Результат интеллектуальной деятельности: Способ переработки медно-никелевого файнштейна

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть применено при переработке медно-никелевых файнштейнов.

Известен способ получения маложелезистого файнштейна (SU №1422687 от 22.09.1986), включающий варку сульфидно-металлической массы, содержащей 3-5% железа в конвертере, и загрузку твердых реагентов. В качестве реагентов используют закись меди и соду в количестве 4-6% каждой от массы файнштейна и полученную массу сливают.

Недостатком данного способа является сложность процесса, связанная с использованием реагентов закиси меди и соды и низким выходом кобальта, как и в обычном процессе конвертирования.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения маложелезистого файнштейна (SU №926053, опубл. 07.05.1982), включающий продувку сульфидной массы, загрузку флюсов и снижение температуры варки до 1000-1100°С. Для снижения содержания в нем железа на сульфидную массу, содержащую 3-5% железа, загружают закись никеля 2-3% от веса файнштейна или такое же количество отсепарированного сухого никелевого шлака второго периода конвертирования медных штейнов и доводку массы до файнштейна ведут с периодическим включением и отключением дутья по следующему режиму: 1-2 мин дутья - 5-7 мин отстоя.

Недостатками данного способа является сложность процесса, связанная с добавлением закиси никеля и периодичности подачи дутья, а так же низким извлечением кобальта, т.к. он извлекается по обычной схеме в конце процесса.

Задачей изобретения является упрощение процесса и извлечение железа и кобальта во флюс.

Достигается это тем, что в способе переработки медно-никелевого файнштейна, включающем загрузку флюса в печь с нагретым медно-никелевым файнштейном, содержащим кобальт и железо, плавление флюса и продувку файнштейна кислородсодержащим дутьем, в качестве флюса используют смесь В₂О₃ и СаО в количестве 30-35% от массы железа и кобальта в файнштейне при соотношении В₂О₃/СаО, равном 4-9, а продувку ведут до полного окисления железа и кобальта с переходом их во флюс.

Данные условия необходимы для того, чтобы железо и кобальт, содержащиеся в файнштейне, полностью окислились в результате взаимодействия с кислородсодержащим дутьем и перешли в легкоплавкий флюс, состоящий из смеси В₂О₃ и СаО при отношении В₂О₃/СаО, равном 4-9. Снижение отношения В₂О₃/СаО приводит к увеличению температуры плавления флюса, при дальнейшем его снижении увеличивается температура плавления флюса с увеличением его вязкости. При увеличении отношения В₂О₃/СаО больше 9 возрастает упругость паров В₂О₃ во флюсе при температурах ведения процесса, что приведет чрезмерному расходу флюса и сильному снижению его вязкости.

Продувку ведут до полного окисления железа и кобальта и перехода их во флюс.

Количество добавляемого флюса определяется по содержанию в файнштейне железа и кобальта. При добавках флюса меньше 30% часть железа и кобальта остается в файнштейне, а их извлечение во флюс снижается. При добавках флюса больше 35% идет необоснованный расход флюса.

Достоинство изобретения состоит в том, что кобальт отделяется в начале процесса переработки файнштейна и, следовательно, не теряется на последующих переделах.

Пример 1. Для осуществления процесса получения маложелезистого файнштейна сначала синтезировали флюс на основе оксидов бора и кальция. Синтез флюса проводили с медленным предварительным прокаливанием, т.к. поисковые опыты показали, что в связи с высокой гигроскопичностью В₂О₃ быстрый нагрев приводит к улетучиванию оксида с парами воды. Синтезированные образцы не обладали этими свойствами. Файнштейн состава 1-7 (таблица 1) загружали в алундовый тигель, ставили в печь, нагревали до температуры 1000-1100°С, после чего загружали флюс, количество которого выбирали в соответствии с приведенным интервалом, доводили флюс до плавления и через алундовую трубку продували файнштейн воздухом до появления металлической меди. Флюс с содержащимися в нем оксидами меди, никеля, кобальта и железа отделяли и направляли на дальнейшую переработку, например восстановление металлов с помощью углеродистого восстановителя (бор и кальций при этом не восстановятся, т.к. имеют высокую температуру восстановления из их оксидов), а обедненный по металлам флюс вновь можно направить в процесс получения маложелезистого файнштейна. По окончании процесса полученные продукты анализировались на извлечение из файнштейна железа и кобальта, результаты занесены в таблицу 1.

Новый способ позволяет упростить процесс получения маложелезистого файнштейна и извлечение из него кобальта по сравнению с прототипом.