RU2168553C1 - Flux for smelting non-ferrous metals from ore and secondary feedstock - Google Patents
Flux for smelting non-ferrous metals from ore and secondary feedstock Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168553C1 RU2168553C1 RU2000114994/02A RU2000114994A RU2168553C1 RU 2168553 C1 RU2168553 C1 RU 2168553C1 RU 2000114994/02 A RU2000114994/02 A RU 2000114994/02A RU 2000114994 A RU2000114994 A RU 2000114994A RU 2168553 C1 RU2168553 C1 RU 2168553C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ore
- cao
- flux
- sio
- dump
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в пиропроцессах производства цветных металлов из рудного (первичного) и вторичного сырья. The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in pyro processes of the production of non-ferrous metals from ore (primary) and secondary raw materials.
Пирометаллургия цветных металлов основана на переводе железа и нерудных компонентов перерабатываемого сырья (руда, концентрат, втормет) в шлаки системы FeO-SiO2-CaO и отделении их от фазы (штейн, металл), аккумулирующей цветные и благородные металлы.The non-ferrous metal pyrometallurgy is based on the conversion of iron and non-metallic components of the processed raw materials (ore, concentrate, secondary) into the slags of the FeO-SiO 2 -CaO system and separating them from the phase (matte, metal) accumulating non-ferrous and noble metals.
Известно, что сумма указанных выше оксидов в шлаках большинства процессов цветной металлургии (например, плавки медных концентратов, окисленных никелевых руд, рудного и вторичного Cu-содержашего сырья, конвертирования медных штейнов и др.) составляет 80-90%. Из них FeO вносится в шлаки, преимущественно за счет реализации процессов окисления и восстановления железосодержащих компонентов перерабатываемого сырья (FeS2, FeS, Fe2O и др.). Что же касается остальных двух составляющих, то их отсутствие или недостаток восполняется в основном добавкой флюсов в виде SiO2 и CaO-несущих материалов.It is known that the sum of the above oxides in the slags of most non-ferrous metallurgy processes (for example, smelting of copper concentrates, oxidized nickel ores, ore and secondary Cu-containing raw materials, conversion of copper mattes, etc.) is 80-90%. Of these, FeO is introduced into slags, mainly due to the implementation of oxidation and reduction of iron-containing components of the processed raw materials (FeS 2 , FeS, Fe 2 O, etc.). As for the other two components, their absence or deficiency is compensated mainly by the addition of fluxes in the form of SiO 2 and CaO-bearing materials.
Одними из широко используемых в практике пирометаллургического производства цветных металлов SiO2 и CaO-содержащих материалов являются кварцевая (в том числе золотосодержащая) руда и известняк. Это обстоятельство, а также то, что флюс, состоящий из кварцевой руды и известняка, по технической сущности наиболее близок к заявляемому объекту, явились основой для принятия его в качестве прототипа настоящего изобретения.One of the widely used pyrometallurgical production of non-ferrous metals SiO 2 and CaO-containing materials in practice are quartz (including gold-bearing) ore and limestone. This fact, as well as the fact that the flux consisting of quartz ore and limestone, in technical essence is closest to the claimed object, were the basis for adopting it as a prototype of the present invention.
Несмотря на столь широкую известность и популярность ближайшего аналога, ему присущи некоторые недостатки. Они в основном связаны с тем, что он содержит в различных количествах "сырой" известняк. Узкие места последнего достаточно хорошо известны. Это прежде всего возможность преимущественного его применения либо в слоевых твердофазных процессах, либо в процессах, начинающихся в слое (твердой фазе) и завершающихся с получением жидкой фазы. Использование же "сырого" известняка в жидкофазных процессах сдерживается по причине того, что он, попадая в расплав, обусловливает нежелательное явление, именуемое вспениванием и связанное с локальным и бурным выделением газов (CO2) от разложения известняка. В качестве другого и, пожалуй, основного недостатка "сырого" известняка могут быть отмечены относительно высокие затраты тепла (топлива) на его разложение и развитие реакции газификации углерода (в процессах, использующих кокс в качестве топлива и восстановителя).Despite the widespread popularity and popularity of the closest analogue, it has some disadvantages. They are mainly associated with the fact that it contains various amounts of "raw" limestone. The bottlenecks of the latter are well known. This is, first of all, the possibility of its predominant use either in layered solid-phase processes, or in processes starting in a layer (solid phase) and ending with obtaining a liquid phase. The use of "raw" limestone in liquid-phase processes is restrained due to the fact that when it enters the melt, it causes an undesirable phenomenon called foaming and associated with local and violent gas evolution (CO 2 ) from limestone decomposition. As another and, perhaps, the main disadvantage of "raw" limestone, relatively high heat (fuel) costs for its decomposition and development of the carbon gasification reaction (in processes using coke as a fuel and a reducing agent) can be noted.
Техническим результатом настоящего изобретения является создание флюса, обладающего повышенной растворимостью и обеспечивающего экономию топлива и ускорение процессов шлакообразования при выплавке цветных металлов из рудного и вторичного сырья. The technical result of the present invention is the creation of a flux with increased solubility and fuel economy and acceleration of slag formation during the smelting of non-ferrous metals from ore and secondary raw materials.
Поставленная цель достигается тем, что известный флюс, состоящий из SiO2 и CaO-содержащих материалов, согласно изобретению в качестве CaO-несущего компонента содержит обожженную отвальную бокситовую породу крупностью (+20) - (-100) мм состава, мас.%: 40,0-45,0 CaO; 5,0-15,0 Fe2O3; 5,0-15,0 SiO2, 5,0-12,0 Al2О3; 1,0-5,0 MgO при следующем соотношении компонентов, мас.%: обожженная отвальная бокситовая порода - 40,0-95,0; SiO2-содержащий материал - остальное.This goal is achieved in that the known flux consisting of SiO 2 and CaO-containing materials, according to the invention as a CaO-bearing component contains calcined dump bauxite rock with a grain size of (+20) - (-100) mm composition, wt.%: 40 0-45.0 CaO; 5.0-15.0 Fe 2 O 3 ; 5.0-15.0 SiO 2 , 5.0-12.0 Al 2 O 3 ; 1.0-5.0 MgO in the following ratio of components, wt.%: Calcined dump bauxite rock - 40.0-95.0; SiO 2 -containing material - the rest.
Сущность изобретения заключается в вовлечении в состав флюса для выплавки цветных металлов из рудного и вторичного сырья вместо "сырого" известняка принципиально нового и практически не используемого в настоящее время CaO-несущего материала - отвальной бокситовой породы (в обожженном состоянии). The essence of the invention is the involvement in the composition of the flux for the smelting of non-ferrous metals from ore and secondary raw materials instead of "raw" limestone, a fundamentally new and practically not currently used CaO-bearing material - dump bauxite rock (in annealed state).
Основанием для эффективного использования обожженной отвальной бокситовой породы (ОБП) указанного выше состава в качестве ингредиента предлагаемого флюса для выплавки цветных металлов из рудного и вторичного сырья явились экспериментальные работы, включающие:
- рентгенофазовые и дериватографические исследования, показавшие, что CaO от разложения CaCO3 и CaMg(CO3)2 в ОБП практически полностью находится в свободном состоянии, т.е. в активной форме;
- исследования процессов усвоения ОБП реальными оловосодержащими шлаками конвертирования черной меди, позволившие установить, что она по своей растворимости не уступает извести (CaO);
- измерения вязкости указанных шлаков в присутствии добавок ОБП, показавшие, что присадка ОБП к оловосодержашему конвертерному шлаку, находящемуся в контакте с черновой медью, обеспечивает снижение его вязкости (более чем в 2 раза);
- исследования влияния добавок ОБП на процессы обезмеживания оловосодержащих шлаков конвертирования черной меди, показавшие, что простой прием переплава указанных шлаков с ОБП может обеспечить степень обезмеживания шлака не менее 50% против 31,0% при осуществлении указанного приема без добавок ОБП. Степень же обезмеживания шлака, достигнутая (за 15 мин) в условиях его восстановительной обработки коксом (5,0% от массы шлака) и в присутствии ОБП (20-30% oт массы шлака), составила 90,0-93,5%.The basis for the effective use of the calcined dump bauxite rock (OBP) of the above composition as an ingredient of the proposed flux for smelting non-ferrous metals from ore and secondary raw materials was experimental work, including:
- X-ray phase and derivatographic studies, which showed that CaO from the decomposition of CaCO 3 and CaMg (CO 3 ) 2 in OBP is almost completely in a free state, i.e. in active form;
- studies of the processes of assimilation of OBP by real tin-containing slags for converting black copper, which made it possible to establish that it is not inferior in its solubility to lime (CaO);
- measuring the viscosity of these slags in the presence of additives OBP, which showed that the additive OBP to tin-containing converter slag in contact with blister copper, reduces its viscosity (more than 2 times);
- studies of the effect of OBP additives on the processes of decontamination of tin-containing black copper conversion slags, which showed that a simple reception of the remelting of these slags with OBP can provide a degree of slag decontamination of at least 50% versus 31.0% when performing this method without additives of OBP. The degree of slag deminerization achieved (in 15 minutes) under the conditions of its reduction treatment with coke (5.0% by weight of slag) and in the presence of OBP (20-30% by weight of slag) amounted to 90.0-93.5%.
Предлагаемый флюс, а именно ограничение в нем массовых его составляющих (ОБП - 40,0-95,0%; SiO2-содержащий материал - остальное), продиктовано практикой производства цветных металлов из рудного и вторичного сырья, или, другими словами, необходимостью формирования ныне получаемых составов шлаков в таких переделах, как плавка концентратов и рудного сырья на штейн, конвертирование штейнов, шахтная плавка вторичного Cu-содержащего сырья и др. Что же касается крупности ОБП, то ее ограничение (плюс 20 и минус 100 мм) обусловлено необходимостью поддержания пылевыноса в рамках допустимых норм.The proposed flux, namely the restriction of its mass components (OBP - 40.0-95.0%; SiO 2 -containing material - the rest), is dictated by the practice of producing non-ferrous metals from ore and secondary raw materials, or, in other words, the need to form the currently obtained slag compositions in such areas as smelting of concentrates and ore raw materials into matte, matte conversion, mine smelting of secondary Cu-containing raw materials, etc. As for the size of the OBP, its limitation (plus 20 and minus 100 mm) is due to the need to maintain dust removal within the limits of admissible norms.
В патентной и технической литературе не обнаружены признаки, присущие заявляемому объекту. Это дает основание сказать, что предлагаемый флюс отличается от известных флюсов, используемых сегодня в пирометаллургии цветных металлов, обладает элементами новизны и соответствует критерию "изобретательский уровень". In the patent and technical literature not found signs inherent in the claimed object. This gives reason to say that the proposed flux differs from the known fluxes used today in the pyrometallurgy of non-ferrous metals, has novelty elements and meets the criterion of "inventive step".
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Information confirming the possibility of carrying out the invention.
Практическая значимость и эффективность предлагаемого флюса подтверждена технологическими плавками медных концентратов и промышленными испытаниями, выполненными в переделе шахтной плавки вторичного Cu-содержащего сырья Кировградского медеплавильного комбината. The practical significance and effectiveness of the proposed flux is confirmed by technological smelting of copper concentrates and industrial tests performed in the redistribution of mine smelting of secondary Cu-containing raw materials of the Kirovgrad smelter.
Пример 1. Плавке подвергали медный концентрат (15,53% Cu; 4,47% Zn, 40,2% S; 1,46% Pb; 32,9% Fe; 0,55% MgO, 0,22% CaO; 1,52% Al2O3; 2,16% SiO2) с добавками 15,0 кг ОБП и 20,4 кг кварцевого флюса (70% SiO2), что отвечало их массовому соотношению 42,0 и 58,0% (на 100 кг концентрата). Получен штейн состава, %: 34,98 Cu, 35,77 Fe; 24,95 S при его выходе 42,9% от массы концентрата. Это соответствовало степени десульфуризации 70,0% и извлечению меди 97,9%. Выделенный при этом около 60,0% от массы концентрата шлак содержал 40,0% FeO; 32,0% SiO2; 14,2% CaO; 4,5% Al2O3; 1,3 MgO; 0,4% Cu; 0,2% S; 4,0% Zn. Таким образом, можно сказать, что получены данные, подтверждающие возможность использования предлагаемого флюса для выплавки меди из первичного медьсодержащего сырья.Example 1. The copper concentrate (15.53% Cu; 4.47% Zn, 40.2% S; 1.46% Pb; 32.9% Fe; 0.55% MgO, 0.22% CaO; 1.52% Al 2 O 3 ; 2.16% SiO 2 ) with the addition of 15.0 kg of OBP and 20.4 kg of quartz flux (70% SiO 2 ), which corresponded to their mass ratio of 42.0 and 58.0% (per 100 kg of concentrate). The matte composition was obtained,%: 34.98 Cu, 35.77 Fe; 24.95 S with its output of 42.9% by weight of the concentrate. This corresponded to a degree of desulfurization of 70.0% and a copper recovery of 97.9%. In this case, about 60.0% of the mass of the concentrate slag isolated contained 40.0% FeO; 32.0% SiO 2 ; 14.2% CaO; 4.5% Al 2 O 3 ; 1.3 MgO; 0.4% Cu; 0.2% S; 4.0% Zn. Thus, we can say that the data obtained confirming the possibility of using the proposed flux for smelting copper from primary copper-containing raw materials.
Пример 2. Промышленные испытания были проведены в два этапа. Первый из них был выполнен на одной шахтной печи с введением в шихту вместо "сырого" известняка обожженной бокситовой породы (41,4% CaO, 15,0% SiO2, 10,0% Al2O3, 14,9% Fe2O3) в количестве 20 т в смену и частичным выводом из нее кварцевой руды (в количестве 3,0-3,2 т в смену) и соблюдением их массовых отношений 95% к 5,0%.Example 2. Industrial tests were carried out in two stages. The first of them was carried out in a single shaft furnace with the introduction of burnt bauxite rock (41.4% CaO, 15.0% SiO 2 , 10.0% Al 2 O 3 , 14.9% Fe 2 instead of "raw" limestone in the charge O 3 ) in an amount of 20 tons per shift and partial withdrawal of quartz ore from it (in an amount of 3.0-3.2 tons per shift) and observing their mass ratios of 95% to 5.0%.
За период испытаний переработано 1187 т шихты, в том числе 105 и 5,5 т соответственно обожженной бокситовой породы и кварцевой руды. Получено 202 т черной меди и 500 т шлака состава, %: 22-27 SiO2, 8-15 CaO, 36-42 FeO, 9-14 Al2O3.During the test period, 1,187 tons of charge were processed, including 105 and 5.5 tons of calcined bauxite rock and quartz ore, respectively. Received 202 tons of black copper and 500 tons of slag composition,%: 22-27 SiO 2 , 8-15 CaO, 36-42 FeO, 9-14 Al 2 O 3 .
Поставленная перед испытаниями цель - экономия дефицитного и дорогостоящего кокса была достигнута в полной мере. Так, за весь период испытаний (без учета опытно-промывочной плавки) было сэкономлено 15,0 т кокса, что соответствовало суточной его экономии на одну шахтную печь 12,6 т. The goal set for the tests - the economy of scarce and expensive coke was fully achieved. Thus, over the entire test period (excluding pilot washing), 15.0 tons of coke were saved, which corresponded to its daily savings of 12.6 tons per coke oven.
Извлечение меди в черную медь и цинка в возгоны (пыль) в условиях плавки вторсырья с обожженной бокситовой породой находилось соответственно на уровне 97,0-98,3 и 49,5-53,9%, против 97,1-98,1 и 49,5-52,8% при плавке обычной шихты. Таким образом, можно сказать, что замена в шихте шахтной плавки вторичного Cu-содержащего сырья "сырого" известняка на обожженную бокситовую породу обеспечивает получение технологических показателей, не уступающих показателям плавки обычной шихты. The extraction of copper into ferrous copper and zinc into sublimates (dust) under the conditions of smelting recyclables with baked bauxite rock was at the levels of 97.0-98.3 and 49.5-53.9%, respectively, against 97.1-98.1 and 49.5-52.8% when melting a conventional charge. Thus, it can be said that the replacement of “raw” limestone in the mine smelting charge of secondary “raw” limestone with baked bauxite rock provides technological parameters that are not inferior to those of a conventional charge.
Второй этап испытаний был выполнен на обеих шахтных печах с использованием обожженной бокситовой породы, содержащей 43,0-45,0% CaO; 5,0-7,0% SiO2; 6,0-10,0% Al2O3 и 7,0-10,0% Fe2O3. Их результаты в целом не отличались от данных, полученных на 1-м этапе испытаний предлагаемого флюса. Так, достигнутая (на менее подогретом дутье, а именно на 40-50oС ниже, чем на первом этапе) экономия кокса составила 100-120 кг на 1 т выплавленной меди, что отвечало суточной его экономии на одну шахтную печь 9,0-14,4 т.The second test stage was performed on both shaft furnaces using calcined bauxite rock containing 43.0-45.0% CaO; 5.0-7.0% SiO 2 ; 6.0-10.0% Al 2 O 3 and 7.0-10.0% Fe 2 O 3 . Their results as a whole did not differ from the data obtained at the 1st stage of testing the proposed flux. Thus, the achieved (on less heated blast, namely, 40-50 o C lower than in the first stage) coke savings amounted to 100-120 kg per 1 ton of smelted copper, which corresponded to its daily savings of 9.0- per kiln 14.4 tons
Другим весьма важным и практически значимым результатом (второго этапа испытаний), подтверждающим преимущества испытуемого флюса, явилась установленная положительная его роль на показатели распределения цинка по продуктам плавок. Она выразилась в снижении содержания цинка в шлаке на 0,65-0,86% или, иными словами, в доизвлечении его в возгоны, которое за период испытаний составило около 26 и 30 т соответственно на шахтных печах 1 и 2. Another very important and practically significant result (of the second stage of testing), confirming the advantages of the tested flux, was its established positive role on the indicators of the distribution of zinc over the products of the melts. It was expressed in a decrease in the zinc content in slag by 0.65-0.86% or, in other words, in its additional extraction into sublimates, which during the test period amounted to about 26 and 30 tons, respectively, in shaft furnaces 1 and 2.
Результаты промышленных испытаний в целом явились основой для принятия Кировградским медеплавильным комбинатом решений о внедрении и промышленном освоении заявляемого флюса. The results of industrial tests as a whole were the basis for the adoption by the Kirovgrad smelter of decisions on the introduction and industrial development of the inventive flux.
В заключение добавим, что большой практический интерес может представлять использование заявляемого флюса в процессах:
- шахтной плавки окисленных никелевых руд,
- конвертирования медных штейнов и черной меди;
- доработки цинковистых и медно-оловянистых шлаков.In conclusion, we add that the use of the inventive flux in processes can be of great practical interest:
- mine smelting of oxidized nickel ores,
- Convert copper mattes and black copper;
- refinement of zinc and copper-tin slag.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000114994/02A RU2168553C1 (en) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | Flux for smelting non-ferrous metals from ore and secondary feedstock |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000114994/02A RU2168553C1 (en) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | Flux for smelting non-ferrous metals from ore and secondary feedstock |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2168553C1 true RU2168553C1 (en) | 2001-06-10 |
Family
ID=20235984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000114994/02A RU2168553C1 (en) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | Flux for smelting non-ferrous metals from ore and secondary feedstock |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2168553C1 (en) |
-
2000
- 2000-06-09 RU RU2000114994/02A patent/RU2168553C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ХУДЯКОВ И.Ф. и др. Металлургия вторичных цветных металлов. - М.: Металлургия, 1987, с.157-174. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101145957B1 (en) | Process and apparatus for recovery of non-ferrous metals from zinc residues | |
| CA1337456C (en) | Method of smelting metal oxide material | |
| WO2019071792A1 (en) | Production method based on smelting reduction of slag containing zinc and iron | |
| WO2019071793A1 (en) | Method for recovering valuable component from slag containing copper | |
| WO2019071788A1 (en) | Manufacturing method using copper and iron containing mixing slag | |
| CN107663589A (en) | A kind of method by the nickeliferous mixing slag recovery valuable component with iron | |
| CN107699704A (en) | A kind of method by cupric and the mixing slag recovery valuable component of iron | |
| CN100392123C (en) | Recovery of non-ferrous metals from zinc residues | |
| US8016912B2 (en) | Process for recovering platinum group metals using reductants | |
| WO2019071790A1 (en) | Method for recovering valuable components from mixed slag containing zinc and iron | |
| Holtzer et al. | The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process | |
| Piatak et al. | Metallurgical Slags | |
| Matinde et al. | Metallurgical overview and production of slags | |
| Matusewicz et al. | Using ausmelt technology for the recovery of cobalt from smelter slags | |
| RU2168553C1 (en) | Flux for smelting non-ferrous metals from ore and secondary feedstock | |
| US2573153A (en) | Recovery of nickel from nickel silicate ore | |
| Snelgrove et al. | The recovery of values from non-ferrous smelter slags | |
| Barcza et al. | Technology for treatment of steel-plant dusts | |
| Kokal et al. | Metallurgical Uses—Fluxes for Metallurgy | |
| Moosavi-Khoonsari et al. | Technology selection for slag zinc fuming process | |
| US5443614A (en) | Direct smelting or zinc concentrates and residues | |
| RU2359047C2 (en) | Processing method of copper-cobalt oxidised raw materials with receiving of blister copper and alloy on basis of cobalt | |
| US2879158A (en) | Method for the separation of impurities from cobalt-containing materials | |
| RU2403295C1 (en) | Briquette for washing of blast furnace (versions) and manufacturing method thereof | |
| RU2241760C1 (en) | Briquette as component of blast-furnace batch |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050610 |