ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки.

Способ переработки вторичного медно-цинкового сырья включа­ет его загрузку в шахтную печь в смеси с флюсующими добавками, плавку, обработку продуктов плавки в электрообогреваемом отстой­нике с последующим конвертированием черной меди на черновую медь, обработку продуктов плавки в отстойнике осуществляют плазменно-дуговым нагревом при температуре 1400-1450°С с подачей углеро­дистого восстановителя, в количестве 1,5-2,0% от веса шлака. Электроды в отстойнике располагают по оси выпуска шлака на расстоя­нии 7-8 диаметров электрода от боковых стен, а в шлак заглубляют первый по ходу расплава электрод.

Сущность способа состоит в следующем. В результате плазменно-дугового нагрева продуктов плавки в отстойнике в заявляемых ус­ловиях железо, никель, цинк, медь переходят в черную медь. Тяже лые цветные металлы (свинец, цинк, олово, сурьма) переходят в возгоны. Присутствие железа в черной меди при последующем кон­вертировании дает возможность обходиться без специальных желе­зистых добавок, чем существенно.повышает экономичность процесса

Никель, содержащийся в черной меди, переходит в конвертерный шлак, из которого его можно извлечь. Цинк, перешедший в чер­ную медь, полностью переходит в возгоны при ее конвертировании. Таким образом, решается задача комплексного извлечения ценных компонентов исходного сырья.

Исследования показали, что для организации оптимального про­цесса существенно важными являются температурный режим и количе­ство подаваемого углеродистого восстановителя. Если температура шлака поддерживается ниже 1400°С, повышается содержание меди в отвальном шлаке (до 0,13%), при повышении температуры шлака вы­шеi450°cрезко снижается стойкость огнеупорной кладки отстойника. При содержании восстановителя менее 1 ,5% растет содержание металлов в отвальном шлаке. При увеличении расхода восстановите­ля более 2,5% резко растет содержание железа в черной меди.

Опытным путем было определено оптимальное расположение электродов в отстойнике. Было предложено располагать электроды по оси выпускного отверстия шлака на расстоянии от боковых стен, установленном в ходе экспериментов, причем первый по ходу рас­плава электрод заглубляется в шлак, а следующий за ним находит­ся над шлаком. Использование такого направления электрического. поля позволяет снизить содержание меди и цинка в шлаке.

При снижении расстояния от боковых стен отстойника, на ко-тором располагают электроды менее 7 диаметров электрода, стой­кость огнеупорной кладки отстойника резко снижается. Увеличение этого расстояния больше 8 является нецелесообразным.

Пример 1. В шахтную печь загружают колошу, состоящую из кокса, флюсующих добавок (кварца, известняка) легкого железного скрапа, оборотного медно-цинкового шлака и вторичного медно-цин-кового сырья..Расплав из шахтной печи, состоящий из шлака, со­держащего, мас., медь 1,8; цинк 7; железо 40; никель 1,2; оло­во 0,6; свинец 0,8; кремнезем 25; окись кальция 12; и черной ме­ди, содержащей, мас.: медь 86; цинк 7; железо 2-3; олово 1,2; свинец 1,5; никель 2, поступает в плазменно-дуговой отстойник, в котором установлены 4 электрода диаметром 200 мм, расположенные по оси выпуска шлака на расстоянии i м друг от друга. Расстояние от оси электрода до боковой стенки отстойника составляет 1,4м (7 диаметров электрода). Первый по ходу расплава электрод из каж­дой пары электродов заглублен в расплав. Плазменная дуга образу­ется за счет подачи через электрод азота. На ванну подается 2% боя электрода от веса подаваемого шлака. Температура ванны под­держивалась~1400°С. Из отстойника непрерывно выпускался шлак, содержащий, мас. медь 0,03; никель 0,05; свинец 0,05; олово 0,08; цинк 0,50 и периодически выпускалась черная медь, содержащая, мас: медь 86; железо 3,0; никель 2,5; свинец 2, цинк 7. В возгонах со­держалось, мас. медь 2,0; цинк 40,0; олово 10; свинец 17. Черную медь направляли на конвертирование, шлак в отвал. После конверти­рования получают черновую медь марки М44-М43 и конвертерный шлак с содержанием никеля 3,5 мас, подвергающийся переработке с целью извлечения никеля.

Пример 2 (по прототипу). Расплав из шахтной печи этого же состава, что и в примере i, подавали в электрообогреваемый горн-отстойник, в котором установлены три графитированных электрода диаметром 800 мм. Черная медь выдается из внешнего горна через шпуровое отверстие в ковш, шлак непрерывно сливается с поверхности в шлаковые чаши. Состав шлака, мае. медь 0,7, никель 0,2; свинец 0,5, олово 0,3; цинк 8,0. Черная медь о содержанием же­леза 1,5 мас. направлялась на конвертирование. В результате кон­вертирования получали черновую медь маркиm45-m46.Никель в этом способе безвозвратно теряется.

Наилучшие показатели достигаются при значениях отношения расхода восстановителя к весу шлака (%), равных 1,5-2,0. При снижении этой величины <1,5 наблюдается="" рост="" содержания="" ме­таллов="" в="" отвальном="" шлаке,="" ухудшается="" состав="" черной="" меди="" и="" воз-гонов.="" превышение="" указанной="" величины="" заявляемого="" верхнего="" преде­ла,="" равного="" 2,0,="" приводит="" к="" значительному="" увеличению="" содержания="" железа="" в="" черной="" меди="" (="">3,5), что является нежелательным с точки зрения дальнейшего конвертирования. В случае заглубления в шлак первого по ходу шлака электрода наблюдается минимальное содержан-ние металлов в шлаке.

Способ позволяет решить проблему комплексной экономической пе­реработки вторичного медно-цинкового сырья. Существенно увеличи­вается степень извлечения цветных металлов, обеспечивается воз­можность извлечания никеля, черновую медь получают более высоко­го качества, значительно повышается экономичность процесса.