RU2633428C2 - Способ и устройство для обеднения медеплавильного шлака - Google Patents

Способ и устройство для обеднения медеплавильного шлака Download PDF

Info

Publication number
RU2633428C2
RU2633428C2 RU2015121634A RU2015121634A RU2633428C2 RU 2633428 C2 RU2633428 C2 RU 2633428C2 RU 2015121634 A RU2015121634 A RU 2015121634A RU 2015121634 A RU2015121634 A RU 2015121634A RU 2633428 C2 RU2633428 C2 RU 2633428C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
copper
slag
cleaning device
present
inert gas
Prior art date
Application number
RU2015121634A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015121634A (ru
Inventor
Сунлинь ЧЖОУ
Вэйдун ЛЮ
Ху ВАН
Original Assignee
Сян Гуан Коппер Ко., Лтд.
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 Сян Гуан Коппер Ко., Лтд. filed Critical Сян Гуан Коппер Ко., Лтд.
Publication of RU2015121634A publication Critical patent/RU2015121634A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2633428C2 publication Critical patent/RU2633428C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/04—Working-up slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0002—Preliminary treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0026—Pyrometallurgy
    • C22B15/0028—Smelting or converting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0026—Pyrometallurgy
    • C22B15/0028—Smelting or converting
    • C22B15/0047—Smelting or converting flash smelting or converting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0026—Pyrometallurgy
    • C22B15/0054—Slag, slime, speiss, or dross treating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/02—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces of single-chamber fixed-hearth type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/20—Arrangements of heating devices
    • F27B3/205—Burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0033—Charging; Discharging; Manipulation of charge charging of particulate material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/02—Supplying steam, vapour, gases, or liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001—Heating elements or systems
    • F27D99/0033—Heating elements or systems using burners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B2014/002—Smelting process, e.g. sequences to melt a specific material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B2014/002—Smelting process, e.g. sequences to melt a specific material
    • F27B2014/004—Process involving a smelting step, e.g. vaporisation
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

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.

Description

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.

Claims (9)

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.
RU2015121634A 2013-07-23 2014-05-21 Способ и устройство для обеднения медеплавильного шлака RU2633428C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310311055.XA CN103334014B (zh) 2013-07-23 2013-07-23 铜冶炼熔融炉渣贫化的方法
CN201310311055.X 2013-07-23
PCT/CN2014/077950 WO2015010500A1 (zh) 2013-07-23 2014-05-21 铜冶炼炉渣贫化方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015121634A RU2015121634A (ru) 2017-08-29
RU2633428C2 true RU2633428C2 (ru) 2017-10-12

Family

ID=49242209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015121634A RU2633428C2 (ru) 2013-07-23 2014-05-21 Способ и устройство для обеднения медеплавильного шлака

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9903005B2 (ru)
EP (1) EP3026131B1 (ru)
JP (1) JP6030246B2 (ru)
CN (1) CN103334014B (ru)
CL (1) CL2015001670A1 (ru)
ES (1) ES2735333T3 (ru)
RU (1) RU2633428C2 (ru)
WO (1) WO2015010500A1 (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103334014B (zh) * 2013-07-23 2016-01-27 阳谷祥光铜业有限公司 铜冶炼熔融炉渣贫化的方法
CN103388082B (zh) 2013-07-23 2015-05-20 阳谷祥光铜业有限公司 粗铜的生产方法及用于粗铜生产的生产装置
CN105671325A (zh) * 2016-03-15 2016-06-15 东北大学 一种铜冶炼渣的贫化处理方法
CN109055720B (zh) * 2018-09-06 2019-10-25 钢研晟华科技股份有限公司 一种基于碱法改性和低温硫化还原的铜渣制备铁粉的方法
CN110629036A (zh) * 2019-08-16 2019-12-31 中国瑞林工程技术股份有限公司 连续炼铜设备及炼铜方法
CN115141935A (zh) * 2021-03-29 2022-10-04 东北大学 一种铜精炼渣贫化方法
CN115141938A (zh) * 2021-03-29 2022-10-04 东北大学 一种利用铜精炼熔渣对铜冶炼熔渣进行贫化的方法
CN114836630A (zh) * 2022-03-29 2022-08-02 中国恩菲工程技术有限公司 铜精矿协同处理含铜危废的方法及系统
CN115012003B (zh) * 2022-06-20 2024-02-06 中南大学 一种硫化锑矿熔盐电解连续化生产的方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1573963A1 (ru) * 1988-07-07 1995-11-20 Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов Агрегат для переработки шлаков
SU1132550A1 (ru) * 1983-07-25 1996-09-27 Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов Способ переработки медьсодержащих шлаков
CN101705360A (zh) * 2009-11-26 2010-05-12 阳谷祥光铜业有限公司 铜冶炼热态炉渣提铁工艺与装置
RU2476611C2 (ru) * 2007-10-19 2013-02-27 Поль Вурт С.А. Извлечение металлов из отходов, содержащих медь и другие ценные металлы

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2438911A (en) 1945-04-21 1948-04-06 Falconbridge Nickel Mines Ltd Process for recovering metal values from slags
US3281236A (en) 1964-07-01 1966-10-25 Little Inc A Method for copper refining
GB1176655A (en) 1966-04-15 1970-01-07 Noranda Mines Ltd Liquid-Liquid Extraction of Reverberatory and Converter Slags by Iron Sulphide Solutions.
GB1458269A (en) 1973-03-05 1976-12-15 Kennecott Copper Corp Process of extracting copper and/or molybdenum from ferro- silicate slag
US3857701A (en) * 1973-09-26 1974-12-31 Us Interior Smelting of copper oxides to produce blister copper
AU509658B2 (en) * 1978-01-26 1980-05-22 Q-S Oxygen Process Ltd. Treating liquid slag
CA1190751A (en) * 1982-06-18 1985-07-23 J. Barry W. Bailey Process and apparatus for continuous converting of copper and non-ferrous mattes
US6231641B1 (en) 1998-02-12 2001-05-15 Kennecott Utah Copper Corporation Enhanced phase interaction at the interface of molten slag and blister copper, and an apparatus for promoting same
CN1354262A (zh) * 2000-11-16 2002-06-19 承德钢铁集团有限公司 顶侧复吹转炉炼钢方法
US20100107820A1 (en) * 2008-11-04 2010-05-06 Euston Charles R Method for drying copper sulfide concentrates
US8101008B2 (en) 2008-12-20 2012-01-24 Xiangguang Copper Co., Ltd. Anode refinement method for high-sulfur content coarse copper
JP5049311B2 (ja) * 2009-03-31 2012-10-17 パンパシフィック・カッパー株式会社 銅製錬における転炉スラグの乾式処理方法及びシステム
CN101839631B (zh) 2009-07-21 2012-12-26 中国恩菲工程技术有限公司 铜熔炼渣电热贫化炉
CN101736112B (zh) * 2009-12-25 2011-07-06 昆明理工大学 惰性气体喷吹从铜渣中熔融还原提铁的方法
CN101886154B (zh) * 2010-07-02 2012-06-20 昆明理工大学 一种铜渣与铁矿石混合熔融还原制得低铜铁水的方法
CN103014369A (zh) * 2012-11-28 2013-04-03 浙江和鼎铜业有限公司 一种双侧吹熔池熔炼工艺
CN103334014B (zh) * 2013-07-23 2016-01-27 阳谷祥光铜业有限公司 铜冶炼熔融炉渣贫化的方法
CN103388082B (zh) 2013-07-23 2015-05-20 阳谷祥光铜业有限公司 粗铜的生产方法及用于粗铜生产的生产装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1132550A1 (ru) * 1983-07-25 1996-09-27 Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов Способ переработки медьсодержащих шлаков
SU1573963A1 (ru) * 1988-07-07 1995-11-20 Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов Агрегат для переработки шлаков
RU2476611C2 (ru) * 2007-10-19 2013-02-27 Поль Вурт С.А. Извлечение металлов из отходов, содержащих медь и другие ценные металлы
CN101705360A (zh) * 2009-11-26 2010-05-12 阳谷祥光铜业有限公司 铜冶炼热态炉渣提铁工艺与装置

Also Published As

Publication number Publication date
ES2735333T3 (es) 2019-12-18
JP6030246B2 (ja) 2016-11-24
JP2015537121A (ja) 2015-12-24
US20150307959A1 (en) 2015-10-29
EP3026131A1 (en) 2016-06-01
CN103334014A (zh) 2013-10-02
CL2015001670A1 (es) 2016-01-15
AU2014295665A1 (en) 2015-07-02
WO2015010500A1 (zh) 2015-01-29
RU2015121634A (ru) 2017-08-29
US9903005B2 (en) 2018-02-27
EP3026131A4 (en) 2017-03-15
EP3026131B1 (en) 2019-04-17
CN103334014B (zh) 2016-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2633428C2 (ru) Способ и устройство для обеднения медеплавильного шлака
RU2633410C2 (ru) Способ и устройство для получения черновой меди
RU2510419C1 (ru) Способ получения черновой меди непосредственно из медного концентрата
CN103757170A (zh) 一种镍冶炼炉渣喷吹还原提铁的方法
CN104032147A (zh) 一种富氧侧吹熔池熔炼铜锍的生产工艺及三侧吹熔炼炉
CN111778407A (zh) 一种卡尔多炉吹炼含硫粗铜炉渣的处理方法
EA014399B1 (ru) Восстановление свинцового шлака
WO2018228074A1 (zh) 铜熔炼渣综合回收方法及装置
CN111647749B (zh) 一种含铜固废的分离方法
JPH01234A (ja) 硫化鉛または硫化鉛−亜鉛鉱石および／または精鉱の処理法
CN203049009U (zh) 铅闪速熔炼炉
CN114317873A (zh) 一种炼钢造渣工艺
CN101451174B (zh) 非精炼钢渣洗工艺
RU2791998C1 (ru) Способ прямого получения чугуна из фосфорсодержащей железной руды или концентрата с одновременным удалением фосфора в шлак
JPH01268824A (ja) 自熔炉の操業方法
JPS61531A (ja) 硫化銅鉱石の溶錬方法
JP2003003220A (ja) 銅製錬用フラックス及び銅製錬方法
CN113549772A (zh) 含铜废料资源化综合回收有价金属的方法
EA026180B1 (ru) Способ переработки латеритных никелевых руд с получением рафинированного ферроникеля
CN115679118A (zh) 一种侧吹熔池熔炼生产金属化镍阳极板的方法
CN114480863A (zh) 金属镍渣的资源化利用方法
CN116024438A (zh) 一种利用红土镍矿生产镍产品的方法
CN116287761A (zh) 火法炼铅锌的方法、装置及其应用