Совершенствование пирометаллургических технологий переработки медного концентрата от разделения файнштейна

• Автор: Максимов, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 207 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Методы переработки медного концентрата от разделения файнштейна

1.1. Методы переработки МКРФ на никелевых предприятиях России

1.2. Методы переработки МКРФ, применяемые на зарубежных заводах

1.3. Окислительный обжиг в печах КС в металлургии никеля, кобальта и меди

1.4. Заключение по главе 1

2. Исследование поведения никеля, железа и серы при конвертировании медных штейнов. Исследование тепловой

работы конвертера

2.1. Исследование поведения никеля, железа и серы при конвертировании медных штейнов в лабораторных условиях

2.1.1. Описание лабораторной установки. Методика

проведения экспериментов
2.1.2. Результаты экспериментальных данных
2.2. Исследование поведения никеля, железа и серы при конвертировании медных штейнов в промышленных условиях
2.2.1. Методика проведения экспериментов
2.2.2. Исследование поведения , Со, Си, Ре и Э при конвертировании медных штейнов при температуре С
2.2.3. Поведение никеля, железа и серы в процессе конвертирования медных штейнов при температуре С
2.2.4. Обсуждение полученных результатов
2.3. Исследование структуры шлака
2.4. Обеднение твердых свернутых шлаков
2.4.1. Промывка шлака штейном
2.4.2. Продувка шлаков мазутнокислородной горелкой
2.5 Исследование фазового состава конвертерных пылей
2.5.1. Пыли индивидуальных газоходов КВК3 и КВК4
2.5.2. Пыли пылеуловителей ВЗП
2.5.3. Пыли коллектора грязных газов КГГ
2.5.4 Пыли электрофильтра
2.6 Исследование тепловой работы конвертера
2.6.1. Измерение температуры отходящих газов
2.6.2. Результаты экспериментальных исследований
тепловой работы конвертера
2.6.3. Температурный режим конвертера при работе
на кислородной фурме
2.6.4. Остывание конвертера
2.6.5. Температурный режим конвертера при работе
на кислородномазутной фурме
2.6.6. Математическая модель тепловой работы конвертера
2.6.7. Расчет параметров работы конвертера при различных режимах загрузки
2.6.8. Обсуждение результатов
3. Исследование процесса обжига медного концентрата
от разделения файнштейна в печах КС
3.1. Исследование структуры огарков обжига концентрата
3.2. Работа печей КС с частичным пылевым рециклом
3.2.1. Температура в кипящем слое
3.2.2. Крупность частиц огарка
3.2.3. Содержание серы в огарке
3.2.4. Содержание серы в пыли
3.2.5. Выход огарка
3.2.6. Пылевынос общий и оборотной пыли
пыль 25го бункеров
3.3. Работа печей КС с частичным рециклом огарка
3.3.1. Температура в кипящем слое
3.3.2. Крупность частиц огарка
3.3.3. Содержание серы в огарке
3.3.4. Содержание серы в обжиговой пыли
3.3.5. Выход огарка
3.3.6. Выход оборотной пыли и общий пылевынос
3.4. Работа печей КС с полным пылевым рециклом
3.4.1. Температура в кипящем слое
3.4.2. Крупность огарка
3.4.3. Содержание серы в огарке
3.4.4. Содержание серы в обжиговой пыли
3.4.5. Выход огарка и общий пылевынос при полном
рецикле пыли
3.5. Статистический анализ работы печей КС
3.6. Заключение по главе 3
Выводы
Список использованных источников


Модифицированный конвертер без фурм оборудован шестью пористыми втулками для подачи азота снизу (рисунок 1. Донное перемешивание расплава азотом позволяет привести систему к равновесию. В агрегате установлена отдельная горелка, чтобы обеспечить возможность ведения работы в окислительном режиме во время продувки до черновой меди и в восстановительном режиме во время промывки сплавом. Промывка ведется после каждой загрузки из финишного конвертера. Шлак и избыток сплава идут на плавку в никелевую ветвь. После каждого второго финишного конвертирования два агрегата меняются ролями. Полученная черновая медь поступает на медный рафинировочный завод Копер Клифф, где из нее отливаются аноды, и ведется электролиз для получения катодной меди. Североникель» и институтом Гипроникель. Исходным сырьем является медный концентрат следующего состава, %: ,5 Си, 4,0 №, ,5 Б, 4,0 Ре, 8,0 Н. Принципиальная технологическая схема производства черновой меди представлена на рисунке 1. Рисунок 1. В шихтарнике отделения автогенной плавки производится дозировка шихты, кварцевого флюса, коксика, оборотов, которые транспортером загружают в автогенный аппарат. Туда же мазуто-кислородной фурмой подают кислород и мазут. Плавка идет на получерновую медь, которая подвергается доводке до черновой в конвертере типа Калдо. Схема агрегата для плавки медного концентрата представлена на рисунке 1. Агрегат стационарно установлен на фундаменте. Диаметр кожуха автогенного агрегата - мм, общая высота - мм. Верхняя часть агрегата выполнена в форме усеченного конуса и имеет высоту мм. Агрегат футерован огнеупорным кирпичом таким об-разом, что площадь пода составляет 2,8 м . Огнеупорная кладка по периферии охлаждается медными холодильниками. Автогенный аппарат имеет три водоохлаждаемых шпуровых отверстия. Одно - для выпуска шлака, второе - для выпуска получерновой меди, третье - для полного выпуска из него жидких продуктов плавки. При плавке общий уровень расплава меняется в пределах - мм от уровня пода. Максимальный уровень получерновой меди может достигать мм от пода агрегата. Температура выдаваемых из автогенного агрегата жидких продуктов плавки не должна превышать -°С. Продуктами плавки являются полу черновая медь (1-2% Б), жидкий шлак и отходящие газы, содержащие до % БОг, которые идут на производство серной кислоты. На канадском заводе Томпсон компании ИНКО концентрат, поступающий на переработку, содержит не более 0,2% меди. Сульфид меди, полученный в процессе очистки электролита от меди маломедистого файнштейна (-% № и 2-3% Си), вместе с рудным медным концентратом направляется на медный плавильный завод Копер Клифф []. В последние годы фирмой ИНКО разработана новая технология переработки медно-никелевого сырья, в состав которой входит новый процесс -взвешенное конвертирование МКРФ [-]. Рисунок 1. Подача производится под давлением через шихтовые горелки, расположенные с двух торцов агрегата. Агрегат оборудован двумя дополнительными горелками для сжигания природного газа. Конвертирование ведется на получерновую медь с остаточным содержанием серы «2%. Отходящие газы с содержанием 2 -% поступают на производство серной кислоты. Полученная «сырая» медь направляется в ковшах на финишное конвертирование в конвертер Пирс-Смита. Термодинамически обе реакции вполне осуществимы. При К энергия Гиббса реакции (1. Дж/моль, реакции (1. Дж/моль. На рисунках 1. Си-8 и Си-О. Как видно, в системе Си-Б имеет место широкая область расслаивания. В связи с этим при взаимодействии сульфида меди с кислородом в зависимости от удельного расхода кислорода в системе могут находиться металлическая медь, насыщенная серой, и сульфид меди или металлическая медь, насыщенная кислородом. В обоих случаях будет выделяться диоксид серы. При продувке концентрата в связи с наличием в нем железа оно будет окисляться в первую очередь с образованием оксидного расплава. Таким образом, с теоретической точки зрения процесс может протекать в двух вариантах: в трехслойном режиме (белый матт - «сырая» черновая медь) и в двухслойном (черновая медь - шлак). Са $,оті. Рисунок 1. Ш п / і & д 1 *0 1 С? О.ат. Рисунок 1.