УДК 622.7
DOI: 10.18503/1995-2732-2020-18-2-4-12
Аннотация
В работе представлены результаты лабораторных исследований барботажного восстановительно-сульфидирующего обеднения медеплавильного шлака, содержащего цинк. В исследованиях использовались образцы шлака, которые отбирались на выпуске из шлакового электроотстойника печи Ванюкова (ПВ), содержащие цинк около 3,4% по массе. Основной задачей исследований было установление возможностей и показателей извлечения из шлаков ПВ меди и цинка в самостоятельные продукты. В статье рассмотрена методика проведенных экспериментов. Отличительной особенностью методики является многоэтапная порционная загрузка сульфидной фазы-коллектора, в качестве которой применялся рядовой медный концентрат с содержанием меди около 19%. Такой подход позволяет распределить подачу сульфидизатора на все время обработки шлака и способствовать поддержанию структуры штейновой взвеси в шлаке, приближенной к условиям непрерывной его загрузки. В работе обсуждаются данные по химическому составу получаемых продуктов, распределению меди и цинка. В проводимых экспериментальных исследованиях варьировали расход восстановителя и сульфидизатора. Показано, что наибольшее влияние на извлечение меди в штейн оказывает расход сульфидизатора: при его расходе на уровне 7–10% от массы обедняемого шлака достигается остаточное содержание меди ниже 0,4%. В то же время на извлечение цинка из шлака основное влияние оказывает расход восстановителя: добавление графита в количестве 3–4% от массы обедняемого шлака позволяет снизить остаточное содержание цинка в нем до уровня ниже 0,1%. Проведенные лабораторные исследования по восстановительно-сульфидирующему обеднению демонстрируют высокие показатели извлечения как целевых, так и примесных элементов из образцов обедняемого шлака, что говорит о потенциальной эффективности рассматриваемого способа обеднения шлаков.
Ключевые слова
Обеднение шлаков, сульфидизатор, восстановитель, сульфидирование, барботаж, извлечение меди, извлечение цинка, медеплавильные шлаки.
Для цитирования
Извлечение меди и цинка из медеплавильных шлаков при восстановительно-сульфидирующей обработке / Каряев В.И., Комков А.А., Кузнецов А.В., Плотников И.П. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2020. Т.18. №2. С. 4–12. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2020-18-2-4-12
1. Sanchez M., Parada F., Parra R., Marquez F., Jara R., Carrasco J.C., and Palacios J. Management of copper pyrometallurgical slags: giving additional value to copper mining industry // VII International Conference on Molten Slags Fluxes and Salts. The South African Institute of Mining and Metallurgy. 2004. P.543–550.
2. Sanchez M., Sudbury M., Reutilisation of Primary Metallurgical Wastes: Copper Slag as a Source of Copper, Molybdenum, and Iron – Brief Review of Test Work and the Proposed Way Forward // 3rd International Slag Valorisation Symposium, Leuven, 2013, pp.135–146.
3. Peng Z., Gregurek D., Wenzl C., and White J. F. Slag Metallurgy and Metallurgical Waste Recycling //JOM. 2016. Vol. 68. Iss. 9. P. 2313–2315.
4. Steinacker S. R. and Antrekowitsch J. Treatment of Residues from the Copper Industry with an Alternative Approach for Electric Furnace Slag // BHM. 2017. Vol. 162. Iss. 7. P. 252–257.
5. Sarfo P., Das A., Wyss G., Young C. Recovery of metals values from copper slag and reuse of residual secondary slag. // Waste Management. December 2017. Vol. 70. P. 272–281.
6. Yang, X., Zhang, J., Zhang, J. et al. Efficient Recovery of Copper and Cobalt from the Matte–Slag Mixture of ISA Furnace by Injection of Coke and Pyrite. Metall and Materi Trans B 49, 3118–3126 (2018).
7. Cui Z., Wang Z., Bian R., Wei C., Zhao B. (2018) Application Study on Technology of Reducing Copper Content in Discarded Slag. In: Davis B. et al. (eds) Extraction 2018. The Minerals, Metals & Materials Series. Springer, Cham.
8. Комков А.А., Баранова Н.В., Быстров В.П. Исследование восстановительного обеднения высокоокисленных шлаков в условиях барботажа // Цветные металлы. 1994. № 12. С. 26–30.
9. Исследование возможности обедненния шлаков в печи Ванюкова / Комков А.А., Васкевич А.Д., Панфилов В.П., Гершман Л.С. // Цветные металлы. 1991. № 2. С. 18–20.
10. Исследование процесса обеднения шлаков продувкой газовыми смесями с различным парциальным давлением кислорода / Фомичев В.Б., Князев М.В., Рюмин А.А. и др. // Цветные металлы. 2002. № 9. С. 32–36.
11. Обеднение медеплавильных шлаков в печи Ванюкова Медного завода ЗФ ГМК «Норильский никель» / В.М. Тозик, М.П. Данилов, В.А. Потанцев, А.Л. Кожанов // Цветные металлы. 2006. № 11.
12. Комков А.А., Быстров В.П., Ладыго Е.А. Прогнозирующая модель восстановительного обеднения шлаков в печи Ванюкова // Цветные металлы. 2008. №10. С. 44–49.
13. Ладыго Е.А. Закономерности распределения меди и никеля между продуктами обеднительной плавки в восстановительных условиях: дис. … канд. техн. наук. М., 2003. 149 с.
14. Alexey Komkov and Rostislav Kamkin. Reducing Treatment of Copper-smelting Slag: Thermodynamic Analysis of Impurities Behavior//JOM. 2011. Vol.63. No. 1. P. 73–76.
15. Особенности извлечения меди из шлаков при восстановлении в условиях барботажа / Комков А.А., Камкин Р.И., Кузнецов А.В., Каряев В.И. // Цветные металлы. 2018. № 11. С. 21–26.
16. Tang C., Li Y., Chen Y., Yang S., Ye L., Xue H. (2015) Distribution Behaviours of Cu, Co and Fe during Cu Smelter Slag Cleaning Process. In: Jiang T. et al. (eds) 6th International Symposium on High-Temperature Metallurgical Processing. Springer, Cham.
17. Li, Y.Chen, C. Tang, S. Yang, Jing He, Co-treatment of waste smelting slags and gypsum wastes via reductive-sulfurizing smelting for valuable metals recovery,Article in Journal of hazardous materials 322(Pt B) (2016).
18. Dosmukhamedov, N., Egizekov, M., Zholdasbay, E. et al. Metal Recovery from Converter Slags Using a Sulfiding Agent. JOM 70, 2400–2406 (2018).