Введение к работе
Актуальность темы. Медный концентрат от разделения файнштейна (МКРФ) содержит около, % (масс ) 5 никеля, 3 железа и 21 серы
На комбинате «Североникель» ОАО «КГМК» часть МКРФ подвергается плавке в отражательной печи и кислородной продувке расплава в вертикальном конвертере с получением черновой меди и твердого шлака, который направляется в плавильное никелевое производство комбината «Печенганикель»
Важнейшей задачей конвертирования расплавленного концентрата является снижение содержания никеля в черновой меди с переводом его в твердый шлак На ОАО «КГМК» предполагается внедрение двухзонной печи Ванюкова с получением богатого штейна, в этом случае образующееся количество твердых шлаков невозможно переработать в конвертерном переделе Необходимо разрабатывать дополнительные методы снижения выхода твердого шлака, что может быть реализовано двумя путями за счет снижения меди в шлаке и частичного повышения никеля в черновой меди На комбинате «Североникель» промывка шлаков не осуществляется Возможности второго варианта ограничены предельно допустимым содержанием никеля в черновой и анодной меди Данный вопрос остается малоизученным
Другая часть МКРФ подвергается обжигу в печах КС, огарок выщелачивается, и из раствора методом электроэкстракции извлекается медь по технологии фирмы "Минпрок" В связи с тем, что процесс обжига МКРФ в печах КС применяется в России недавно, необходим поиск режимов, при которых процесс протекает стабильно, с высокими технологическими показателями
Цель работы. Совершенствование пирометаллургических технологий переработки медного концентрата от разделения файнштейна методами конвертирования в вертикальных кислородных конвертерах и обжига МКРФ в печах КС
Научная новизна
-
Получены данные о вещественном составе твердых медно-никелевых шлаков от конвертирования МКРФ после промывки их белым маттом с последующей продувкой кислородом или мазутно-кислородной горелкой
-
Установлен вещественный состав конвертерной пыли В начале продувки пыль состоит из сульфидов меди с включениями оксидов железа и никеля и представляет собой капли частично окисленного штейна, магнетита и сульфатных частиц По ходу плавки доля сульфидных частиц уменьшается, увеличиваются сульфатная составляющая и доля оксидов железа и никеля Пыли электрофильтров весьма неоднородны по составу и сильно отличаются по полям
-
Исследован вещественный состав огарков, полученных при различных режимах обжига МКРФ в печи КС Основными структурными составляющими являются СиО, СигО, ферриты и оксисульфиды железа-меди-никеля
-
Установлено строение настылей, образующихся на стенках печи КС при обжиге МКРФ Они состоят из достаточно плотной центральной и пористой периферийной частей Основу центральной части составляет куприт, он содержит включения оксида меди (II) и ферритов никеля-меди Основу периферийной части составляет оксид меди (II), содержащий включения куприта, феррита никеля-меди и оксида никеля-меди стехиометрии МеО
Практическая значимость
Усовершенствована технология конвертирования МКРФ Определены температурные условия конвертерной плавки, позволяющие получать черновую медь с содержанием никеля от 1 и до 5% при содержании серы до 0,5% Разработана технология обеднения твердых «никелевых» шлаков путем промывки их белым матом с последующей продувкой кислородом
На основе результатов исследований тепловой работы конвертера и расчетов по разработанной математической модели выданы рекомендации по совершенствованию процессов конвертирования и переработке вторичных материалов и внутрицеховых оборотов
Усовершенствован режим обжига МКРФ в печах КС, в том числе за счет частичного или полного рециклинга пыли Внедрение разработанных рекомендаций позволило увеличить переработку концентрата на 12% и получить экономический эффект в размере 3 млн 125 тыс рублей в год (в ценах до 2005 года)
На защиту выносится
-
Результаты исследований переработки МКРФ в вертикальных кислородных конвертерах
-
Результаты исследований технологии обжига МКРФ в печах КС для последующей гидрометаллургической переработки огарка
-
Результаты исследований структуры твердых шлаков, образующихся при конвертировании белого матта (МКРФ), обеднении твердых свернутых шлаков, конвертерных пылей, огарка
Апробация работы. Результаты работы доложены на заседании НТС ОАО «ГМК «Норильский никель», ОАО «КГМК», ООО «Институт Гипрони-кель», на II Международной конференции «Металлургия цветных и редких металлов», Красноярск, 2003 г
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 8 печатных работах
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, общих выводов, списка литературы из 64 наименований В работе содержится 207 страниц текста, в т ч 91 рисунок, 24 таблицы
