Разработка процессов окатывания и паровоздушного обжига медного концентрата для плавки на черновую медь

• Автор: Катренов, Бауыржан Боранбаевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 167 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1 Анализ проблем переработки медного концентрата и обоснование направления исследования

1.1 Характеристика руд и концентратов

1.2 Особенности переработки медной шихты полиметаллического

состава по традиционной технологии

1.3 Пути утилизации сернистого ангидрида

1.4 Возможности альтернативных технологий переработки медного концентрата

1.5 Обоснование выбора связующего для окускования концентрата

1.6 Особенности паровоздушного обжига сульфидных материалов
1.7 Взаимодействие диоксида серы с сероводородом в водной
среде
1.8 Методы выделения серы из суспензионного раствора
1.9 Цель и задачи исследования
2 Окускование медного концентрата
2.1 Приложение вероятностной теории прочности к прочностным характеристикам окатышей
2.2 Методика экспериментов
2.3 Статическая прочность окатышей, полученных с применением
в качестве связующего водного раствора лигносульфоната
2.4 Статическая прочность окатышей, полученных с применением в качестве связующего водного раствора лигносульфоната с добавкой медного купороса
2.5 Динамическая прочность окатышей, полученных с применением в качестве связующего водного раствора лигносульфоната

2.6 Динамическая прочность окатышей, полученных с применением в качестве связующего водного раствора лигносульфоната с добавкой медного купороса
2.7 Термическая прочность окатышей
2.8 Анализ статической, динамической и термической прочностей окатышей, полученных с использованием
двух видов связующего
2.9 Пористость окатышей
2.10 Выводы
3 Паровоздушный обжиг медного концентрата
3.1 Методика проведения экспериментов по паровоздушному обжигу медного концентрата
3.2 Влияние медного купороса на степень десульфуризации окатышей из медного концентрата при паровоздушном обжиге .
3.3 Выбор агрегата для паровоздушного обжига
3.4 Химическая основа обжига в агло-шахтной печи
3.5 Выводы
4 Укрупненно-лабораторные испытания технологии переработки медного
концентрата на черновую медь
4.1 Окускование медной шихты
4.2 Паровоздушный обжиг окатышей
4.3 Выплавка черновой меди
4.4 Технологическая схема переработки медного концентрата на черновой металл
4.5 Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Медь является одним из важнейших материалов современной техники. Республика Казахстан и Российская Федерация располагают большими запасами медных руд. Однако запасы легкообогатимых сульфидных медных руд истощены и предприятия этих стран, производящие медь пирометаллургическим способом, вынуждены вовлекать в переработку труднообогатимое сырье полиметаллического типа. При обогащении таких руд выделяют концентраты с низким содержанием меди и повышенным - железа, свинца, цинка и серы. Переработка высокосернистых медных концентратов полиметаллического типа по существующей технологии, предусматривающей выплавку штейна с его последующим конвертированием на черновую медь, сопровождается потерями меди с печными шлаками и выделением большого количества сернистого ангидрида, который традиционно утилизируют с получением серной кислоты. Из-за низкого спроса на серную кислоту и ограниченной мощности действующих сернокислотных цехов, утилизация всего объема сернистого ангидрида не представляется возможной. По этой причине часто происходит вынужденный выброс сернистого газа в окружающую среду. Сложившаяся ситуация потребовала принятия мер, направленных на уменьшение количества сернистого ангидрида, поступающего на переработку в сернокислотные цеха. Учитывая это, разработка альтернативной технологии переработки высокосернистого медного концентрата, обеспечивающей снижение количества выделяемого сернистого ангидрида, является актуальной.
Одним из перспективных способов переработки медного концентрата, обеспечивающих снижение объемов выделяемого сернистого ангидрида, является получение черновой меди по технологии, предусматривающей окускование концентрата, паровоздушный обжиг окатышей и последующую электротермическую переработку полученного огарка на черновой металл. Технология обеспечивает частичный перевод серы концентрата в элементное состояние на стадии паровоздушного обжига.

С учетом формулы (2.5) вероятностная модель ударной прочности окатышей имеет вид:
Ру= 0,5^'“’^, (2.6)
где Ру - вероятность сохранности окатышей (доля неразрушенных окатышей при наложении динамической нагрузки путем сбрасывания с определенной высоты), доли ед.; ру- эффективное поверхностное натяжение окатышей при ударной нагрузке, Дж/м2.
Масса и диаметр окатыша связаны между собой через экспериментально определяемую насыпную массу (у, кг/м3):
у = т1<£ _ (2.7)
С учетом формулы (2.7) вероятностная модель ударной прочности окатышей примет следующий вид:
Ру= 0,5^"'^. (2.8)
Энергию статических нагрузок можно представить через экспериментально определяемую массу статической нагрузки на окатыш (та, кг):
Эн = тсёс1. (2.9)
С учетом формулы (2.9) вероятностная модель статической прочности окатышей примет следующий вид:
Рс= 0,5(2т^с)6, (2.Ю)
где Рс - вероятность сохранности окатышей (доля неразрушенных окатышей при наложении статической нагрузки), доли ед.; рс- эффективное поверхностное натяжение окатышей при статической нагрузке, Дж/м2.
Для сохранности окатышей при термических нагрузках вероятностное распределение можно выразить через модель статической прочности (2.10), подставив в нее вторичную зависимость эффективного поверхностного натяжения от температуры обжига. Вероятностная теория прочности позволяет также рассчитывать сохранность окатышей при любом комбинировании нагрузок