СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СПЛАВА ИЗ МЕДНО-НИКЕЛЕВОГО СУЛЬФИДНОГО РАСПЛАВА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СПЛАВА ИЗ МЕДНО-НИКЕЛЕВОГО СУЛЬФИДНОГО РАСПЛАВА


RU (11) 2205243 (13) C2

(51) 7 C22C1/02, C22B15/00, C22B23/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2001123439/02 
(22) Дата подачи заявки: 2001.08.22 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.08.22 
(45) Опубликовано: 2003.05.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: US 3069254, 18.12.1962. SU 1186675 А, 23.10.1985. SU 1734389 А1, 20.02.1996. ВАНЮКОВ А.В., и др. Комплексная переработка медного и никелевого сырья. - М.: Металлургия, 1988, с.432. 
(71) Заявитель(и): Шехтер Леонид Натанович; Симановский Борис Абрамович; Сулимов Михаил Алексеевич; Пенский Николай Владимирович 
(72) Автор(ы): Шехтер Л.Н.; Симановский Б.А.; Сулимов М.А.; Пенский Н.В. 
(73) Патентообладатель(и): Шехтер Леонид Натанович 
Адрес для переписки: 127349, Москва, ул. Лескова, 6, кв. 35, Б.А. Симановскому 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СПЛАВА ИЗ МЕДНО-НИКЕЛЕВОГО СУЛЬФИДНОГО РАСПЛАВА 

Изобретение относится к производству цветных металлов, извлечению меди, никеля, платиновых и благородных металлов из медно-никелевых расплавов. Способ получения металлического сплава из медно-никелевого сульфидного расплава включает продувку расплава при температуре 1250-1600oС в две стадии: сначала кислородом до содержания серы в расплаве 5-7 мас.%, затем газокислородной смесью с содержанием кислорода, обеспечивающим 10-21 об. % кислорода в продуктах реакции этой смеси; на второй стадии на поверхность вводят безжелезистый кальцийсодержащий шлак, при этом газокислородную смесь подают в сульфидный расплав, обеспечивается сокращение технологического цикла, повышение извлечения металлов и снижение энергоемкости процесса. 2 з.п.ф-лы, 4 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способам получения цветных металлов и может быть использовано в металлургии меди и никеля.

Известен способ получения медно-никелевого сплава, включающий флотационное разделение файнштейнов с дальнейшей переработкой никелевого концентрата и магнитной фракции по схеме: обжиг-восстановление-анодная плавка (А.В. Ванюков, Н.И. Уткин. Комплексная переработка медного и никелевого сырья, М. Металлургия, 1988, с. 432). Существенным недостатком способа является его многостадийностъ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ (патент США 3069254, 1962), согласно которому сульфидный никелевый или медьсодержащий никелевый сульфидный расплав продувают кислородом до менее 4 мас.% серы при температуре не ниже 1530oС, а далее продувают расплав газовой смесью, не содержащей серу и кислород, при температуре выше 1670oС.

Данный способ имеет ряд существенных недостатков:

- при продувке расплава нейтральным газом скорость десульфурации уменьшается;

- содержание кислорода в расплаве при температуре продувки 1550oС и выше и содержании серы менее 4 мас.% превосходит 4 мас.% и в результате не удается добиться удаления последнего из расплава за счет взаимодействия с растворенной серой. Степень извлечения никеля в сплав уменьшается и требуется дополнительная операция доводки расплава по кислороду за счет загрузки восстановителя;

- при продувке расплава техническим кислородом и остаточном содержании серы на уровне 4 мас.% растворимость кислорода в расплаве превышает предельное значение, что приводит к его гетерогенизации (NiOтв), и даже при интенсивном перемешивании последнего скорость удаления кислорода из расплава мала вследствие диффузионных ограничений;

- данный способ предполагает предварительное разделение файнштейна одним из известных способов (флотационное разделение, Орфрд-процесс и т.д.).

Целью изобретения является сокращение технологического цикла, повышение извлечения цветных, платиновых и благородных металлов и снижение энергоемкости процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения медно-никелевого сплава согласно изобретению продувку ведут при температуре 1250-1600oС: на первой стадии кислородом до достижения содержания серы в расплаве CS= 5-7 мас.%, а на второй стадии расплав продувают газокислородной смесью с содержанием кислорода, обеспечивающим CO2 10-21 об. % в продуктах реакции этой смеси. С целью повышения степени десульфурации на стадии продувки расплава газокислородной смесью продувку расплава осуществляют с одновременным введением безжелезистого кальцийсодержащего шлака на поверхность расплава. При этом газокислородную смесь подают непосредственно в сульфидный расплав.

Ведение процесса в данном интервале позволяет осуществлять десульфурацию файнштейнов с различным соотношением Cu/Ni вплоть до медного и никелевого сульфидных концентратов, не прибегая к стадии измельчения и флотации.

Ведение продувки газовой смесью с содержанием кислорода в продуктах реакции 10-21 об. % при содержании серы в расплаве 5-7 мас.% позволяет, с одной стороны, избежать гетерогенизации расплава и образования твердой или твердо-жидкой оксидной (шлаковой) фазы, а с другой, достигать высоких (более 99%) степеней десульфурации при невысокой (менее 5%) растворимости кислорода.

Обработка расплава кальцийсодержащим безжелезистым шлаком позволяет снизить остаточное содержание серы и кислорода в расплаве до величин, не превышающих в сумме 0,05-0,06 мас.%, а подача кислородосодержащего дутья прямо в сульфидный расплав позволяет увеличить скорость процессов за счет интенсивного перемешивания последнего.

Проведение продувки при температуре ниже 1250oС нецелесообразно из-за окисления никеля и формирования тугоплавкого шлака на основе NiO, что снижает его извлечение. Если температура продувки выше 1600oС, то растворимость кислорода в расплаве достигает существенных значений и возникает необходимость в проведении стадии обескислороживания.

Использование на начальной стадии продувки кислорода позволяет вести процесс с максимально возможной скоростью с использованием тепла экзотермических реакций без затрат топлива.

Если содержание серы в расплаве при продувке кислородом становится меньше 5 мас.%, то никель, окисляясь, образует тугоплавкие оксиды, что приводит к снижению его извлечения в сплав и нарушениям технологического режима процесса. Переход на газокислородную продувку при содержании серы в расплаве более 7% по массе приводит к существенному возрастанию энергетических затрат на ведение процесса.

Ведение продувки расплава газокислородной смесью с содержанием кислорода в продуктах сгорания 10-21 об. % позволяет осуществлять глубокую десульфурацию последнего без сколько-нибудь существенного окисления меди и никеля.

При содержании кислорода в смеси менее 10 об.% резко уменьшается скорость десульфурации и возрастают энергетические затраты на поддержание заданной температуры продувки.

Если содержание кислорода в продуктах сгорания превышает 21 об.%, то никель и медь, окисляясь, переходят в шлак и извлечение этих металлов в сплав уменьшается.

Введение безжелезистого кальцийсодержащего шлака на поверхность расплава позволяет осуществлять практически стопроцентную десульфурацию и обескислороживание металлического расплава вследствие высокой серопоглотительной способности и низкого кислородного потенциала шлака.

При подаче кислородсодержащего дутья прямо в сульфидный расплав возрастает скорость десульфурации вследствие повышения интенсивности перемешивания и увеличения поверхности взаимодействия.

Способ реализуется следующим образом: медно-никелевый сульфидный расплав подается в соответствующий агрегат (конвертер, печь Ванюкова и т.д.), затем, в случае необходимости, разогревается газокислородной смесью до заданной температуры. После чего в ванну подается технический кислород в количестве, достаточном для поддержания требуемого температурного режима. По достижении содержания серы в расплаве на уровне 5-7 мас.% продувку продолжают вести газокислородной смесью с содержанием кислорода в продуктах реакции 10-21 об. % до получения металлического сплава

Для повышения степени десульфурации на поверхность расплава вводится безжелезистый кальцийсодержащий шлак. Повышение интенсивности процесса десульфурации достигается путем подачи дутья непосредственно в сульфидный расплав.

Полученный предлагаемым способом металлический расплав может быть использован для отливки анодов или после предварительного распыления переработан по карбонильной технологии.

Пример. Медно-никелевые сульфидные расплавы различных составов продували техническим кислородом в интервале температур 1200-1700oС с содержанием кислорода в продуктах реакции 5-30 об.%. Кроме того, продувку расплава с остаточным содержанием серы менее 4 мас.% вели газом, не содержавшим S и O2 (прототип). Результаты экспериментов представлены в таблицах.

Анализ таблиц показывает, что применение предлагаемого способа по сравнению со способом-прототипом позволяет повысить извлечение никеля в 1,04 раза, меди - в 1,02 раза. Таблицы 1-3 доказывают существенность заявленных интервалов, а анализ таблицы 4 показывает, что применение способа по п.2 позволяет увеличить степень десульфурации на 0,3%, а применение способа по п.3 обеспечивает полуторократное сокращение продолжительности продувки.

Реализация предлагаемого способа в промышленном масштабе позволит ликвидировать стадии флотационного разделения файнштейна, обжиг, восстановление и анодную плавку в никелевой ветке, а также технологическую цепочку переработки медного сульфидного концентрата в медной ветке. Существенно сократится объем оборотных продуктов (сухие свернутые никелевые шлаки). За счет сокращения технологического цикла и исключения операций обжига возрастает извлечение цветных, платиновых (Os, Ru) и благородных (Ag) металлов. Ввиду исключения операций флотации, восстановления никелевого огарка, анодной плавки и др. значительно сократятся энергозатраты. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ получения металлического сплава из медно-никелевого сульфидного расплава, включающий продувку расплава газом в две стадии с получением медно-никелевого сплава, отличающийся тем, что продувку ведут при 1250-1600oС, причем на первой стадии расплав продувают кислородом до содержания серы в расплаве 5-7 мас. %, а на второй стадии продувают газокислородной смесью с содержанием кислорода, обеспечивающим 10-21 об. % кислорода в продуктах реакции этой смеси.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продувку расплава на второй стадии осуществляют с одновременным введением безжелезистого кальцийсодержащего шлака на поверхность расплава.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что продувку расплава осуществляют с введением газокислородной смеси непосредственно в сульфидный расплав.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru