Переработка медных шлаков сульфидированием её окисленных соединений
Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 7 августа, печатный экземпляр отправим 11 августа.

Переработка медных шлаков сульфидированием её окисленных соединений

Поделиться в социальных сетях
431 просмотр
Библиографическое описание

Маткаримов, С. Т. Переработка медных шлаков сульфидированием её окисленных соединений / С. Т. Маткаримов, А. Х. Сафаров. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 17 (255). — С. 32-34. — URL: https://moluch.ru/archive/255/58534/ (дата обращения: 29.07.2021).



Источниками получения меди являются руды, продукты их обогащения — концентраты — и вторичное сырье. На долю вторичного сырья в настоящее время приходится около 40 % от общего выпуска меди.

Медные руды практически полностью относятся к полиметаллическим. Возможными природными спутниками меди, как и других тяжелых цветных металлов, являются элементы 4–6-го длинных периодов периодической системы Д. И. Менделеева.

Ценными спутниками меди в рудном сырье в различных комбинациях могут быть около 30 элементов. Важнейшие из них: цинк, свинец, селен, теллур, кадмий, никель, кобальт, золото, серебро, сера, германий, рений, таллий, индий, молибден, железо. В тех случаях, когда медьсодержащие руды содержат заметные количества других металлов-спутников, соизмеримые с содержанием меди, их называют медно-никелевыми, медно-цинковыми, медно-свинцово-цинковыми и т. д.

В медном производстве используют все типы руд: сульфидные (сплошные и вкрапленные), окисленные, смешанные и самородные. Однако основным медным сырьем являются сульфидные вкрапленники, запасы которых в недрах являются наибольшими. Из сульфидных руд в настоящее время получают 85–90 % всей первичной меди.

Проблему рационального использования рудного сырья и создания малоотходной технологии, в частности при производстве меди, невозможно решить без организации комплексной переработки металлургических шлаков.

Изучение данных предприятий по переработке медных шлаков позволил установить, что в большинстве случаев остаточное содержание металла в отвальном продукте составляет 0,50–0,70 % и более. Причём методы переработки шлаков и их первоначальный состав практически не отражается на конечном результате обеднения. В геохимическом балансе доля оксидной меди составляет 0,50 %, а сульфидной 1,20 %.

Было установлено, что на долю основных извлекаемых форм меди (оксидная и сульфидная) приходится 0,69 % от общего количества, на сульфатную 0,38 %, на самородную 0,08 %. Можно предположить, что сульфатная составляющая является вторичной и образовалась при охлаждении расплава. При температурах жидкого состояния (1100 0С и более) сульфаты являются неустойчивыми соединениями и разлагаются с выделением сернистых газов [1].

При обеднении этих шлаков сульфидная медь должна осесть в донную фазу. Оксидную медь необходимо сульфидировать, т. к. только в этом случае она может перейти в штейновую фазу. При изучении этих вопросов большое значение имеет фактор времени, т. к. они должны быть завершены за время пребывания шлака в печи до их слива. На наш взгляд, для того чтобы не снижать общую производительность печи, процессы сульфидирования окисленных соединений меди и создания условий для их коалисценции проводить в ковше после слива их из печи и транспортировки до шлакового отвала. При этом создадутся условия, при которых донная часть расплава в виде бедного штейна может быть возвращена в голову процесса. Верхняя часть расплава, которая будет содержать малое количество меди может быть использовано в народном хозяйстве [2].

Сульфидирование окисленных соединений меди и металлической меди может протекать по следующим реакциям:

[Cu2O] + [FeS] ↔ [Cu2S] + (FeO)

2 [Cu] + ½ S2 ↔ [Cu2S]

Максимальное сульфидирование по этим реакции будет иметь место при предельном насыщении ванны серой и её стационарного состояния.

Процесс сульфидирования при этом происходит достаточно быстро. Затруднения могут встречаться при отделении мелких частиц оксидов меди и металлической меди, взвешенных в ванне шлака. Скорость осаждения этих частиц мала и для ускорения их отделения от шлака эффективно перемешивание ванны. При этом будет обеспечен более тесный контакт шлака и сульфидизатора, например в результате продувки воздухом, инертными газами или углеводородами. Отделение взвешенных частиц — процесс более медленный и требует достаточного времени для перемешивания.

В качестве сульфидизатора мы использовали пиритный концентрат. При нагреве в контакте с жидким медным шлаком пирит диссоциирует по реакции:

FeS2 = FeS +S

Выделяющийся сульфид железа не только сульфидирует окисленные соединения меди, но и восстанавливает магнетит шлака по реакциям:

FeS + Fe3O4 = 4FeO =1/2 S2

FeS + 3Fe3O4 = 10 FeO + SO2

Выделяющиеся при этом газы барбатируют жидкую ванну шлака и создают условия для коалисценции мелких капель штейна и перехода их в донную фазу.

Выделяющаяся в результате разложения пирита атомарная сера сульфидирует металлическую медь:

2Cu + S =Cu2S

При этом сульфид меди также может перейти в штейновую фазу.

Основное назначение добавляемого пирита — это перевод оксида меди в его сульфид. Константа равновесия реакции взаимодействия между Cu2O и FeS при 1200 0С равна 104. Это значит, что даже если указанные оксид и сульфид взять в молярном соотношении 1:1, то и тогда активности Cu2S в штейне и FeO в шлаке будут значительными величинами, тогда как в равновесном состоянии содержание FeS в штейне и Cu2O в шлаке невелико.

На основании проведённых исследований можно сделать вывод о том, что при совместном использовании восстановительно-сульфидирующих комплексов можно переработать медьсодержащие шлаки с использованием тепла расплавленного состояния с приемлемыми технико-экономическими показателями. При этом в обеднённом шлаке содержание меди находится в пределах 0,35–0,45 %. Эту медь уже практически невозможно извлечь без разрушения структуры компонентов шлака. Это означает, что обеднённые шлаки можно использовать в отраслях народного хозяйства (при производстве цемента, в стройиндустрии, при дорожном строительстве и т. д.) Это даст возможность комбинатам перейти на малоотходную или безотходную технологию.

Литература:

  1. Санакулов К. С., Хасанов А. С. Переработка шлаков медного производства. –Ташкент: ФАН, 2007. -256 с.
  2. Metals The Metallurgy of the Common, Gold, Silver, Iron, Copper, Lead, and Zinc, by Leonard S. Austin. 2012.
Похожие статьи
Мишурина Ольга Алексеевна
Комплексная переработка сточных вод с высоким содержанием меди, марганца и железа
Технические науки
2013
Азарова Светлана Валерьевна
Ценные и вредные элементы в рудах и отходах месторождений цветной металлургии
Экология
2015
Смирнова Полина Игоревна
Синтез органических производных меди (II)
Химия
2017
Жумашев Калкаман Жумашевич
Лабораторные исследования процесса обжига медного сульфидного концентрата и выщелачивания обожженного продукта
Технические науки
2011
Никоненко Инна Сергеевна
Экспресс-методы определения ионов меди и кадмия в окружающей среде
Химия
2016
Рустамов Нушираван Ханкиши оглы
Экстракционно-фотометрическое определение меди с ализариновым желтым Р и триизобутилфосфатом в пищевых продуктах
Химия
2012
Мукаев Евгений Геннадьевич
Техногенные ванадийсодержащие отходы и возможность их утилизации
Технические науки
2017
Сафаров Аскар Хайруллаевич
Разработка безотходной технологии производства золота
Технические науки
2019
Шубина Марианна Вячеславовна
Переработка ванадийсодержащих шлаков по содовой технологии
Технические науки
2016
дата публикации
апрель 2019 г.
рубрика
Технические науки
язык статьи
Русский
Опубликована
Похожие статьи
Мишурина Ольга Алексеевна
Комплексная переработка сточных вод с высоким содержанием меди, марганца и железа
Технические науки
2013
Азарова Светлана Валерьевна
Ценные и вредные элементы в рудах и отходах месторождений цветной металлургии
Экология
2015
Смирнова Полина Игоревна
Синтез органических производных меди (II)
Химия
2017
Жумашев Калкаман Жумашевич
Лабораторные исследования процесса обжига медного сульфидного концентрата и выщелачивания обожженного продукта
Технические науки
2011
Никоненко Инна Сергеевна
Экспресс-методы определения ионов меди и кадмия в окружающей среде
Химия
2016
Рустамов Нушираван Ханкиши оглы
Экстракционно-фотометрическое определение меди с ализариновым желтым Р и триизобутилфосфатом в пищевых продуктах
Химия
2012
Мукаев Евгений Геннадьевич
Техногенные ванадийсодержащие отходы и возможность их утилизации
Технические науки
2017
Сафаров Аскар Хайруллаевич
Разработка безотходной технологии производства золота
Технические науки
2019
Шубина Марианна Вячеславовна
Переработка ванадийсодержащих шлаков по содовой технологии
Технические науки
2016