RU2633428C2 - Способ и устройство для обеднения медеплавильного шлака - Google Patents
Способ и устройство для обеднения медеплавильного шлака Download PDFInfo
- 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
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)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (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.
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)
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*** |
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)
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)
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 |
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 |
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 |
-
2013
- 2013-07-23 CN CN201310311055.XA patent/CN103334014B/zh active Active
-
2014
- 2014-05-21 JP JP2015545661A patent/JP6030246B2/ja active Active
- 2014-05-21 EP EP14830180.7A patent/EP3026131B1/en active Active
- 2014-05-21 US US14/649,800 patent/US9903005B2/en active Active
- 2014-05-21 WO PCT/CN2014/077950 patent/WO2015010500A1/zh active Application Filing
- 2014-05-21 RU RU2015121634A patent/RU2633428C2/ru active
- 2014-05-21 ES ES14830180T patent/ES2735333T3/es active Active
-
2015
- 2015-06-15 CL CL2015001670A patent/CL2015001670A1/es unknown
Patent Citations (4)
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 |
---|---|
JP2015537121A (ja) | 2015-12-24 |
CN103334014A (zh) | 2013-10-02 |
JP6030246B2 (ja) | 2016-11-24 |
EP3026131B1 (en) | 2019-04-17 |
RU2015121634A (ru) | 2017-08-29 |
CN103334014B (zh) | 2016-01-27 |
US20150307959A1 (en) | 2015-10-29 |
WO2015010500A1 (zh) | 2015-01-29 |
EP3026131A1 (en) | 2016-06-01 |
ES2735333T3 (es) | 2019-12-18 |
EP3026131A4 (en) | 2017-03-15 |
CL2015001670A1 (es) | 2016-01-15 |
AU2014295665A1 (en) | 2015-07-02 |
US9903005B2 (en) | 2018-02-27 |
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 | |
CN103667738B (zh) | 富氧侧吹双区熔池熔炼炉及其含铜复杂物料炼冰铜方法 | |
CN203049009U (zh) | 铅闪速熔炼炉 | |
CN112176202B (zh) | 一种采用富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼方法 | |
CN114480863A (zh) | 金属镍渣的资源化利用方法 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 |