ШИХТА ДЛЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ПЛАВКИ МЕДНО-ХЛОРНОГО КЕКА
CHARGE FOR REDUCING FUSION OF COPPER-CHLORIC CAKE

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при производстве черновой меди.
Известны составы шихт для восстановительной плавки окисленных медьсодержащих материалов, включающие плавку в шахтной печи агломерированного вторичного медного в присутствии кокса с добавкой кварца и известняка (Основы металлургии, т.2.- М.: изд-во ГНТИЛ по черной и цветной металлургии. - 237-239).
Недостатком указанного способа является высокий расход дефицитного топлива кокса и необходимо проведение предварительной агломерации материалов для плавки в шахтной печи.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является шихта для восстановительной плавки медно-хлорного кека, включающая от 6 до 10% к массе медно-хлорного кека кальцинированной соды и от 0 до 10% твердого углеродистого восстановителя - древесного угля. В пересчете известный состав шихты следующий, мас.%:
Кальцинированная сода
5,1-9,1
Твердый углеродистый восстановитель
0-10
Медно-хлорный кек
остальное
(см. И.Енчев. Возможности рециркуляции и диверсификации для развития цинкового производства. - Научные доклады четвертой международной конференции. Цинк 2006. - Пловдив. Болгария, 11-12 сентября 2006 г. - С.103-109).
Недостатком указанной шихты для восстановительной плавки медно-хлорного кека является низкое извлечение меди в металлическую фазу до 71%.
Техническим результатом данного изобретения является увеличение извлечения меди в металлическую фазу при плавке медно-хлорного кека. Указанный результат достигается тем, что в шихте для восстановительной плавки медно-хлорного кека, содержащей медно-хлорный кек, кальцинированную соду и твердый углеродистый восстановитель, дополнительно содержится известняк в следующих соотношениях ингредиентов, мас.%:
Кальцинированная сода
4,0-4,5
Известняк
8,5-9,0
Твердый углеродистый восстановитель
8,0-8,5
Медно-хлорный кек
остальное
Восстановительная плавка указанного состава шихты осуществляется следующим образом. Полученный при медно-хлорной очистке цинковых растворов медно-хлорный кек состава, %: медь 40-65; цинк 1-2; свинец 2,0-2,5; железо 0,2-0,4; хлор 6-10 влажностью 18-22% перемешивается в двухлопастном смесителе с известняком, кальцинированной содой и коксовой мелочью и направляется в электропечь. Рабочая температура плавки 1125-1150°С. Продолжительность плавки 1,5-2 ч. В процессе плавки получают металлическую фазу, шлак и возгоны. Основная масса цинка до 85-90% переходит в шлак. Хлор на 90-95% переходит в возгоны, которые улавливают в скрубберах, орошаемых водой. Выходящая из скрубберов пульпа фильтруется. Раствор после осаждения кальцинированной содой тяжелых металлов направляется на очистные сооружения, а отфильтрованный и отмытый от хлора осадок перерабатывается в основном цикле производства.
Медь восстанавливается и на 90-93% переходит в металлическую фазу - черновую медь, содержащую 96-98% меди; 1-2% свинца и цинка 0,1-0,4%. Черновая медь является товарным продуктом и направляется на медьзаводы. Шлак, содержащий, %: медь 15-20; цинк 4-6; свинец 1,5-2,5; железо 2-3; хлор 2,0-2,5, перерабатывается вельцеванием.
Испытания шихты показали, что добавка известняка в пределах от 8,5 до 9% позволяет повысить извлечение меди в черновой металл. При дозировке известняка менее 8,5% и возрастании кальцинированной соды в шихте более 4,5% снижается извлечение меди в металлическую фазу, а при дозировке известняка выше 9% снижается содержание меди в черновом металле за счет повышения перехода в него свинца и других примесей. Только при данном соотношении ингредиентов можно получить максимальное извлечение меди в черновой металл и лучшее его качество.
Пример использования шихты.
В качестве компонентов шихты использовали медно-хлорный кек (Сu-Сl кек) состава, мас.%: медь - 60,7; цинк - 1,35; свинец - 2,2; железо 0,28; хлор - 8,1; кальцинированную соду ГОСТ 5100; известняк ТУ 0750-002-00186996; коксовую мелочь ТУ 17-7-115. Компоненты шихты перемешивали и загружали в тигельную печь. Процесс плавки протекал при температуре 1130°С в течение 1,5 ч. По окончании плавки разделяли металлическую и шлаковую фазу. В таблице приведены варианты составов предлагаемой шихты и для сравнения вариант состава прототипа.
Технологические показатели восстановительной плавки шихты разного состава
Испытуемая шихта
Содержание компонентов, %
Извлечение Cu в черновую медь, %
Содержание Cu в черновой меди, %
Cu-Cl кек
Кальцинированная сода
Известняк
Твердый углеродистый восстановитель
Предлагаемая
остальное
4,2
8,8
8,5
92,5
97,2
По прототипу
остальное
7,9
0
8,5
63,7
96,8
Как видно из таблицы, при использовании предлагаемой шихты повышается извлечение меди в металлическую фазу (черновую медь) по сравнению с прототипом с 63,7 до 92,5%. При восстановительной плавке предлагаемой шихты качество металла по содержанию меди выше (97,2 против 96,8%).