Исследование и разработка технологии переработки медно-цинковых концентратов в агрегате совмещенной плавки-конвертирования

• Автор: Беляев, Вячеслав Васильевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 152 с. : ил.

1 Анализ способов переработки сульфидного медного сырья и обоснование направления исследования

1.1 Характеристика автогенных процессов

1.2 Автогенные процессы на основе горизонтального конвертера

1.3 Распределение металлов в автогенных процессах

1.4 Состав сырья уральских предприятий

1.5 Обоснование направления и задачи исследования

2 Межфазное распределение меди и сопутствующих металлов при нагреве и плавке сульфидного сырья

2.1 Поведение металлов при нагреве сульфидного сырья

2.2 Межфазное распределение элементов в сульфиднометаллических системах

2.3 Расслаивание штейно-шлаковых эмульсий

2.4 Структура охлажденных штейнов

2.5 Структура охлажденных шлаков
2.6 Выводы
3 Разработка технологически совмещенного модудя СПК, адаптированного с работой смежных переделов
3.1 Распределение металлов при конвертировании штейнов
3.2 Распределение металлов при плавке концентратов и руд
в агрегате совмещенной плавки-конвертирования
3.3 Переработка штейнов СПК до чернового металла
3.4 Переработка пылей
3.5 Переработка шлаков
3.6 Выводы

4 Опытно-промышленные испытания и экономическая оценка технологии
4.1 Конструкция агрегата
4.2 Плавка медных концентратов в агрегате СПК
4.3 Плавка селективной руды Сафьяновского месторождения
4.4 Программа металлургического расчета плавки сырья в агрегате СПК
4.5 Технологическая схема интегрированного пирометаллургического модуля на базе агрегата СПК
4.6 Экономическая оценка процесса
4.7 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЯ
A. Акт. Испытания по переработке сульфидного сырья в агрегате совмещенной плавки и конвертирования
Б. Акт. Испытания по переработке сульфидного сырья в агрегате совмещенной плавки и конвертирования
B. Пример металлургических расчетов по разработанной программе

Металлургическое производство тяжелых цветных металлов на Урале характеризуется относительно невысокой комплексностью использования сырья, тяжелыми условиями труда и большими выбросами вредных веществ е окружающую среду. Так, при переработке медно-цинковых концентратоЕ используется устаревшая технологическая схема, включающая обжиг концентрата, отражательную или шахтную плавку огарка и конвертирование штейна до чернового металла (ОАО “Святогор”, “СУМЗ”, “Кировоградская металлургическая компания” и “ММСК”).
Технологические схемы предприятий отличаются многостадийностью, чтс обуславливает существенные грузопотоки (в том числе нагретых материалов 1 расплавов), большое количество пыли и газов, требующих сложных ч индивидуальных для каждого агрегата систем очистки. Используемые процессы ш обеспечивают доизвлечения цинка и меди из отвальных шлаков, цинка и свинца и пыли и шламов. Со шлаками, пылью и кеками в отвал направляют около 70 тыс.-цинка, 10 тыс.т свинца и 10 тыс.т меди.
На большинстве пирометаллургических заводов зарубежных стра) используются автогенные способы (Оутокумпу, Норанда, КФП и др.) плавк: сульфидного сырья. Среди разработок отечественных металлургов следует отметит процесс Ванюкова (ОАО “Норникель”, “СУМЗ”, “Балхашмедь”) и КИВЦЭ' (“УКСЦК”, “Лениногорский комбинат”). Использование этих процессов позволяе значительно сократить энергозатраты и выбросы серы в газовую фазу, улучшит условия труда на рабочих местах и снизить численность персонала, занятого в вредном производстве, повысить извлечение ценных металлов и коэффициен комплексности использования сырья.
На сегодняшний день для металлургических предприятий актуальна задач технического перевооружения с переходом на автогенную технологию переработю сульфидного сырья. Одним из вариантов, позволяющим минимизировать затраты н

Уравнения, аппроксимирующие зависимость вязкости эмульсии от объемной доли дисперсной фазы, различны для различных соотношений между вязкостями сплошной и дисперсной фаз. Уравнение, приведенное в [93], применимо для высоких объемных содержаний дисперсной фазы вплоть до 60% и имеют вид: для рр>рд, р. = рс/(1 - |/)(1 - 1,5р/(рс+ Рд),
для Рс<рд, р = Рс/(1 - у)(1 - 6у/(рс+ рд). (2.37)
где р, Pc, рд - вязкости эмульсии, сплошной и дисперсной фаз, Па • с.
С учетом того, что вязкость ршл значительно больше вязкости штейна ршт, для штейно-шлаковой эмульсии вязкость с достаточной точностью можно определить из соотношения:
Р= -РшД1 - у). (2.38)
В нашем случае величина Скр равна 19 кВт/м3. Следовательно, размер гидродинамически устойчивой капли определяется по выражению (2.35) и составляет 1,2 мм.
Таким образом, исходя из технологических параметров процесса плавки и ее конструктивного оформления можно оценить размер гидродинамически устойчивой капли диспергированного штейна, который определяет полноту разделения штейношлаковой эмульсии при отстаивании расплава.
Полнота разделения по удельному весу штейно-шлаковых эмульсий при отсутствии барботажа зависит от размера капель, плотностей фаз, температуры, времени и других параметров.
Верхний предел крупности штейновых капель может быть рассчитан на основании формулы Стокса с поправками Адамара и Рибчинского для случая осаждения жидких капель в жидкости:
V = 0,22*[(р| - p2)r2g/r|2]*[3(n, + П2)/(ЗГ|. + 2П2)], (2.39)
где V - скорость осаждения капли, см/с; g - ускорение силы тяжести, г* см/с2;
Pi и р2 - плотность более и менее плотной жидкости, соответственно, г/см3;