На Надеждинском металлургическом заводе имени Б.И. Колесникова (НМЗ, входит в Норильский никель) начинается реализация масштабного проекта строительства комплекса непрерывного конвертирования медных штейнов. Основной целью проекта является значительное снижение воздействия выбросов Медного завода (МЗ) на селитебную зону г. Норильска. Черновая медь будет производится на НМЗ на комплексе непрерывного конвертирования, включающего две печи Ванюкова — конвертерную и обеднительную. Весь существующий объем выбросов диоксида серы конвертерного отделения МЗ будет перенесен на НМЗ.
Конвертирование медных штейнов
Медные штейны, содержащие в зависимости от состава исходного рудного сырья и вида применяемого процесса плавки от 12 до 70… 75 % Cu, повсеместно перерабатывают методом конвертирования. На конвертирование, кроме штейна, в расплавленном или твердом состоянии поступают богатые медью обороты, кварцевый флюс (часто золотосодержащий) и другие материалы.
Как уже отмечалось, медные штейны состоят в основном из сульфидов меди (Cu2S) и железа (FeS). Основная цель процесса конвертирования – получение черновой меди за счет окисления железа и серы и некоторых сопутствующих компонентов. Благородные металлы практически полностью (а также часть селена и теллура) остаются в черновом металле. Вследствие экзотермичности большинства реакций конвертирование не требует затрат постороннего топлива, т.е. является типичным автогенным процессом.
Организационно процесс конвертирования медных штейнов делится на два периода. Первый период – набор сульфидной массы. В основе его лежит процесс окисления сульфидов железа и перевод образующихся при этом его оксидов в шлак. Преимущественное окисление сульфидов железа в первом периоде обусловлено повышенным сродством железа к кислороду по сравнению с медью.
Химизм первого периода конвертирования медных штейнов характеризуется протеканием реакций (16) – (18). Эти реакции обеспечивают практически полное удаление из штейна железа и всю необходимую для процесса теплоту. Обычно конвертирование медных штейнов ведут при 1200… 1280 °С. При относительно низких температурах очень медленно идет реакция (17), что приводит к насыщению расплава магнетитом в результате переокисления FeO. Чрезмерно высокие температуры ведения процесса способствуют быстрому разрушению футеровки конвертера.
В первом периоде происходит также окисление сульфидов меди, но вследствие повышенного сродства к сере она вновь сульфидируется сернистым железом по реакции (13). Содержание меди в конвертерных шлаках обычно составляет 1,5…2%. Вследствие высокого содержания меди конвертерные шлаки с целью обеднения либо возвращаются в оборот (в плавку на штейн), либо подвергаются самостоятельной переработке.
Первый период процесса конвертирования носит циклический характер. Каждый цикл состоит из операций заливки жидкого штейна, загрузки кварцевого флюса и холодных присадок, продувки расплава воздухом, слива конвертерного шлака. Длительность каждого цикла в зависимости от состава исходного штейна составляет 30… 50 мин. После каждой продувки в конвертере остается обогащенная медью сульфидная масса. Содержание меди в массе постепенно возрастает до предельной величины, отвечающей почти чистой полусернистой меди (Cu2S).
Продолжительность первого периода определяется, кроме содержания меди в штейне, количеством подаваемого воздуха, которое зависит в основном от размеров (числа фурм) и состояния конвертера и организации работы. При богатом штейне (35… 45 % Cu) первый период продолжается 6 … 9 ч, при бедном (менее 20 … 25 %) — 24 ч. На 1 кг FeS, содержащегося в штейне, требуется около 2 м3 воздуха.
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!
