Металлургия цветных металлов
Страница 3
Уже в начальной стадии освоения процесса плавки в жидкой ванне достигнута удельная производительность, превышающая более чем в 15 раз производительность отражательной печи при плавке сырой шихты, и в 6—8 раз производительность КВП и финской технологии. Возможно широкое управление составом штейна и получение на богатых штейнах относительно бедных отвальных шлаков.
Процесс характеризуется низким пылеуносом и получением возгонов, богатых по содержанию ценных компонентов. Для осуществления процесса создана надежная и долговечная аппаратура. Процесс не требует сложной подготовки сырья и пригоден для переработки как кусковой руды, так и концентратов различного состава. По своим показателям он превосходит все известные в мировой практике процессы. Процесс следует считать в основном освоенным и заслуживающим широкого и быстрого внедрения в отечественной медной и никелевой промышленности.
Помимо основного использования для плавки сульфидных концентратов на штейн, плавка в жидкой ванне пригодна для более широкого применения. При внедрении процесса в жидкой ванне необходимо учитывать его возможности, пути и направления развития, которые будут осуществляться уже в недалеком будущем.
К перспективным направлениям относятся прежде всего прямое получение черновой меди и глубокое обеднение шлаков, прямое получение медно-никелевого файнштейна, плавка коллективных медно-цинковых концентратов, комплексная переработка отвальных шлаков. Заслуживает внимания также использование принципов плавки в жидкой ванне для переработки окисленных никелевых и железных руд.
Сравнительные технико-экономические показатели некоторых видов плавки сульфидных медных концентратов
Показатель |
ПЖВ |
КФП |
Финская |
КИ ВЦЭТ |
Норанда |
Мицубиси |
Отражательная плавка сырой шихты |
Удельный проплав, т/(м2 • сут) |
60—80 |
10—13 |
9—12 |
3—5 |
10—11 |
До 20 |
4—5 |
Содержание меди, %: в штейне |
45—55 |
37—40 |
60 |
40—50 |
70-75 |
65 |
20—30 |
в шлаке (без обед нения) |
0,5—0,6 |
До 1,2 |
1—1,5 |
0,3—0,6 |
5 |
0,5 |
0,4—0,5 |
Содержание Si02 в шлаке, % |
30—32 |
28—34 |
29—30 |
30—34 |
22 |
30—35 |
34—42 |
Влажность шихты, % |
6—8 |
<1 |
<1 |
<1 |
10—13 |
<1 |
6—8 |
Максимальная круп ность шихты, мм |
До 50 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
10 |
1 |
5 |
Пылевынос, % |
1 |
9—12 |
7—10 |
— |
5 |
3—5 |
1—2 |
Содержание Оа в дутье, % |
60—65 |
95 |
35—40 |
95 |
26—28 |
45 |
До 25 |
Содержание SOz в газах, % |
20—40 |
70—75 |
18—20 |
35—50 |
6—7 |
35 |
1—2 |
Расход условного топ лива, % |
До 2 |
До 2 |
До 5 |
10—12 |
9—10 |
3—5 |
18—22 |
Процесс ПЖВ обеспечивает лучшую производительность среди всех типов процессов, превосходя их на десятки процентов. Содержание меди в штейне составляет порядка 45-55%, что является средним уровнем; в шлаке меди, фактически, минимальное количество, допустимое сегодняшними технологиями. Благодаря этому процессу достигается уверенное распределение 30% SiO2 в шлак. Процесс может перерабатывать достаточно крупную шихту, что снижает затраты на ее измельчение и обработку. Низкий расход топлива также вносит свою лепту в то, что технологический процесс А.В.Ванюкова один из лучших по своим технико-экономическим показателям.
Процесс плавки в жидкой ванне (ПЖВ)
Оригинальный процесс автогенной плавки сульфидных медных и медно-цинковых концентратов, названный авторами данной книги «плавкой в жидкой ванне», начал разрабатываться в Советском Союзе в 1951 г Дальнейшие разработка и внедрение до 1986 г. велись под общим научным руководством проф. А. В. Ванюкова.
Первые испытания этого метода плавки были проведены в лабораторных и заводских условиях в 1954—1956 гг. В настоящее время по методу плавки в жидкой ванне работают промышленные установки на медном заводе Норильского ГМК и Балхашском горнометаллургическом комбинате.
Схема печи для плавки в жидкой ванне:
1 — шихта; 2 — дутье; 3 — штейн; 4 — шлак; 5 — газы; 6 — кладка печи; 7 — медные литые кессоны; 8 — фурмы; 9 загрузочная воронка; 10 — аптейк; 11 — штейновый сифон; 12 шлаковый сифон
Процесс ПЖВ запатентован в ряде зарубежных стран. При разработке процесса плавки в жидкой ванне ставилась задача создания максимально благоприятных условий для протекания всех физико-химических процессов. Предложено несколько вариантов технологического и аппаратурного оформления процесса в зависимости от состава исходного сырья и конечных результатов его переработки. Рассмотрим работу плавильной печи для автогенной и полуавтогенной плавки сульфидных медных концентратов с получением богатого штейна. Для осуществления процесса плавки предложено использовать частично кессонированную печь шахтного типа. Оптимальная длина промышленных печей определяется потребной единичной мощностью агрегата, т. е. его абсолютной суточной производительностью, и может изменяться от 10 до 30 м и более. Ширина печей при этом с учетом возможностей дутьевого хозяйства и свойств расплавов составляет 2,5—3, высота шахты 6—6,5 м. Отличительной особенностью конструкции печи является высокое расположение дутьевых фурм над подом (1,5—2 м).