Способ шихтовки медных концентратов для автогенной плавки

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к плавке медных сульфидных концентратов, например, в кислородно-факельной печи.

Известны способы автогенной плавки медных сульфидных концентратов. Автогенность процесса плавки достигается за счет тепла окисления сульфидной серы кислородом дутья. Продуктами плавки являются штейн и отвальный шлак. Штейн известным способом конвертируют на черновую медь. Для получения шлака оптимального состава, обеспечивающего минимальный переход в него меди, медный концентрат шихтуют (смешивают) с флюсами, к которым относятся кварцсодержащие материалы.

Суммарная шихтовка медного концентрата флюсами, кроме выхода на оптимальное содержание в шихте и шлаке двуокиси кремния, ограничиваемое сверху тугоплавкостью шихты, ограничивается также минимально допустимым содержанием серы (например, для кислородно-факельной плавки 24-26%), ниже которого нарушается автогенность процесса, т.е. появляется дефицит тепла.

К кварцсодержащим флюсам относятся золотосодержащая кварцевая руда (55-85% двуокиси кремния) и кварц-золотосодержащий сульфидный флотационный концентрат (до 40% двуокиси кремния).

Существуют две схемы шихтовки медного концентрата – “сухая” и “мокрая”.

Смешивают медный концентрат с флюсами по “сухой” схеме, либо на ленточных конвейерах (наиболее простой вариант), либо на сложной и громоздкой бединг-системе с послойной укладкой компонентов шихты в отсеках штабелями и срезкой слоистых штабелей плугом на ленточных конвейерах.

Более равномерное и простое смешивание достигается по "мокрой" схеме, по которой пульпу измельченных флюсов смешивают с пульпой флотационного медного концентрата, и смесь направляют на фильтрацию и сушку, а далее в виде шихты на плавку.

При всей простоте и равномерности смешивания "мокрая" схема имеет недостаток, связанный с нестабильностью потока пульпы медного концентрата, как по количеству твердого, так и по его составу, что связано с особенностями процесса флотации.

Поэтому при необходимости переработки максимально возможного количества кварцевых золотосодержащих флюсов для предотвращения возможности потери автогенности процесса плавки расчет шихтовки ведут на допустимое минимальное содержание серы с запасом около 2%. При этом содержание двуокиси кремния в шихте и соответственно в шлаке из-за ограничения по содержанию серы может не достигать оптимального на 1-3%, что сказывается на общих объемах переработки флюсов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ переработки медных сульфидных концентратов кислородно-факельной плавки, согласно которому шихтовку медного сульфидного концентрата производят по "мокрой" схеме, т.е. флюсы пропускают через отдельные шаровые мельницы и их пульпу закачивают в сгустители обогатительной фабрики, куда сливается пульпа медного флотационного концентрата. Смесь компонентов шихты поступает из сгустителей на фильтрацию, сушку и далее на плавку. Полученный в сгустителях состав шихты далее не корректируется. Подача флюсов через мельницы регулируется по ожидаемому среднему поступлению и составу медного концентрата. При установке на минимально допустимое содержание серы в шихте 24% расчет шихтовки производится на 26%, и в этом случае содержание двуокиси кремния в шихте периодически снижается до 15% при оптимальном для шлакообразования 18-19%. Не учитывая ограничение по сере, по двуокиси кремния дошихтовка кварцевым флюсом могла бы составить 10-15% от веса ранее указанной шихты.

Задачей изобретения является увеличение объемов переработки кварц-золотосодержащих материалов при автогенной плавке медных концентратов.

Поставленная задача решается тем, что в способе шихтовки медных концентратов для автогенной плавки, включающем смешивание пульпы концентрата с пульпой измельченной кварц-золотосодержащей руды, цинкового клинкера и кварцевой руды в сгустителе, фильтрацию смеси и ее сушку, после сушки осуществляют дополнительную шихтовку полученной высушенной смеси кварц-золотосодержащим сульфидным флотационным концентратом с содержанием серы не менее 23 мас.%.

Способ шихтовки медных концентратов кварцевыми флюсами осуществляют в следующей последовательности.

Кварцевую золотосодержащую руду подвергают "мокрому" измельчению в шаровой или другой мельнице и пульпу закачивают в сгустители медной обогатительной фабрики, куда в виде пульпы поступает флотационный медный сульфидный концентрат. Сюда же направляют в виде пульпы и другие измельченные флюсы, например клинкер цинкового производства.

По мере наполнения сгустителя компоненты шихты непрерывно перемешивают и шихту усредняют по составу. Сгущенный продукт откачивают на фильтрацию на дисковых вакуум-фильтрах и сушат в барабанных сушилках до 6-7% влажности. По системе конвейеров шихту подают на автогенную плавку. На конвейерах шихту анализируют на двуокись кремния и при недостатке последней непосредственно на конвейерах шнековым питателем ведут дошихтовку кварц-золотосодержащим флотационным сульфидным концентратом ("сухая" схема) из бункера-накопителя. Кварц-золотосодержащий флотационный сульфидный концентрат содержит 23-26 мас.% серы, и поэтому дошихтовка кварц-золотосодержащим флотационным сульфидным концентратом не нарушает условие автогенности процесса и производится только по одному параметру - содержанию двуокиси кремния. При "сухой" дошихтовке кварц-золотосодержащим концентратом (флюс) на увеличение в шихте содержания двуокиси кремния в 1% дополнительная переработка этого флюса увеличивается по отношению к шихте из сгустителей на ~ 5% с дополнительным получением золота.

В примерах рассматривается шихтовка сульфидных медных концентратов, содержащих (мас.%) ~18 меди, 30-36 серы и 8-10 двуокиси кремния, для автогенной (кислородно-факельной) плавки на штейн 38-42% меди. В состав шихты вводят 5 мас.% клинкера цинкового производства, который через мельницу закачивают в сгуститель.

В качестве кварцевых флюсов используют кварц-золотосодержащую руду с содержанием двуокиси кремния и 56-60% и более богатый по золоту кварц-золотосодержащий флотационный сульфидный концентрат с содержанием двуокиси кремния до 40% и серы сульфидной ~ 23-26% .

Руду и концентрат измельчают и распульповывают в шаровой мельнице и пульпу откачивают в сгуститель.

Пример 1 (наиболее близкий аналог). В шаровых мельницах готовят пульпу кварцевого флюса из расчета 3 части кварцевой руды и 1 части кварц-золотосодержащего сульфидного концентрата.

На 500 т шихты для автогенной (кислородно-факельная плавка) для шихтовки по "мокрой" схеме в сгустители подают 375 т медного концентрата, 25 т клинкера, 25 т кварц-золотосодержащего концентрата и в смеси с ним 75 т кварцевой руды. Получают, например, шихту состава 25,8% серы, 16,5 двуокиси кремния и ~ 14% меди.

Содержание серы - оптимальное для автогенной плавки, и большее добавление флюсов приведет к ее нежелательному снижению, хотя полученное содержание двуокиси кремния ниже оптимального. В частности, добавление смешанного стандартного кварцевого флюса приведет при оптимизации содержания двуокиси кремния к понижению содержания серы ниже допустимого.

Пример 2 (заявляемый способ). Высушенную шихту указанного в примере 1 состава ленточным конвейером подают на плавильный комплекс. Над конвейером установливают бункер с любым известным дозатором, разгрузка которого осуществляется на ранее указанную ленту. Поступающие в течение смены ранее полученные 500 т шихты непрерывно шихтуются кварц-золотосодержащим сульфидным концентратом для повышения содержания двуокиси кремния. На 500 т ее подают в количестве 50 т и получают после дополнительной сухой шихтовки содержание двуокиси кремния ~ 18,5%. Требующаяся для автогенности процесса сера остается на том же уровне из-за равенства ее содержания в смешиваемых компонентах. Таким образом, в переработку вовлекается дополнительных ~ 10% ценного сырья.