мЕТАЛЛУРГИЯ МЕДИ. Металлургия меди

• Название: Металлургия меди
• Анкор: мЕТАЛЛУРГИЯ МЕДИ.docx
• Дата: 15.11.2017
• Размер: 14.69 Mb.
• Имя файла: мЕТАЛЛУРГИЯ МЕДИ.docx
• Тип: Лекция; #10243
• страница: 9 из 25

Вопрос 1. СПК на уральских предприятиях (ОАО «ММСК»)

Первое СПК было внедрено на Медногорском предприятии. (плавильно-рафинировочный агрегат 140 тонн). Конечный продукт – штейн 70-75% меди и шлак 1%. Применяют воздушное дутье. Добавляют штейн или клинкер цинкового производства.

Показатель	Воздух	КВС
Производительность по концентрату, т/ч	10-12	10-16
Расход, тыс. м3/ч	24	20,5-22,5
Кислород	-	до 3
Содержание кислорода в дутье, V%	21	22-28
Температура	1100-1300	1100-1300
Содержание меди, % по массе, в штейне	65-72	60-70
В шлаке	3-7	1,5-4
Коэффициент нахождения агрегата под дутьем	92-96	92-96
Содержание SiO2 в шлаке	18-22	18-22
Среднее содержание SO2 без учета подсосов	10-16	10-16

Второе СПК – Святогор (Красноуральск). Там нет кислорода, поэтому он работает на воздушном дутье с заливкой штейна. Фактически, это не автогенный процесс, т.к. штейна туда грузят много (60-80%). Это обычный конвертер, но считается СПК, так как добавляют еще и концентрат.

Там получают штейны с содержанием 25-28%. Кратковременная работа на богатые штейны (60-75%), но обнаружено вспенивание расплава.

55-65% меди в штейне, при этом грузят 12,4 тонны в час шихты, и дополнительно сжигают 250-280 м³/час природного газа.

В Медногорске богатый штейн или белый матт перерабатывают в обычных варочных конвертерахВопрос 1. Технология СПК ОАО «ММСК».Совмещенная плавка сульфидного сырья и конвертирования в одном агрегате (СПК) была разработана в институте «Унипромедь». Особенностью СПК данного способа является подача шихты через боковые фурмы в объем сульфидного расплава. В настоящее время СПК реализован на Медногорском медно-серном комбинате (1995—96) и на ОАО «Святогор» (1997) в варианте загрузки шихтовых материалов на поверхность расплава через горловину конвертера.


Практика СПК на ММСК. В период реконструкции оборудования на территории металлургического цеха был установлен плавильно-рафинировочный агрегат емкостью 140 т для переработки твердого медьсодержащего концентрата и медьсодержащих отходов (рис. 4.53). Конечными продуктами переработки в агрегате являются штейн, содержащий 70—75 % Сu и шлак (0,3—0,8 % Си). Дальнейшее рафинирование штейна до черновой меди производится в 80-тонном конвертере. Шлак после дробления поступает на переплавку в шахтную печь. Плавку и частичное

Рис.1. Схема СПК ОАО « ММСК».

/ — цилиндрическая поворотная печь, 2 — пневматическое загрузочное устройство, 3 — загрузочная горловина, 4 — газовая горловина, 5 — стационарная часть напыльника, 6 — поворотная часть на пыльника, 7 — ковш для приема штейна, 8 — стационарный штейновый желоб, 9 — летка для выпу ска обогащенного штейна, 10 — фурмы для подачи воздуха, обогащенного кислородом, 11 — летка для выпуска шлака, 12 — стационарный шлаковый желоб, 13 — конвейерная шлакоразливочная машина

рафинирование расплава проводят в автогенном режиме, что обеспечивается подачей в расплав воздуха, обогащенного кислородом.

Плавильно-рафинировочная ванна имеет две зоны: плавильную и отстойную. Шихтовые материалы загружают непрерывно, слив штейна периодически и шлака непрерывно в изложницы шлакоразливочной машины.

В рафинировочный агрегат входят 140-тонный конвертер, напыльник и шлакоразливочная машина. В состав конвертера горизонтальная цилиндрическая печь, которая при выполнении различных технологических и ремонтных операций поворачивается вокруг горизонтальной оси. Загрузка пылевидных и мелкофракционных шихтовых материалов осуществляют с помощью пневматического загрузочного устройства, установленного на торце печи. Кусковые и брикетированные материалы загружают через горловину в области реакционной зоны агрегата.

Загрузку крупногабаритных материалов проводят через газовую горловину, технологическое дутье подают через фурмы, расположенные по образующей печи ниже уровня расплава. Предусмотрены дополнительно 2 фурмы в отстойной зоне (за газовой горловиной) предназначенные для нагрева шлака и повышения его жидкотекучести. Выпуск обогащенного штейна производят через выпускное отверстие в торцевой стенке печи.

Шлак с поверхности расплава удаляют непрерывно с торцевой части печи, противоположной загрузке, и далее по футерованному желобу поступает непосредственно в изложницы.

Для удаления газообразных продуктов предусмотрена газовая горловина, установленная в стороне от реакционной зоны. На-пыльник охлаждается водой и состоит из двух частей: стационарной и поворотной. Стационарная часть выполнена в виде прямоугольного фланца, подсоединенного к газоходной магистрали. Поворотная часть напыльника при подъеме в верхнее положение полностью открывает доступ к горловине для выполнения технологических операций. В закрытом положении обеспечивается примыкание периметра напыльника к фартуку поворотной печи с минимальным зазором, что снижает разубоживание газов и обеспечивает повышенное содержание 80₂ в отходящих газах, направляемых после газоочистки на сернокислотное производство.

Необходимо отметить, что в конструкции печи предусмотрена возможность ремонта футеровки в зоне фурменного пояса без демонтажа оборудования. Это позволяет проводить ремонт без охлаждения печи до низких температур и устраняет необходимость последующего ее разогрева. Это уменьшает теплосме-ны и повышает стойкость огнеупорных материалов. Кроме того, сокращается время простоя агрегата в период ремонтных работ.

Агрегат СПК данной конструкции имеет широкие возможности для переработки различных медьсодержащих материалов в автогенном режиме, отличается простотой конструкции и обслуживания, характеризуется высокой надежностью работы его механизмов. Заметим, также, что монтаж и пуск агрегата был осуществлен в короткие сроки и с минимальными капитальными затратами.

Параметры работы СПК на ОАО «ММСК» при использовании воздушного дутья и кислородно-воздушной смеси (КВС):

Вид дутья Воздух КВС

Производительность по концентрату, т/ч 10—12 10—16

Расход, тыс. м³/ч:

воздуха 24 20,5—22,5

кислорода — до 3

Содержание 0₂ в дутье, % об 21 22—28

Давление дутья, МПа 0,07—0,15 0,07—0,15

Температура процесса, °С 1100—1300 1100—1300

Содержание меди, %:

в штейне 65—72 60—70

в шлаке 3—7 1,5—4,0

Коэффициент нахождения конвертера

под дутьем, % 92—96 92—96

Содержание 5Ю₂ в шлаке, % 18—22 18—22


Вопрос 2. Практика СПК на ОАО «Святогор». Технологическая схема СПК на ОАО «Святогор» включает (рис.2.) плавку концент-

рата на богатый штейн с последующей его доработкой до черновой меди; охлаждение и флотационное обеднение шлака; очистку газа от пыли и производство серной кислоты.

Вопрос 3. Конструкция СПК на ОАО «Святогор».Агрегат СПК оборудован (рис. 3) системой подачи шихты и газовоздушными горелками для разогрева конвертера и компенсации потерь тепла в рабочем режиме с номинальным расходом газа до 600 м³/ч. В качестве шихты используется смесь концентратов, содержащих 13—15 % Си: 36—37 3; 30—32 % Ре и флюсов (75—80 % 8Ю₂). Контроль температуры ванны (режим «Оп Ппе») осуществляют с помощью радиационного пирометра, установленного в торцевой части конвертера агрегата.

Ниже представлены некоторые технико-экономические показатели работы конвертерного передела с момента пуска СПК:

1997г. 1998 г. 1999г. 2000 г.

Переработано, тыс. т:

штейна 179,2 189,9 225,5 219,9

кварцсодержащего флюса 36,8 35,0 37,7 40,7

Среднее содержание Си в штейне, % 28,44 25,10 23,68 24,70

Получено, тыс. т:

черновой меди 50,8 45,8 54,0 56,5

конвертерного шлака 161,2 146,7 188,3 178,8

Использование конвертера под дутьем, %... 65,2 65,7 66,5 66,2

Извлечение меди, % 93,8 93,9 93,6 95,3

Рис.3. СПК на ОАО «Святогор»

В период работы СПК на богатые штейны (60—75 % Си) и получения шлаков, содержащих 2,5—3,5 % Си, были установлены корреляционные зависимости между содержанием Си в штейне (С_Си) производительностью агрегата по шихте (С) и продолжительностью продувки (т_я):

С_Си = 26,25 + 0,32г_д - 1,53 • С,

АС = 2,23 + 0,29Дт_д - 1,59 • АО.

Анализ полученных зависимостей свидетельствует о том, что выход на оптимальный состав штейна (55—65 % Си) проис- . ходит в течение 2-х часов работы агрегата. Последующая плав- | ка на штейн заданного состава, требует подачи 12,4 т/ч шихты. Компенсация тепла может быть обеспечена сжиганием 250— 280 м³/ч природного газа.

Полученные на ОАО «Святогор» результаты свидетельствуют о достаточно высокой эффективности работы агрегата СПК, которые могут быть улучшены за счет использования воздуха, обогащенного кислородом. Предполагается строительство второго комплекса СПК и кислородного блока для обеспечения одновременной работы 2-х агрегатов с получением белого матта. В этом случае, наряду с увеличением мощности производства, повысится содержание 50₂ в отходящих газах, что создает условия для более эффективной утилизации серы комбината.