SU1487819A3

SU1487819A3 - Cпocoб kohbeptиpobahия meдhыx шteйhob

Info

Publication number: SU1487819A3
Application number: SU802901508A
Authority: SU
Inventors: J Keith Brimacombe; Enrique O Hoefele
Original assignee: Liquid Air Canada
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1989-06-15
Also published as: ZM3680A1; MX152977A; EP0020186A1; AU527584B2; BE898341Q; JPS55138029A; US4238228A; ZA801734B; JPH0125815B2; AU5675480A; CA1142366A

Description

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН „ЗУ _И1)1487819 АЗ (51)4 С 22 В 15/06_

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ВСЕСОЮЗНА (21) 2901508/23-02 (22) 26.03.80 (31) 024243 (32) 27.03.79 (33) из (46) 15.06.89. Бюл. № 22 (71) Канейдиан Ликид Эр Лтд (СА) (72) Дж. Кейт Браймакомб (СА) и Энрике О. Хоефеле (СЬ) (53) 669.333.3(088.8) (56) Заявка Франции № 2219235, кп. С 22 В 15/06, 1974.

(54) СПОСОБ КОНВЕРТИРОВАНИЯ МЕДНЫХ ШТЕЙНОВ (57) Изобретение касается конвертирования медных штейнов в конвертере подачей дутья, содержащего 21-40% кислорода, через фурмы. Целью изобретения является сокращение износа огнеупорной футеровки конвертера. Подачу дутья осуществляют в период продувки при давлении 3,5-10,5 кг/см²со скоростью более 0,9 М. При повороте конвертера от загрузки к продувке и обратно дутье подают при давлении 0,7-1,4 кг/см^. Продувку ведут через 3-6 фурм. Сечение фурм в свету составляет 6,5-19,5 См², фурмы расположены на расстоянии 91,5 см от торцов и 20,3-38 см друг от друИзобретение предназначено для конвертирования медных штейнов до черновой меди.

Цель изобретения - сокращение износа огнеупорной футеровки конвертера.

Условия в конвертере в процессе продувки меняются следующим образом. Температурный диапазон, в котором работают конвертеры, согласно изобретению составляет примерно 11001300°С. Время продувки 6-20 ч в зависимости от качества штейна. Загрузка колеблется в пределах 100-200 т штейна в зависимости от качества штейна, флюса - в пределах 20-60 т (также в зависимости от качества штейна). При такой загрузке сырья расход кислорода, необходимого для окисления, находится в интервале 112-224 м^г/мин. Выход составляет

70-120 т меди и 30-80 т шлака за цикл. Частота пробивания по известному процессу - каждые 15-60 с. Согласно изобретению пробивание обычно необязательно вплоть до конца процесса продувки, однако стандартные пробойники используются к концу цикла, особенно для меди, когда снижается расход газа, а следова-·. тельно, и температуры.

За счет инжекции газа высокого давления по предлагаемому способу общий расход его может возрасти примерно до 840 м³/мин, в этом случае уменьшение времени цикла пропорционально увеличению расхода.

311 ,.,,1487819 >

см

При вращении печи от положения загрузки в положение продувки до достижения требуемой степени погружения давление в фурмах поддерживают

1487819 2

0,7-1,4 кг/см(преимущественно 1,05 кг/см²).

На продолжительность цикла влияет качество сырья. Так различные марки сырья содержат от 20 до 60% Си (для меди).

Высококачественные штейны получа-'. ют, когда концентраты обогащены медью за счет высокого содержания халь-Ц) коцита (Си^З) и/или когда для расплавления твердого концентрата используют методы пламенной плавки.

В этом случае обычно получают штейн, содержащий 55% Си. Поскольку при 15 большем содержании Си содержание Ре в штейне ниже, то образовывается .. меньшее количество шлака и объем конвертера в большей степени заполняется ценным металлом, например Си^З 20 (образующимся на первой стадии цикла конвертирования меди),. В этом случае свежий штейн (или исходный штейн) вводится за меньшее число промежутков времени (дважды для штейна с 55% 25 Си) и продолжительность цикла меньше, поскольку на первой стадии конвертирования окисляется меньшее количество РеЗ.

Пример 1. Использовали конвертер длиной 1068 см и диаметром

396.5 там, снабженный 3-6 фурмами с внутренним диаметром 1,27 см. В качестве сырья использовали медный штейн (55% Си), Флюс содержал 85% 5ьО_г. Окисляющий газ - воздух.

Первая стадия цикла обработки:

1. Конвертер горячий сразу после завершения предыдущего цикла,

2. Через, горловину с помощью ковшей, приводимых в действие кранами, загружают 80-100 т штейна. Для загрузки конвертера необходимо 4-5 полных ковшей. Температура штейна 11001150°С_о

Зо В положении загрузки конвертера (фурмы не погружены в ванну) через фурмы продувают воздух при низком давлении, не больше 1,05 кг/см²,

4. Конвертер вращается до достижения положения продувки, фурмы погружены на 45,7 см в расплавленный штейн.

5. Давление продувки повышают до

8.5 кг/см² сразу после достижения конвертером положения продувки.

6о Скорость воздушного потока поддерживается равной примерно .

^700 м^ь/мин в течение приблизительно 45 мин. В этот момент температура в конвертере составляет примерно „ , 1200°С в зависимости от температуры исходного сырья.

7. Давление продувки снижают до 1,05 кг/см², конвертер поворачивают до положения загрузки и отключают воздушный поток.

8. Через горловину конвертера загружают 15-20 т кремнесодержащего флюса.

9. Вновь начинают продувку, как в пп. 3-5.

10. После продувки в течение 2030 мин воздушный поток отключают, как по пункту 7.

11. В этот момент температура в конвертере составляет приблизительно 1220-1240°С_о Содержание меди в штейне 72-75%. Образуется примерно 35 т шлака.

12. Сливают приблизительно 30 т шлака (2 ковша).

13. Если температура в конвертере по π. 11 выше, чем 123О°С, то в конвертер загружают примерно 10 т холодного материала (твердый рециркуляционный материал).

14. В конвертер добавляют 40-60 т свежего штейна (55% Си) (2-3 ковша),

15. В этот момент обычно добавляют еще 10-20 т.

16. Начинают продувку по пп. 3-5.

17. Повторяют п, 6,

18. Операции по пп. 8 и 9 можно проводить или нет в зависимости от .·> того, проводится ли операция по п.15.

19о Через 60-80 мин продувки (от п. 16) воздух отключают согласно п.7.

20. Температура в конвертере составляет примерно 1220-1240°С. Качество штейна 78-80% (большая часть или весь Ре8 окисляется, и образуется примерно 30 т шлака). Этот шлак сливают в ковши.

21. Конец первой стадии: вместе с продуктом в реакторе остается 80110 т Си₁5,

Вторая стадия: исходным материалом является, в основном, Си^З, может присутствовать Ре8 и/или флюс.

22. Если температура в конце-стадии слишком высока (свыше 1240°С) и/или . остаются относительно чистые медные оборотные материалы (80% Си или более) то в реактор добавляют примерно 10 т холодного оборотного материала.

з 1487819

23о Начинают продувку, следуя . пп. 3-5 первой стадии.

24. Скорость воздушного потока поддерживают примерно при 700 м³/мин 5 при давлении 8,4 кг/см¹. Обычно на второй стадии нет остановок. Температура медленно повышается от 1180°С до 1220°С. Время продувки меняется в зависимости от количества Си^З, содержащегося в системе в начале второй стадии, и составляет 3-4 ч ('общее время продувки, в цикле составляет·

5-8 ч, общее время цикла, включая загрузку, остановы на краны и т.п. продлевает цикл на 1-2 ч.

25. Когда содержание Си в ванне составит 97-98% (опытный оператор точно может указать этот момент), . давление снижают не более чем до 1,05 кг/см¹.

о Примерно через 5 мин конвертер поворачивают в положение загруз•ки и отключают газ. Можно добавить 25 немного флюса для связывания оксида железа, который может находиться в системе.

27. Конечный продукт представляет собой черновую медь в количестве 60-90 т (98,5-99,5% Си). *

Низкокачественные штейны образуются , когда концентраты обогащены халькопиритом и плавятся в отражательной печи. В таких случаях, как правило, получают штейн, содержащий 30% Си. ^5 Это значит, что в штейне содержится большее количество РеЗ и образуется большее'количество шлака и меньшее количество. Си (в виде Си^З) в реакторе.

Для решения этой проблемы в конвертер добавляют свежий штейн несколько раз в процессе первой стадии продувки (примерно 5 раз для штейна с 30% Си) и соответственно меняются количества загружаемого флюса и образующегося шлака. Однако в основу работы конвертера заложены те же принципы: температуры не превышают 1 . 1250°С; тщательная оценка качества штейна в процессе продувки.

Пример 2. В конвертере обрабатывают штейн, содержащий 30% Си, так же, как и в примере 1, используя тот же флюс и воздух в качестве окислягацего газа.

Цикл состоит в следующем.

Пп. 1-4 те же, что и в примере 1 _Ф<

Для пп. 5 и 6 температура в конвертере превышает 1250^рС, так как время продувки больше. Этого можно избежать, понизив давление продувки примерно до 5,6 кг/см¹ в 6 фурмах и уменьшив общий расход не более чем до 560 м³/мин. И наоборот, давление продувки может быть 8,4 кг/см^г, но число фурм при этом составляет 4 и также снижен общий расход не более чем до 560 м⁵/мин.

Кроме того, во избежание высоких температур можно использовать давление продувки 8,4 кг/см¹, общий расход воздуха 700 м³/мин и 6 фурм, а также добавки больших количеств холодных рециркулирующих материалов, однако такой путь требует более частых остановов при продувке и большого количества холодных материалов.

За исключением этого, процесс проводят аналогично примеру 1, но время продувки больше (т.е. приблизительно 60 мин).

7. То же, что и в примере 1.

8. Требуется 30 т флюса.

9. То же, что и в примере 1.

10. Время продувки 30-45 мин.

11. То-’же, что и -в примере I, за исключением того, что содержание

Си в штейне составляет 45%,

12. Образуется 60 т шлака.

13. Вводят 10-20 т холодного материала.

14. 60 т свежего штейна (30% Си).

15. 30 т флюса,

16. То же, что и в примере 1.

17. То же, что и в п. 7 для низко качественно го штей на.

18. То же, что ив примере 1.

19. 60 мин; штейн с содержанием 55-60% Си..

20. Повторяют пп. 12-19 со следующими изменениями:

12. Примерно до 40 т шлака.

13. Примерно до 10 т холодного материала.

14. Примерно до 40 т штейна.

15. До 20. т флюса.

и 17. То же, что и в примере 1.

19. 60 мин; штейн содержит примерно 70% Си.

20. Повторяют пп. 12-17 со следуюйиш. изменениями:

' - 12. 30 т.шлака.

13. Ют. холодного шлака необязательно) . '

... 14. 20 т свежего штейна.

15. 10 т флюса (в противном случае пп. 16-21 те же, что и в примере 1 до конЦа первой стадии).

Вторая стадия аналогична описанной в примере 1.

Следующие переменные влияют на . протекание процесса.

При использовании обогащенного кислородом воздуха улучшается тепловой баланс и сокращается время цикла,, Это существенно, когда

а) используется 50%-ный штейн, поэтому при более низком содержании Ре8 в свежем штейне не генерируется большого количества тепла (холодные штейны) на первой стадии;

б) используются низкокачественные штейны и требуется плавить большие количества холодных материалов (рециркуляционный материал) или даже концентраты;

в) на второй стадии, особенно если велик расход на фурму, происходит некоторое охлаждение расплава в зоне фурм за счет повышенных давлений.

Приповышенном расходе газа (840 м /мин) повышается концентрация 0^ , т.е. улучшается генерирование тепла, однако это может вызвать также избыточное выведение материала из ванны с отходящим газом, что сокращает продолжительность цикла. Это удобно в тех случаях, когда

а) фурмы расположены около одного конца реактора-, а горловина - у другого; .

б) существует необходимость генерирования большего количества тепла при использовании обогащенного кислородом газа;

в) в реактор не загружают тонкоизмельченные материалы (например, концентраты).

Claims

Формулами з обр етения Способ конвертирования медных штейнов, включающий загрузку медного штейна и флюса в горизонтальный ци- , линдрический конвертер, содержащий продолговатую закрытую камеру, образованную цилиндрическим металлическим корпусом и круглыми торцами и имеющую огнеупорную футеровку, горловину, отводящую отходящие газы трубу, металлические фурмы, входящие в камеру через -корпус и проходящие через огнеупорную футеровку, внешние устройства для подачи окисляющего газа под давлением в фурмы, устройства, поддерхсивающие конвертер в горизонтальном положении при повороте его от положения загрузки в положение продувки, при котором концы фурм погружены в_ванну, продувку расплавленного штейна струями окисляющего газа, содержащего 21-40% кислорода, под поверхность расплава, проходящими 25 через ванну расплава, с поддержанием автогенности процесса при температуре до 1300°С, поворот конвертера между положениями загрузки и продувки для загрузки флюса, удаление шлака, повторную загрузку и извлечение получен10 ной меди из конвертера,_е о т л и чающии ся тем, что, с целью сокращения износа огнеупорной футеровки конвертера, при продувке подачу окисляющего газа ведут при давлел , нии 3,5-10,5 кг/см^г и скорости более 0,9 М, при повороте конвертера от положения загрузки в положение продувки , и обратно подачу окисляющего газа ве40 дут при давлении 0,7-1 ,4 кг/см \ продувку ведут через 4-6 фурм с площадью поперечного сечения 6,5-19,5 см¹²каждая, расположенных на расстоянии 20,3-38 см друг от друга и на расстоянии 91,5 см от торцов продолговатой закрытой камеры, причем окисляющий газ подают в расплав на глубину 38-45,7 см под углом вниз к горизонтали.