемом же способе металлизированный штейн проходит подготовку к переработке совместно с никелевым шлаком и способствует извлечению ценных компонентов из никелевого шлака медного производства и последующему получению богатого штейна.

Заливка части металлизированного штейна в ПВП (из-за его более высокой, чем шлак ПВП плотности): во-первых - не обеспечивает промывку шлака ПВП и снижение содержания магнетита в нем, что приводит к повышенным потерям цветных металлов со шлаком; во вторых - затрудняет получение богатого штейна с требуемым содержанием железа из-за его перехода железа металлизированного штейна в донную фазу с богатым штейном. Для обеспечения требуемого содержания железа в богатом штейне из-за прихода железа с металлизированным штейном необходимо обеспечивать большее количество кислорода в дутье, что приводит к повышенному образованию магнетита в шлаках и переходу большего количества цветных металлов и особенно кобальта в шлак. В предлагаемом же способе в отстойник ПВП подается смесь конвертерного шлака и металлизированного штейна. Смесь, предварительно измельченная и окускованная, имеет хороший контакт оксидов шлака и металлизированного штейна (как восстановителя). Относительно невысокая плотность данной смеси не допускает ее попадание в донную фазу сразу после загрузки. Все это позволяет обеспечить наилучшее взаимодействие компонентов металлизированного штейна не только с оксидами конвертерного шлака, но и с оксидами шлака ПВП, что способствует максимальному восстановлению оксидов цветных металлов и особенно кобальта, а также обеспечивает промывку шлака ПВП металлическим железом штейна ОЭП из смеси. При этом происходит разрушение части магнетита и снижение его содержания в шлаке ПВП, тем самым облегчается переход цветных металлов из шлака ПВП в богатый штейн. В результате повышается прямое извлечение цветных металлов в богатый штейн и снижается содержание цветных металлов в шлаке ПВП, а следовательно, снижаются безвозвратные потери цветных металлов с отвальным шлаком. Также не происходит существенного изменения содержания железа в богатом штейне.

Предложенный способ осуществляют следующим образом, что поясняется схемой на Фиг.1, 2, 3.

Медно-никелевый кобальтсодержащий сульфидный материал 1 с высоким отношением меди к никелю подвергают пирометаллургической переработке 2, например плавке в печи Ванюкова, конвертированию в горизонтальных конвертерах и огневому рафинированию. В результате данной переработки получают анодную медь 3 и никелевый шлак 4.

Шихту, состоящую из медно-никелевых кобальтсодержащих сульфидных материалов с низким отношением меди к никелю 5, флюса 6 и оборотной пыли 7, непрерывно подают в реакционную шахту 9а ПВП 9, и вместе с ней обеспечивают подачу кислородсодержащего газа 8 в количестве, необходимом для получения богатого штейна с требуемым остаточным содержанием железа, например 3,5%. В результате плавки в отстойнике ПВП 9b образуются шлак 10 и богатый штейн 11. Богатый штейн 11 сливают через шпур на грануляцию или в изложницы с получением слитков и отправляют на дальнейшую переработку.

Шлак 10 из ПВП заливают в ОЭП 12 и вместе с оборотными материалами 13, восстановителем 14, медно-никелевым сульфидизатором 15 и флюсом 16 подвергают плавке. В результате плавки в ОЭП получают отвальный шлак 17 и металлизированный штейн 18. Часть металлизированного штейна 18а после слива из печи охлаждают и направляют на подготовку к дальнейшей переработке 24. Часть же металлизированного штейна 18b заливают в конвертер 19, в котором находится никелевый шлак 4 от пирометаллургической переработки медно-никелевого кобальтсодержащего сульфидного материала с высоким отношением меди к никелю. В результате совместной плавки никелевого шлака 4 и металлизированного штейна 18b в присутствии флюса 20 и восстановителя 21 получают богатый штейн 22 и конвертерный шлак 23. Конвертерный шлак 23 удаляют из конвертера и направляют на дальнейшую переработку.

Конвертерный шлак 23 частично или полностью после охлаждения подвергают дроблению и измельчению 24 совместно с частью металлизированного штейна 18а, а другую часть конвертерного шлака подвергают переработке в ОЭП. Полученная смесь 25 поступает на переработку в ПВП, где происходит восстановление оксидов цветных металлов из шлака и перевод их в богатый штейн. При этом смесь может быть подана 25а как совместно с материалом в реакционную шахту 9а ПВП, так и в отстойник ПВП 9b. Перед подачей в отстойник смесь 25в может быть подвергнута окускованию 26, например окатыванию.

Богатый штейн 22, полученный при переработке металлизированного штейна и никелевого шлака, подают в отстойник ПВП. Подача богатого штейна в отстойник ПВП возможна как в жидком виде, так и в твердом после его охлаждения и дробления.

Полученные богатые штейны 11 и 22 разливают в изложницы или подвергают грануляции, после чего направляют в дальнейшую переработку.

Из полученного по данному способу богатого штейна после его переработки получают, как минимум, два материала - медный и никелевый. После этого медный материал может быть направлен на переработку с получением анодной меди, например, как указано в данном способе.

Примеры конкретного выполнения.

Способ согласно изобретению был применен при комбинированной переработке сульфидного медного концентрата участка разделения богатого штейна (УРФ) и медно-никелевого сульфидного концентрата. Медный концентрат УРФ содержал: 6,3% (вес.) никеля, 67,2% (вес.) меди, 0,2% (вес.) кобальта, а медно-никелевый концентрат содержал: 8,91% (вес.) никеля, 4,41% (вес.) меди, 0,408% (вес.) кобальта.

Пример 1. Медный концентрат УРФ в количестве 549 тонн был переплавлен в печи Ванюкова, после чего подвергнут конвертированию с получением черновой меди, а затем в результате анодного огневого рафинирования была получена анодная медь, разлитая на аноды для электролитического рафинирования. Полученный никелевый шлак был направлен в дальнейшую переработку.

Медно-никелевый концентрат в количестве 5396 тонн загружали через реакционную шахту печи для плавки во взвешенном состоянии (ПВП). Совместно с медно-никелевым концентратом в реакционную шахту печи также подавали окисляющий газ, флюс, колошниковую пыль, выделенную из отходящих газов плавильной печи во взвешенном состоянии. Дополнительно к этому в ПВП загружали смесь конвертерного шлака и металлизированного штейна электрических печей.

Продуктом, полученным из отстойника плавильной печи во взвешенном состоянии, был богатый штейн, содержащий: 43,36% (вес.) никеля; 29,60% (вес.) меди; 1,31% (вес.) кобальта.

Шлак из ПВП далее был направлен в электрическую печь, где восстанавливался совместно с оборотными материалами в присутствии восстанавливающего агента, медно-никелевого сульфидизатора и флюса. При восстановлении были получены отвальный шлак и металлизированный штейн. Металлизированный штейн содержал: 17,00% (вес.) никеля; 8,38% (вес.) меди; 2,65% (вес.) кобальта. Шлак направили в отвал. Металлизированный штейн в необходимом количестве и часть конвертерного шлака направили на совместное дробление и измельчение, после чего загрузили в ПВП.

Остальной металлизированный штейн направили на конвертирование для получения богатого штейна - 2.

Полученный из ПВП и конвертеров кондиционный богатый штейн направили в дальнейшую переработку.

Сравнительные результаты комбинированной переработки медно-никелевых кобальтсодержащих сульфидных материалов с различным отношением меди к никелю по предлагаемому способу и прототипу приведены в таблице 1. Состав продуктов плавки приведен в таблице 2.

Пример 2. Условия проведения процесса, аналогичные примеру 1. Отличается тем, что часть металлизированного штейна и никелевый шлак после дробления и измельчения были загружены в сгуститель оборотной пыли для подготовки к дальнейшей переработке. Пульпа, включающая смесь никелевого шлака, металлизированного штейна и оборотной пыли, прошла совместную сушку. Полученная смесь подана вместе с материалом и флюсом через распылитель шихты в реакционную шахту ПВП на плавку. Состав полученных в процессе продуктов плавки приведен в таблице 2.

Пример 3. Условия проведения процесса, аналогичные примеру 1. Отличается тем, что при этом часть металлизированного штейна и никелевый шлак подвергнуты совместному дроблению и измельчению. Полученную смесь никелевого шлака и металлизированного штейна загружали в отстойник ПВП на поверхность расплава шлака. В результате плавки получены продукты, составы которых приведены в таблице 2.

Пример 4. Условия проведения процесса, аналогичные примеру 1 и 3. Отличается тем, что из полученной смеси металлизированного штейна и никелевого шлака получены окатыши, которые после сушки подавали в отстойник ПВП на поверхность расплава в процессе переработки медно-никелевого концентрата. Составы продуктов плавки приведен в таблице 2.

Пример 5. Условия проведения процесса, аналогичные примеру 1 и 4. Отличается тем, что часть никелевого шлака подвергнута совместной подготовке к переработке с металлизированным штейном, а часть после дробления загружена на переработку в ОЭП. В результате были получены продукты плавки, состав которых приведен в таблице 2.

Пример 6. Условия проведения процесса, аналогичные примеру 1 и 4. Отличается тем, что богатый штейн, полученный при конвертировании части металлизированного штейна, был залит в отстойник ПВП. В результате из ПВП был получен богатый штейн единого состава. Составы продуктов плавки приведены в таблице 2.

Таблица 1

Статья баланса		ед.изм.	Предлагаемый*	Прототип*
Получено
Богатый штейн ПВП		т	1124	0
Богатый штейн конвертеров		т	0	1000
Богатый штейн всего		т	1124	1000
Штейн ПВП рядовой (44% сумм.)		т	0	1241
Штейн ОЭП (металлизированный)		т	465	413
Шлак отвальный		т	6291	5597
Выход оборотов (ковшевых)		т	39	138
Пыль конвертерная		т	9	33
Потери на конвертир. при пер-ке штейна:
	Ni	т	0,61	3,62
	Cu	т	0,11	0,68
	Со	т	0,197	0,334
Потери на конвертир. при пер-ке оборотов:
	Ni	т	0,019	0,069
	Cu	т	0,003	0,012
	Со	т	0,006	0,020
Отходящий газ конвертир. (бедн. по SO2)		тыс.м3	294	1046
Отходящий газ ПВП (богат. по SO2)		тыс.м3	3037	5158
Отходящий газ всего			3331	6204
Загружено
Медно-никелевый к-т ПВП (смесь)		т	5396	4800
Медный к-т (УРФ НЗ)		т	549	488
Задействовано конвертеров (всего)		шт.	4	6
*) данные промышленных испытаний

Использование данного способа: обеспечит снижение затрат на получение богатого штейна при комбинированной переработке медно-никелевых сульфидных кобальтсодержащих материалов; снизит безвозвратные потери цветных металлов; упростит утилизацию диоксида серы из отходящих газов и повысит степень его утилизации. Также наличие избытка металлизированного штейна позволяет увеличить объемы переработки никелевого шлака.

Claims (7)

1. Способ комбинированной переработки медно-никелевых кобальтсодержащих сульфидных материалов с различным отношением меди к никелю, включающий переработку материалов с высоким отношением меди к никелю пирометаллургическим путем с получением анодной меди и оборотных никелевых шлаков, загрузку материала с низким отношением меди к никелю в печь взвешенной плавки вместе с флюсом и оборотной пылью, подачу газа-окислителя и плавку с получением штейна и шлака, переработку шлака взвешенной плавки совместно с медно-никелевым сульфидизатором, восстановителем, флюсом и оборотными материалами в обеднительной электропечи с получением отвального шлака и металлизированного штейна, переработку металлизированного штейна совместно с оборотным никелевым шлаком, флюсом и восстановителем в конвертере с получением богатого штейна и конвертерного шлака, отличающийся тем, что процесс в печи взвешенной плавки ведут с получением богатого штейна, а конвертерный шлак и металлизированный штейн частично или полностью подвергают совместной подготовке к переработке, после чего подают в печь взвешенной плавки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт совместной подготовки к переработке металлизированного штейна и конвертерного шлака подают в печь взвешенной плавки вместе с медно-никелевым кобальтсодержащим сульфидным материалом.

3. Способ по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что продукт совместной подготовки к переработке металлизированного штейна и конвертерного шлака подают в отстойник печи взвешенной плавки на поверхность шлака.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что совместная подготовка к переработке конвертерного шлака и металлизированного штейна включает их совместное дробление и измельчение.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что после измельчения продукт подвергают окускованию, например, окатыванию.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть конвертерных шлаков перерабатывают в обеднительной электропечи.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что богатый штейн, полученный в результате конвертирования металлизированных штейнов и никелевого шлака, подают в печь взвешенной плавки.

Images