книги из ГПНТБ / Пирометаллургия меди Л. М. Газарян. 1960- 13 Мб

Пушка Гарра работает по принципу инжектора. Сверху в во­ ронку поступает загружаемый материал, подхватывается струей сжатого воздуха, подаваемого по трубке, и вдувается в конвер­ тер. Пушка прикрепляется с торцовой стороны конвертера и вставляется цилиндрической частью в специальное отверстие на торцовой стороне конвертера (рис. 86) на 1,1—1,3 м выше его горизонтальной оси.

Рис. 86. Пушка для загрузки кварца

Пушка состоит из приемной воронки, литого чугунного трой­ ника, в который проваливается материал из воронки, цилиндри­ ческой литой чугунной трубки, вставляемой в торцовое отверстие конвертера; в заднюю стенку тройника вводится трубка для по­ дачи сжатого воздуха.

Пушка обеспечивает постоянную равномерную подачу квар­ ца в течение всего процесса продувки. При недостатке кварца усиливается образование магнетита; шлак от этого становится густым и плохо отделяется от металла. При продувке с недо­ статком кварца процесс идет всегда слишком горячо, так как образование магнетита связано с выделением тепла. Такая про­ дувка вредна, во-первых, потому, что ванна перегревается, а во-вторых, потому, что получается густой шлак, который трудно отделяется от штейна, в связи с чем в шлаке резко возрастает содержание меди.

Если ход конвертера нарушен из-за недостатка кварцевого флюса, то его можно восстановить, если ввести дополнительный

190 Продувка медных штейнов на конвертерную медь

флюс. Кроме того, можно восстановить ход конвертера, добавив холодные материалы и иногда жидкий штейн, но в последнем случае надо быть очень осторожным, в особенности если про­ дувка продолжительное время шла с недостатком флюса. В та­ ких случаях загустевшая ванна после добавки штейна вскипает и часть массы может выбросить через горловину.

Горячий ход конвертера характеризуется энергичным свег-

Рис. 87. Установка механического фурмования конвертера

лым пламенем. Если штейн содержит цинк, свинец и мышьяк, то

при горячем ходе замечается обильное выделение паров этих металлов.

Избыток кремнистого флюса также вреден, так как на его нагревание затрачивается тепло, а процесс идет холодно. При­ знаками холодного хода конвертера служат красно-фиолетовое

пламя и плохо отделяющийся от штейна густой шлак. При хо­ лодном ходе часто наблюдаются выбросы из конвертера, так как газы плохо проходят через густой шлак.

Для точного регулирования поступающего флюса в конвер­

тер на некоторых заводах перед пушкой устанавливают пита­

тель. Установка блокирована указателем подачи воздуха и ука­ зателем времени. В результате точного регулирования посту­ пающего флюса шлаки получаются постоянного состава.

4. Ведут продувку, не перегружая конвертер. Первая порция штейна, подаваемого в конвертер, зависит от его размеров и всегда должна быть несколько большей, чем последующие. Первая порция должна быть такой, чтобы в рабочем положении конвертера уровень штейна был выше фурм не менее чем на 200 мм. При меньшем количестве штейна ухудшается исполь­ зование вдуваемого в конвертер воздуха.

нято говорить, конвертер «бросает»), которые залепляют гор­ ловину.

5. Организуют систематическую фурмовку.

В последнее время удачно решен вопрос о механизации фур-

мовки, что позволило избавить фурмовщиков от тяжелой работы.

Разработаны различные конструкции фурмовочной машины,

либо устанавливаемой отдельно от конвертера, либо прикреп­

ленной к нему групповым приводом. На рис. 87 изображена действующая на одном из медеплавильных заводов фурмовоч-

ная машина. Конвертер с фурмовочной машиной — полностью

механизированный игрегат.

Укрупнение конвертерного оборудования, применение магне­ зитовой футеровки и магнетитовой обмотки, систематическая рационализация технологии продувки, увязка этой технологии с остальными переделами завода и экономикой района распо­ ложения завода резко снизили затраты на конвертерный пе­

редел.

На заводах, где конвертер используется не только для про­ дувки штейна, но и как плавильный агрегат, за счет избыточного

тепла в конвертере попутно плавится до 150—170 т кремнистой медной руды в сутки. Такова, например, практика Балхашского завода, где на тонну штейна в конвертер подают около 214 кг окварцованной медной руды. На медеплавильных заводах, где применяется этот новый технологический режим, широко ис­

пользуют в качестве флюса золотосодержащие кварцевые руды. Этому способствует снижение требований к содержанию крем­ некислоты во флюсах и повышение извлечения из них золота. Снижение требований к качеству флюсов привело к значитель­ ному увеличению ресурсов золотосодержащих материалов, а в результате постоянного контакта флюса с расплавленной ван­ ной конвертера создались идеальные условия для экстрагирова­

ния золота из флюсов, поскольку штейновая ванна очень дале­ ка по содержанию золота от состояния насыщенного раствора.

Благодаря этому переработка золотосодержащих флюсов в конвертере стала настолько выгодной, что заводы часто для увеличения количества перерабатываемых флюсов специально разбавляют шихту отражательной печи рудами с высоким со­ держанием серы (обычно пиритные).

Продувка богатых штейнов

Все, что было сказано выше о процессе продувки, относится к переработке бедных и нормальных по содержанию меди штей­ нов.

Рис. 88. Удаление вис­ мута во время конверти­ рования в зависимости от содержания меди в штейне

Плавка медных концентратов в конвертере

много сульфидов и очень мало пустой породы. По химическому составу они близки к штейнам. Штейны получают в металлурги­ ческой печи расплавленными, концентраты! получают на фабри­ ке из рудных минералов.

Обычно концентрат мелкий, влажный. В таком виде его нельзя подвергать конвертированию. Сульфидный концентрат нужно подавать в расплавленный штейн конвертера -и обяза­ тельно небольшими порциями, чтобы не заморозить ванну. Концентрат расплавляется, растворяется в штейне и ведет себя как штейн.

Плавку медных концентратов в конвертере вели на Киров-

градском заводе и ведут на заводе Теннесси. Этот метод не на­ шел широкого практического применения, но на заводе Теннес­ си ввиду специфических условий его применяют и в настоящее время: медный штейн шахтной печи с содержанием 12% Си пе­ рерабатывают в конвертере вместе с медными концентратами.

дувают его примерно 20 мин., после этого в конвертер пушкой вдувают 3,3—5 т концентрата и ванну продувают 20 мин. Такую операцию производят четыре раза. После того, как весь концен-

13 Л. М. Газарян

Конвертирование медноцинкового сырья

Современной селективной флотацией в большинстве случаев успешно перерабатывают медные пириты с промышленным со­ держанием цинка, получая три вида концентрата: медный, цин­ ковый и пиритный.

Однако не редки случаи, когда медно-цинковые руды труд­ но поддаются селективной флотации. В США на заводе Юнай­ тед Верде работали над пироселекцией руд такого типа в кон­ вертере без флотации, но этот способ не нашел промышленно­ го применения. В СССР для таких упорных руд предлагают несколько иную схему переработки: селективной флотацией по­ лучать медные и цинковые концентраты, а для поднятия степени извлечения металлов и получения более чистых медных и цин­

что как промпродукт, так и медно-пиритные руды с промышлен­ ным содержанием цинка можно успешно перерабатывать пи­

роселекцией в конвертере, извлекая медь в конвертерную медь, а цинк и другие ценные компоненты (свинец, кадмий, мышьяк, сурьму) — в конвертерную пыль. Эти исследования интересны

еще и тем, что для их осуществления были применены следую­

щие методы, которыми не пользуются обычно в практике кон­

вергирования:

1)вдувание восстановителя в ванну через фурмы для вос­ становления окисленной меди и магнетита;

2)применение второго ряда фурм над ванной конвертера для сжигания избыточного газа-восстановителя, выделяющегося

из ванны;

3)применение для дутья нагретого воздуха.

196 Продувка медных штейнов на конвертерную медь

что тепла для процесса не хватает, поэтому чтобы ванна не за­ мерзла, требуется окисление некоторого количества сернистого железа. В зависимости от качества перерабатываемого штейна количество окисляемого сернистого железа изменяется.

После накопления в конвертере достаточного количества рас­ плавленного материала прекращают загрузку концентрата, не останавливая дутье. Этим заканчивается первый период про­

цесса.

Второй период окисления отличается от обычного конверти­ рования тем, что продувка ведется без флюса. Температура ванны во втором периоде быстро поднимается; процесс надо вести так, чтобы в течение всего второго периода температура в ванне держалась в пределах 1350—1400°. В этот период на­ чинается бурное выделение цинка по различным реакциям, ко­ торые в итоге сводятся к следующей:

ZnS + 1,5О2 *- ZnO + SO2.

Второй период заканчивается получением белого матта. К это­ му моменту 50—60% всего цинка из шихты улетучивается и дальнейшее его выделение прекращается; часть железа окис­

ляется до магнетита.

Рис. 90. Кривые изменения концентрации газа процесса пи­ роселекции (при переработке медносвинцовоцинковых кон­ центратов в конвертере)

В третий период для поддержания жидкоплавкости ванны,

отгонки оставшегося цинка и некоторых других металлов, а также для восстановления магнетита до закиси железа в ван­

1400°.

За этот период практически полностью отгоняются остатки цинка, кадмия, свинца и др. Оставшийся в конвертере желези­

стый шлак отделяют от меди и направляют в отражательную

печь, а черновую медь 'направляют в обычный конвертер для ра­

Основные технико-экономические показатели работы конвер­ тера, работающего на операциях пироселекции, следующие:

Количество жидкого штейна для заряд­

Существуют два метода переработки медносвинцовых штей­ нов: без добавки кварцевого флюса и с добавкой его. Первый метод применяется в том случае, когда содержание свинца в штейне высокое и требуется перевести большую часть свинца в пыль. При этом увеличивается и степень возгона цинка.

После окончания специальной продувки ванну конвертера с высоким содержанием меди направляют в обычный конвертер, где этот материал вместе с нормальными штейнами продувают,

198 Продувка медных штейнов на конвертерную медь

добавляя кварцевый флюс. Этот метод отличается следующими особенностями:

1)производительность конвертера ниже нормальной, что в значительной степени объясняется быстрым зарастанием фурм во время работы, даже если фурмовка ведется непрерывно;

2)производительность конвертеров, в которых перерабатываютсй медные штейны, заниженная, так как расходуется

дополнительное время на продувку добавленного богатого штей­

на, охладившегося во время перелива из одного конвертера в другой;

3) содержание меди и магнетита в конвертерном шлаке от

продувки бедного штейна повышенное; это создает трудности в работе отражательной печи.

Штейн с невысоким содержанием свинца продувают обычным способом в присутствии кварцевого флюса. Это конвертирова­ ние несколько отличается от конвертирования обычных медных штейнов. Обычную продувку медных штейнов ведут с избытком

кварцевого флюса, и в первый период процесса железо удаляет­

ся полностью в :виде конвертерного шлака; при продувке медносвинцовых штейнов процесс проводится с недостатком кремне­ зема, и в первый период процесса железо удаляется непол­ ностью, зато увеличивается отгонка свинца в газовую фазу. Оставшееся железо шлакуется во время второго периода, при­ чем продувка в этот период ведется без добавки кварцевого флюса. Получающиеся при этом богатые медью шлаки возвра­ щают в конвертер для передела.