RU2441081C1 - Method of pyrometallurgical processing of copper-containing materials - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: reducing fuel and copper-containing stock are loaded into shaft furnace. Note here that said coke is produced by carbonising the burden containing 5 to 100% of product, the yield of volatile substances making some 14-25%, obtained by delayed low-temperature carbonisation of heavy oil residues. ^ EFFECT: reduced fuel consumption higher smelting rate of copper-containing stock, reduced copper content in slug. ^ 5 tbl

Description

Изобретение относится к области переработки отходов промышленного производства и может быть использовано для пирометаллургического получения черновой меди из вторичных материалов - отходов.The invention relates to the field of industrial waste processing and can be used for pyrometallurgical production of blister copper from secondary materials - waste.

Известен распространенный в настоящее время способ пирометаллургической переработки в шахтных печах медьсодержащих отходов в черновую медь (У.Хелмс "Шахтная печь для получения вторичной меди" - перевод статьи W.S.Nelmes "The blast - furnace in non - ferrous metallurgy" в журнале Trans. Inst. Mining & Metallurgy, 1984 г., December). Способ включает восстановительную плавку медьсодержащих отходов в шахтной печи с использованием в качестве топлива-восстановителя крупного (100-150 мм) каменноугольного кокса с зольностью 7-8%, выходом летучих веществ не более 0,7 мас.% с использованием раскислителей-флюсов (кварцы, известняк); подачу в шахтную печь холодного или нагретого воздушного дутья; отстаивание и отделение черновой меди от шлаков в обогреваемых отстойниках. При этом расход каменноугольного кокса при подаче холодного дутья составляет около 15 мас.% от массы вторичного сырья и 8-10 мас.% при подаче горячего дутья.The currently known method of pyrometallurgical processing in mine furnaces of copper-containing wastes into blister copper is known (W. Helms, “Mine furnace for secondary copper production” - translation of WSNelmes article “The blast - furnace in non-ferrous metallurgy” in Trans. Inst. Mining & Metallurgy, 1984, December). The method includes reducing smelting of copper-containing wastes in a shaft furnace using large (100-150 mm) hard coal coke with an ash content of 7-8%, volatile substances no more than 0.7 wt.% Using deoxidizing fluxes (quartz , limestone); supplying cold or heated air blast to the shaft furnace; sedimentation and separation of blister copper from slag in heated sumps. In this case, the consumption of coal coke when supplying cold blast is about 15 wt.% By weight of secondary raw materials and 8-10 wt.% When supplying hot blast.

Недостатком данного способа является повышенный расход кокса и повышенный вынос меди со шлаком (повышенное содержание меди в шлаке).The disadvantage of this method is the increased consumption of coke and the increased removal of copper with slag (high copper content in the slag).

Известен способ пирометаллургической переработки медьсодержащих материалов (патент РФ №2249055), включающий загрузку в шахтную печь топлива-восстановителя, медьсодержащих материалов, подачу в шахтную печь холодного или горячего дутья, восстановительную плавку и отделение черновой меди от шлаков, отличающийся тем, что в качестве топлива-восстановителя используют металлургический и кусковой нефтяной кокс, взятые в соотношении соответственно (95-0):(5-100) мас.%. Данный способ принят за прототип.A known method of pyrometallurgical processing of copper-containing materials (RF patent No. 2249055), which includes loading reducing agent fuel, copper-containing materials into a shaft furnace, supplying cold or hot blast to a shaft furnace, reduction smelting and separation of blister copper from slag, characterized in that it is used as fuel -reducer use metallurgical and lump petroleum coke taken in the ratio, respectively (95-0) :( 5-100) wt.%. This method is adopted as a prototype.

В данном способе используют кусковой нефтяной кокс замедленного коксования с выходом летучих веществ не более 14 мас.%.In this method, lump petroleum coke of delayed coking is used with a yield of volatiles of not more than 14 wt.%.

Недостатком известного способа является повышенный расход дорогостоящего кокса, к которому, кроме того, предъявляются повышенные требования по крупности и реакционной способности - необходим кокс с размером кусков 100-150 мм, с низкой реакционной способностью, выходом летучих веществ не более 0,7 мас.% и зольностью в пределах 7-8 мас.%. Т.е. значительные ограничения применения данного способа связаны с тем, что требуются значительные затраты и наличие специального оборудования для получения кокса с такими параметрами.The disadvantage of this method is the increased consumption of expensive coke, which, in addition, has increased requirements for particle size and reactivity — coke is needed with a piece size of 100-150 mm, with low reactivity, the yield of volatiles is not more than 0.7 wt.% and ash content in the range of 7-8 wt.%. Those. significant limitations of the use of this method are associated with the fact that significant costs and the availability of special equipment for producing coke with such parameters are required.

Кроме того, при использовании известного способа происходят повышенные потери меди, связанные с ее выносом со шлаками. Количество образующихся шлаков при известном способе значительно (вследствие значительной зольности металлургического кокса), следовательно, значительны и потери меди.In addition, when using the known method there are increased losses of copper associated with its removal from the slag. The amount of slag formed by the known method is significant (due to the significant ash content of metallurgical coke), therefore, copper losses are also significant.

Также недостатком прототипа является то, что кокс (полукокс) с летучими до 14% содержит высокомолекулярные соединения, которые загрязняют фильтры.Another disadvantage of the prototype is that coke (semi-coke) with volatile up to 14% contains high molecular weight compounds that pollute the filters.

Техническим результатом является снижение расхода топлива и увеличение проплава медьсодержащих материалов за счет повышения теплотворной способности и снижения реакционной способности кокса, снижение содержания меди в шлаках за счет взаимодействия кокса, имеющего высокое содержание серы, с медью из расплава и перевода ее в сульфид серы, переходящий в штейн.The technical result is a reduction in fuel consumption and an increase in the melt of copper-containing materials due to an increase in the calorific value and a decrease in the reactivity of coke, a decrease in the copper content in slags due to the interaction of coke having a high sulfur content with copper from the melt and converting it to sulfur sulfide, converting to matte.

Технический результат достигается за счет того, что в способе пирометаллургической переработки медьсодержащих материалов, включающем загрузку в шахтную печь топлива-восстановителя и медьсодержащих материалов с последующей восстановительной плавкой, согласно изобретению в качестве топлива-восстановителя применяют кокс, являющийся результатом коксования шихты, содержащей продукт с выходом летучих веществ от 14 до 25% в количестве (5-100) мас.%, полученный путем замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков.The technical result is achieved due to the fact that in the method of pyrometallurgical processing of copper-containing materials, including loading into the shaft furnace fuel-reducer and copper-containing materials, followed by reduction smelting, according to the invention, coke resulting from coking of the charge containing the product with yield is used as reducing agent volatiles from 14 to 25% in the amount of (5-100) wt.%, obtained by delayed semi-coking of heavy oil residues.

Кокс, полученный при коксовании нефтяных полукоксов с выходом летучих веществ от 14 до 25%, обогащенных в процессе замедленного полукоксования высокомолекулярными летучими веществами (шихта 6 Таблица 1) отличается от нефтяного кокса, получаемого при прокалке нефтяных полукоксов с выходом летучих веществ 8-10% (до 14%), например, в кольцевых или вращающихся барабанных печах, более высокой прочностью, повышенной крупностью кусков кокса (Д мм), пониженной реакционной способностью (CRI), повышенной послереакционной прочностью (CSR). Таким образом, это специальный кокс с улучшенными свойствами. Добавки такого полукокса к угольным шихтам (шихты 1-5 Таблицы 1) улучшают качество получаемого кокса.Coke obtained during the coking of petroleum coke with a yield of volatile substances from 14 to 25% enriched in the process of delayed coking with high molecular weight volatile substances (charge 6 Table 1) differs from petroleum coke obtained by calcining petroleum coke with a yield of volatile substances of 8-10% ( up to 14%), for example, in ring or rotary drum furnaces, with higher strength, increased coarseness of coke pieces (D mm), reduced reactivity (CRI), and increased postreaction strength (CSR). Thus, it is a special coke with improved properties. Additives of such a semi-coke to coal blends (blends 1-5 of Table 1) improve the quality of the obtained coke.

Кокс, полученный из шихты, содержащей продукт (полученный путем замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков) с выходом летучих веществ от 14 до 25% в количестве (5-100) мас.%, обладает свойствами, приведенными в таблице 1.Coke obtained from a mixture containing a product (obtained by delayed semi-coking of heavy oil residues) with a yield of volatiles from 14 to 25% in an amount of (5-100) wt.%, Has the properties shown in table 1.

Для удобства изложения, продукт с выходом летучих веществ от 14 до 25%, полученный в результате замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков, далее по тексту обозначим как добавку ДК.For convenience of presentation, the product with a yield of volatile substances from 14 to 25%, obtained as a result of delayed semi-coking of heavy oil residues, hereinafter referred to as additive DC.

Угольная часть шихты приведена как один из частных случаев для примера. Возможны другие компоненты и комбинации шихт.The coal part of the charge is given as one of the special cases for example. Other components and combinations of charges are possible.

В таблице 1 приведены примеры шихт, которые обозначены как шихты 1,2,3,4,5,6 и показатели качества кокса из этих шихт.Table 1 shows examples of blends that are designated as blends 1,2,3,4,5,6 and quality indicators of coke from these blends.

Таблица 1                                                     Table 1   Показатели качестваQuality indicators Деловое участие, %Business participation,% Компоненты, шихты, марка угляComponents, blends, coal grade W^r _t, %W ^r _t ,% A^d, %A ^d ,% V^daf, %V ^daf ,% S^d, %S ^d ,% Y, ммY mm R_o,n %R _{o, n} % Шихта произв.Charge production Шихта 1Charge 1 Шихта 2Charge 2 Шихта 3Charge 3 Шихта 4Charge 4 Шихта 5Charge 5 Шихта 6Charge 6 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 11eleven 1212 1313 14fourteen ГЖ+ГЖОGJ + GZHO 9.59.5 7,697.69 38,338.3 0,720.72 20,520.5 0,880.88 3636 30thirty 30thirty 4040 4040 20twenty 00 КО+КСKO + KS 8,08.0 7,07.0 22,822.8 0,850.85 11,011.0 1,151.15 1313 7,57.5 1010 66 00 1010 00 ЖF 10,010.0 8,78.7 22,822.8 0,350.35 18eighteen 0,950.95 1010 1010 1010 88 1010 1010 00 КО+КСKO + KS 7,87.8 10,210,2 24,724.7 0,40.4 11,411,4 1,11,1 1010 1010 1010 66 00 00 00 ОСOS 7,07.0 10,010.0 22,322.3 0.320.32 10,910.9 1,531,53 1010 7,57.5 1010 1010 1010 00 00 ОС+КСOS + KS 7,27.2 7,627.62 37,7237.72 0,50.5 10,110.1 1,411.41 2121 20twenty 20twenty 00 00 00 00 Нефтяной полукокс (добавка ДК)Petroleum Coke (DK additive) 8,38.3 1,11,1 17,717.7 3,63.6 28,028.0 -- -- 55 1010 30thirty 4040 50fifty 100one hundred Шихта производственнаяThe charge is production 11,411,4 9,19.1 27,327.3 0,490.49 15,015.0 1,03
-
1,041,03
-
1,04 100one hundred             Шихта 1Charge 1 10,610.6 8,68.6 27,127.1 0,650.65 15,015.0 1,451.45   100one hundred           Шихта 2Charge 2 10,510.5 8,28.2 27,027.0 0,70.7 15,015.0 --     100one hundred         Шихта 3Charge 3 10,410,4 7,17.1 26,426,4 1,51,5 15,015.0 1,041,04       100one hundred       Шихта 4Charge 4 10,310.3 5,85.8 24,224.2 1,951.95 14,614.6 1,011.01         100one hundred     Шихта 5Charge 5 10,210,2 4,54,5 22,322.3 2,352,35 14,514.5 --           100one hundred   Шихта 6Charge 6 8,38.3 1,11,1 17,717.7 3,63.6 28,028.0 1,41.4             100one hundred

Продолжение Таблицы 1Continuation of Table 1 Компоненты шихты, марка угляCharge components, coal grade Показатели качества коксаCoke Quality Indicators W^r _t, %W ^r _t ,% A^d, %A ^d ,% V^daf, %V ^daf ,% S^d, %S ^d ,% Д, ммMm M25M25 M10M10 CRICRI CSRCSR 1one 15fifteen 1616 1717 18eighteen 1919 20twenty 2121 2222 2323 ГЖ+ГЖОGJ + GZHO                   КО+КСKO + KS                   ЖF                   КО+КСKO + KS                   ОСOS                   ОС+КСOS + KS                   Нефтя-
ной
полу
кокс
(добавка ДК)Oil
Noah
the floor
coke
(supplement DK)                   Шихта производствен-
наяCharge production
naya 5,85.8 12,1-13,012.1-13.0 0,60.6 0,580.58 6262 87,687.6 9,59.5 36,736.7 44,344.3 Шихта 1Charge 1 6,06.0 12,012.0 0,60.6 0,650.65 6565 86,686.6 9,59.5 35,035.0 45,045.0 Шихта 2Charge 2 6,56.5 11,511.5 0,650.65 0,750.75 7070 87,587.5 9,79.7 35,035.0 45,045.0 Шихта 3Charge 3 8,38.3 10,410,4 0,530.53 1,571,57 8383 85,485,4 10,210,2 33,833.8 45,845.8 Шихта 4Charge 4 8,98.9 8,78.7 0,500.50 2,052.05 8585 87,087.0 10,210,2 33,433,4 48,048.0 Шихта 5Charge 5 6,76.7 6.76.7 0,600.60 2,452.45 9090 88,088.0 9,89.8 30,030,0 50,050,0 Шихта 6Charge 6 7,57.5 1,321.32 0,520.52 3,753.75 9595 88,788.7 9,59.5 24,024.0 70,170.1

Пример 7: Шихта 7 составлена из 50 процентов нефтяного полукокса с выходом летучих веществ 14,2% и 50% нефтяного полукокса с выходом летучих веществ 24,8%, при этом получен кокс с показателями CSR=70,5%, CRI=23,8%. При испытании в плавке получены результаты, аналогичные результатам согласно примеру 6.Example 7: The mixture 7 is composed of 50 percent of petroleum coke with a yield of volatiles of 14.2% and 50% of petroleum coke with a yield of volatiles of 24.8%, while coke was obtained with CSR = 70.5%, CRI = 23, 8%. When testing in the heat obtained results similar to the results according to example 6.

Показатель W^r _t - показатель массовой доли общей влаги, А^d - зольность кокса в сухом состоянии; V^daf - выход летучих веществ на сухое беззольное состояние кокса; S^d - содержание серы на сухое состояние кокса; CRI - показатель реакционной способность кокса; CSR - показатель послереакционной прочности кокса.The indicator W ^r _t is an indicator of the mass fraction of total moisture, And ^d is the ash content of coke in the dry state; V ^daf is the yield of volatile substances in the dry ashless state of coke; S ^d - sulfur content in the dry state of coke; CRI - an indicator of the reactivity of coke; CSR is an indicator of the post-reaction strength of coke.

Испытания, результаты которых приведены в таблице 1, проводились на печи Николаева, показывают, что послереакционная прочность кокса, из шихты с добавкой ДК выше, чем у кокса без добавки. Зависимость CSR кокса от содержания добавки в шихте близка к логарифмической: lgCSR=А+BlgC, где С - содержание добавки ДК в шихте.The tests, the results of which are shown in table 1, were carried out on a Nikolaev furnace, show that the post-reaction strength of coke from a charge with DC is higher than that of coke without an additive. The dependence of coke CSR on the content of the additive in the charge is close to the logarithmic: logCSR = A + BlgC, where C is the content of the DC additive in the charge.

Плавка с использованием кокса с добавкой ДК должна сопровождаться при сохранении ранее применяемых условий загрузки (величина колоши) более полным сгоранием (использованием химического потенциала) ввиду снижения высоты колоши, снижения поверхности кусков кокса, повышения газопроницаемости.Melting using coke with the addition of DC should be accompanied by preserving the previously applied loading conditions (spike size) by more complete combustion (using chemical potential) due to a reduction in spike height, a decrease in the surface of pieces of coke, and an increase in gas permeability.

Заявляемый способ был проверен в восстановительной шахтной плавке вторичного медьсодержащего сырья на промышленных шахтных кессонных (водоохлаждаемых) печах высотой от пода до колошника 6065 мм, шириной 1284 мм и площадью сечения в области фурм 8,35 кв. м.The inventive method was tested in recovery mine smelting of secondary copper-containing raw materials on industrial mine caisson (water-cooled) furnaces with a height from the hearth to the top of 6065 mm, a width of 1284 mm and a cross-sectional area in the area of the tuyeres of 8.35 square meters. m

В качестве исходных медьсодержащих материалов используются брикеты из мелких фракций медьсодержащих руд, мелких фракций медных рудных концентратов, пылей конверторов и шахтных печей, вторичного медного концентрата; бытовой и промышленный лом, содержащий медь и драгметаллы, отходы меди и сплавов на медной основе в виде высечки, стружки, обрези, проволоки, отходов проводов и другие материалы в пакетированном и ином виде, шлаки, печные выломки, полученные при производстве сплавов на медной основе, отходы биметалла, фибра, оборотные шлаки и др.As initial copper-containing materials, briquettes from small fractions of copper-containing ores, small fractions of copper ore concentrates, dust from converters and shaft furnaces, and secondary copper concentrate are used; household and industrial scrap containing copper and precious metals, waste of copper and copper-based alloys in the form of die-cutting, shavings, trimmings, wire, wire waste and other materials in packaged and other forms, slags, furnace fragments obtained in the manufacture of copper-based alloys , bimetal waste, fiber, recycled slag, etc.

Химический состав брикетов:The chemical composition of briquettes: Химический составChemical composition СuCu ZnZn PbPb SS SiO₂ SiO ₂ CaOCao FeOFeO Содержание, мас.%Content, wt.% 12-1512-15 4-74-7 1,5-3,01.5-3.0 8-108-10 15-2015-20 4-64-6 25-2325-23

В качестве флюсов применялись известняк и кварцит.Limestone and quartzite were used as fluxes.

Загрузка материалов в печи осуществлялась через загрузочные окна с двух сторон при помощи опрокидывающихся вагонеток колошами весом 20-26 т. Загрузка шихты в печи начинается при опускании сыпи на 2 метра ниже порога. Применялась очередность загрузки шихтовых материалов в печи, предусмотренная технологическим регламентом: топливо-восстановитель, флюсы, кварц, известняк, спецдобавки, фибра, оборотные шлаки, медноцинковые шлаки, медношлаковый концентрат, ломы и биметалл.The materials were loaded into the furnace through loading windows on both sides with tipping trolleys with ears weighing 20-26 tons. The charge loading in the furnace begins when the rash is lowered 2 meters below the threshold. The order of loading charge materials in the furnace was used, as provided for by the technological regulations: fuel reducing agent, fluxes, quartz, limestone, special additives, fiber, recycled slag, copper zinc slag, copper slag concentrate, scrap and bimetal.

В шахтной печи сырье подвергается восстановительной плавке с переводом меди в «черную» медь. «Белые» металлы (цинк, свинец, олово, кадмий) распределяются между возгонами, которые улавливаются при очистке газов в рукавных фильтрах, и также являются товарной продукцией.In a shaft furnace, raw materials are subjected to reduction smelting with the conversion of copper to “black” copper. "White" metals (zinc, lead, tin, cadmium) are distributed between sublimates, which are captured during the purification of gases in bag filters, and are also commercial products.

Плавка велась в соответствии с технологической инструкцией таким образом, чтобы получались жидкоподвижные шлаки с температурой в интервале 1150-1250°С. Состав шлаков поддерживался в интервале,%: SiO₂ - 22-28; CaO - 12-17; FeO - 33-35; Cu - не выше 0,7.Melting was carried out in accordance with the technological instructions in such a way that liquid slags with a temperature in the range of 1150-1250 ° C were obtained. The composition of the slag was maintained in the range,%: SiO ₂ - 22-28; CaO - 12-17; FeO 33-35; Cu - not higher than 0.7.

Продукты плавки (черная медь и шлак непрерывно выпускаются из шахтной печи в электрообогреваемый отстойник, где происходит их разделение. Шлак непрерывно сливается с поверхности ванны отстойника в шлаковозные ванны и вывозится на слив в отвал.Smelting products (black copper and slag are continuously discharged from the shaft furnace into an electrically heated sump, where they are separated. The slag is continuously drained from the surface of the sump into slag baths and transported to a dump in a dump.

Черная медь по мере накопления выдается из отстойника через шпуровое устройство. Черная медь передается для переработки в конверторах.Black copper, as it accumulates, is discharged from the sump through a borehole device. Black copper is transferred for processing in converters.

Применялось нагретое до 400°С воздушное дутье. Расход воздуха (дутья) 33-35 тыс. нм³/час. Упругость дутья 800-1200 мм вод. ст.An air blast heated to 400 ° C was used. Air consumption (blast) 33-35 thousand nm ³ / hour. The elasticity of the blast 800-1200 mm of water. Art.

Осуществлено несколько этапов (периодов) промышленных плавок с применением в качестве топлива-восстановителя кокса из шихты с добавкой коксующейся ДК согласно заявляемому способу при разном долевом участии. В базовом периоде использовали только каменноугольный металлургический кокс.Carried out several stages (periods) of industrial swimming trunks using coke from a charge with the addition of coking DC as a reducing fuel according to the claimed method with different proportions. In the base period, only coal-mining metallurgical coke was used.

Проведенные авторами предлагаемого изобретения промышленные восстановительные плавки медьсодержащих материалов с заменой части металлургического кокса коксом из угольной шихты с добавкой ДК в количестве от 5 до 100 мас.% показали возможность снизить расход кокса при плавке медьсодержащих материалов, показали, что при использовании кокса из угольной шихты с добавкой ДК снижаются потери меди (снижается содержание меди в шлаке), снижается количество шлака.Carried out by the authors of the present invention, industrial reducing melts of copper-containing materials with the replacement of part of metallurgical coke with coke from a coal charge with the addition of DC in an amount of from 5 to 100 wt.% Showed the possibility of reducing the consumption of coke when melting copper-containing materials, showed that when using coke from a coal charge with the addition of DC reduces copper losses (the copper content in the slag decreases), the amount of slag decreases.

Кроме того, за счет снижения зольности кокса и в связи с этим снижения флюсов на шлакование золы кокса также снижается количество шлаков и потери меди с этой частью необразующихся шлаков.In addition, due to the reduction of coke ash and, therefore, the reduction of fluxes for slagging of coke ash, the amount of slag and copper loss with this part of non-formed slag are also reduced.

Ранее по статистическим данным авторов изобретения было установлено, что расход кокса крупнее 40 мм при плавке медьсодержащих материалов на 15% ниже по сравнению с расходом кокса крупнее 25 мм. Следовательно, расход более крупного кокса при прочих равных условиях должен снижаться.Previously, according to the statistical data of the inventors, it was found that the coke consumption is larger than 40 mm when melting copper-containing materials is 15% lower compared to the coke consumption larger than 25 mm. Therefore, the consumption of larger coke, ceteris paribus, should be reduced.

Авторами были проведены испытания и были определены показатели восстановительной плавки медьсодержащих материалов согласно заявленному способу с коксом из шихты с содержанием добавки ДК в количестве от 5 до 100 мас.%.The authors conducted tests and determined the indicators of the reductive melting of copper-containing materials according to the claimed method with coke from the charge with the content of the additive DC in the amount of from 5 to 100 wt.%.

В таблице 3 приведены сравнительные характеристики металлургического кокса (базовый период) и специальных коксов, полученных из угольных шихт с добавкой ДК при различном количестве добавки ДК в шихтах.Table 3 shows the comparative characteristics of metallurgical coke (base period) and special cokes obtained from coal blends with the addition of DC with a different amount of DC addition in the blends.

Таблица 3Table 3 № п/пNo. p / p Вид топливаType of fuel Зольность, мас.%Ash content, wt.% Выход летучих веществ, мас.%The yield of volatiles, wt.% Содержание серы, мас.%Sulfur content, wt.% Крупность, ммFineness, mm Теплота сгорания, ккал/кгCalorific value, kcal / kg   Кокс металлургический МК (базовый период)Coke metallurgical MK (base period) 12,512.5 0.5-1,00.5-1.0 0,580.58 40-5040-50 66006600   Кокс специальный из угольных шихт с добавкой ДК:Special coke from coal blends with the addition of DC:           1one Кокс из шихты с 5% ДКCharge coke with 5% DC 12,012.0 0,600.60 0,700.70 6565 66606660 22 Кокс из шихты с 10% ДКCharge coke with 10% DC 11,511.5 0,650.65 0,750.75 7070 67206720 55 Кокс из шихты с 30% ДКCoke from a charge with 30% DC 10,410,4 0,530.53 1,571,57 8080 69606960 4four Кокс из шихты с 50% ДКCharge coke with 50% DC 6,76.7 0,550.55 2,452.45 9090 72007200 55 Кокс из шихты с 100% ДКBatch coke with 100% DC 1,321.32 0,520.52 3,753.75 9090 78007800

Как видно из Таблицы 3, теплота сгорания специальных коксов с добавкой ДК выше, чем у металлургического кокса. Также, чем больше содержание добавки ДК, тем меньше зольность.As can be seen from Table 3, the heat of combustion of special cokes with the addition of DC is higher than that of metallurgical coke. Also, the higher the content of the DC additive, the lower the ash content.

Результаты испытаний приведены в таблице 4.The test results are shown in table 4.

Таблица 4Table 4   Вид коксаType of coke Расход кокса, %Coke consumption,% Снижение расхода кокса по сравнению с базовым, %Reduced coke consumption compared to the base,% Содержание меди в шлаке, мас.%The copper content in the slag, wt.% Температура расплава, °СMelt temperature, ° С Средняя температура отходящих газов, °СThe average temperature of the exhaust gas, ° C Удельный проплав, т/м²* суткиSpecific melt, t / m ² * day 1one Кокс металлургический крупнее 40 мм (базовый период)Metallurgical coke larger than 40 mm (base period) 8,08.0 00 0,660.66 11451145 390390 79,9279.92 22 Кокс из шихты с 5% ДКCharge coke with 5% DC 7,97.9 1,21,2 0,650.65 11451145 390390 80,1080,10 33 Кокс из шихты с 10% ДКCharge coke with 10% DC 7,57.5 8,08.0 0,640.64 11401140 390390 80,1280.12 4four Кокс из шихты с 30% ДКCoke from a charge with 30% DC 7,17.1 11,311.3 0,630.63 11601160 390390 82,1182.11 55 Кокс из шихты с 50% ДКCharge coke with 50% DC 6,86.8 15,015.0 0,630.63 11501150 395395 82,1582.15 66 Кокс из шихты с 100% ДКBatch coke with 100% DC 6,56.5 18,518.5 0,620.62 11601160 390390 82,5182.51

В таблице 5 приведены сведения о химическом составе шлаков в базовый период (использование кокса металлургического) и при использовании заявляемого способа.Table 5 shows information on the chemical composition of slag in the base period (the use of metallurgical coke) and when using the proposed method.

Таблица 5Table 5 Примеры плавокExamples of swimming trunks Химический состав, %Chemical composition, % Снижение Cu в шлакеDecreased Cu in Slag CuCu SiO₂ SiO ₂ Al₂O₃ Al ₂ O ₃ FeOFeO ZnOZno CaOCao Кокс металлургический крупнее 40 мм (базовый период)Metallurgical coke larger than 40 mm (base period) 0,660.66 27,4427.44 7,357.35 38,5838.58 5,355.35 12,1512.15 00 Кокс из шихты с 5% ДКCharge coke with 5% DC 0,650.65 27,4527.45 7,247.24 37,1337.13 5,645.64 12,4212,42 1,51,5 Кокс из шихты с 10% ДКCharge coke with 10% DC 0,640.64 26,7326.73 7,377.37 37,8837.88 5,205.20 12,4512.45 3,03.0 Кокс из шихты с 30% ДКCoke from a charge with 30% DC 0,630.63 26,8426.84 7,417.41 37,2637.26 5,235.23 13,2113.21 4,54,5 Кокс из шихты с 50% ДКCharge coke with 50% DC 0,630.63 27,4227.42 7,277.27 37,8637.86 5,295.29 12,9112.91 4,54,5 Кокс из шихты с 100% ДКBatch coke with 100% DC 0,620.62 27,1527.15 7,357.35 37,5337.53 5,365.36 12,9612.96 6,06.0

Снижение потерь меди приведено в относительных показателях (%) по отношению к базовому периоду.The reduction in copper loss is given in relative terms (%) relative to the base period.

Результаты проведенных испытаний показали, что при замене части металлургического кокса на специальный кокс из шихты с добавкой ДК происходит сокращение расхода кокса и увеличение проплава по сравнению с металлургическим коксом.The results of the tests showed that when a part of metallurgical coke is replaced with special coke from a charge with DC added, there is a reduction in coke consumption and an increase in melt compared to metallurgical coke.

Сокращение расхода кокса, получаемого из угольсодержащих шихт с добавкой ДК, происходит по двум причинам. Во-первых, у кокса с добавкой ДК ниже зольность (следовательно, выше теплота сгорания - теплотворная способность, см. таблица 3), а во-вторых, выше крупность кусков кокса. Показатель зольности приведен в таблице 1. Промышленная проверка производства кокса из шихты с содержанием добавки ДК в количестве от 5 до 100 мас.% показало, что средний размер кусков такого кокса при содержании добавки ДК в количестве 40% составляет 90 мм. При этом средние размеры металлургического кокса составляют 55-65 мм.Reducing the consumption of coke obtained from coal-containing blends with the addition of DC, for two reasons. Firstly, coke with the addition of DCs has lower ash content (therefore, higher calorific value - calorific value, see table 3), and secondly, the fineness of the coke pieces is higher. The ash index is shown in table 1. An industrial inspection of the production of coke from a mixture with a DC additive content of 5 to 100 wt% showed that the average size of pieces of such coke with a DC content of 40% is 90 mm. The average size of metallurgical coke is 55-65 mm.

Кроме того, кокс из угольной шихты с добавкой ДК имеет повышенную плотность - 1,25 г/см³, против 1,00 г/см³ у кокса без добавки ДК, а также более высокую истинную плотность 1,830-1,840 г/см против 1,790-1,815 г/см³ для коксов из шихт без добавки ДК.In addition, coke from a coal charge with DC added has a higher density - 1.25 g / cm ³ , versus 1.00 g / cm ³ for coke without an added DC, as well as a higher true density of 1,830-1,840 g / cm against 1,790 -1.815 g / cm ³ for coke from the mixture without the addition of DC.

Расход крупного кокса всегда ниже при одинаковых температурных режимах и рациональной технологии загрузки, за счет более полного горения углерода кокса (полного использования химического потенциала, т.е. дожигания СО). Одновременно улучшаются экологические условия за счет снижения расхода топлива и его более полного химического сжигания (снижение выбросов СО).The consumption of large coke is always lower at the same temperature conditions and rational loading technology, due to more complete combustion of carbon coke (full use of the chemical potential, i.e., afterburning of CO). At the same time, environmental conditions are improved by reducing fuel consumption and its more complete chemical combustion (reduction of CO emissions).

Помимо увеличения проплава меди и снижения расхода кокса, заявляемый способ позволяет исключить засорение фильтров, поскольку в способе используется кокс из шихты с добавкой ДК, т.е. продукт, который прошел термообработку в процессе коксования. При этом в процессе коксования летучие удаляются и не превышают 1%. Таким образом, значительно снижается содержание высокомолекулярных соединений, являющихся причиной засорения фильтров.In addition to increasing copper melt and reducing coke consumption, the inventive method eliminates the clogging of filters, since the method uses coke from a mixture with the addition of DC, i.e. product that has been heat treated during coking. Moreover, during coking, volatiles are removed and do not exceed 1%. Thus, the content of macromolecular compounds that cause clogging of the filters is significantly reduced.

Следует также отметить, что с ростом содержания добавки ДК в шихте для коксования, снижается стоимость кокса при одновременном повышении его качества, следовательно, удешевляется процесс пирометаллургической переработки меди.It should also be noted that with the increase in the content of DC additives in the coking charge, the cost of coke decreases while its quality is increasing, therefore, the process of pyrometallurgical processing of copper is cheaper.

Claims (1)

Способ пирометаллургической переработки медьсодержащих материалов, включающий загрузку в шахтную печь топлива-восстановителя и медьсодержащих материалов с последующей восстановительной плавкой, отличающийся тем, что в качестве топлива-восстановителя используют кокс, полученный в результате коксования шихты, содержащей 5-100 мас.% продукта с выходом летучих веществ от 14 до 25%, полученного путем замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков. Method for pyrometallurgical processing of copper-containing materials, including loading reducing agent fuel and copper-containing materials into a shaft furnace, followed by reduction smelting, characterized in that coke obtained by coking a charge containing 5-100 wt.% Of product is used as a reducing agent volatiles from 14 to 25% obtained by delayed semi-coking of heavy oil residues.