СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА МЕДИ ПРИ СЛИВЕ ШЛАКА С КОНВЕРТОРА

METHOD OF REDUCING AMOUNT OF COPPER DURING SLAG DRAIN FROM CONVERTER
Цитировать:
СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА МЕДИ ПРИ СЛИВЕ ШЛАКА С КОНВЕРТОРА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Бердияров Б.Т. [и др.]. 2021. 12(93). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12836 (дата обращения: 05.12.2022).
Прочитать статью:
DOI - 10.32743/UniTech.2021.93.12.12836

 

АННОТАЦИЯ

Исследования статьи основаны на медной металлургии, но такие исследования целесообразно применять и в никелевой металлургии. Процесс конвертирования – одна из важнейших частей пирометаллургической технологии. Независимо от того, какой медный концентрат или руда плавится в плавильной печи, продукт загружается в конвертер.

Основной целью переработки штейна является получение сырого продукта, содержащего 96–98% меди, сочетающего золото, серебро и некоторые другие редкие металлы.

Процесс преобразования повторяется до тех пор, пока штейн из плавильных печей не будет залит в машину, шлак будет удален и повторно загружен до тех пор, пока не будет получен основной продукт. Этот процесс повторяли 8–10 раз за один цикл.

Измерительные приборы недоступны из-за высокой степени преобразования. Метод, который используется до сих пор, – это метод «на глаз». Образование белого штейна, определение фазы шлаково-штейновой и результаты других случаев определяются на глаз.

Для отделения шлака конвертера от однофазного шлака использовались специальные стальные обрезки.

ABSTRACT

The article is based on Copper Metallurgy, and it is advisable to apply in Nickel Metallurgy.

The conversion process is one of the essential parts of pyrometallurgical technology. The product is charged into the converter regardless of which copper concentrate or ore melts in the smelting furnace.

The primary purpose of matte processing is to obtain a raw product containing 96-98% copper, combining gold, silver, and other rare metals.

The conversion process is repeated until the smelter matte is poured into the machine, the slag is removed and reloaded until the main product is obtained. This process was repeated 8-10 times in one cycle.

Measuring instruments are not available due to high conversion. The method that is still used is the "on the eye" method. The formation of white stain, the determination of the slag-matte phase and the results of other cases are determined by the eye.

Unique steel trimmings were used to separate the converter slag from single-phase slag.

 

Ключевые слова: шлак, штейн, белый коврик, ковш, анион, катион.

Keywords: slag, matte, white mat, ladle, anion, cation.

 

Количество меди в шлаке – 0,05–0,1%. Тогда 0,1–0,5% СU; 0,7–1,0% меди и, наконец, 10–15% меди. Тогда будет блестеть часть до белого мата. Только тогда конвертер остановится.

В залитом в половник шлаке в специальном ковше содержится от 0,05 до 15% меди, что в среднем составляет 2,5–3,5%. По техническим нормам этот показатель не должен превышать 3%.

Однако есть известные изобретения, большинство из которых сосредоточены на физико-химических процессах, происходящих внутри конвертерной печи.

При переработке конвертерного шлака при температуре 1350–1500 °С существует технология добавления 1–3% регенерирующей и 2–5% извести в процесе подготовки шлака [3]. Этот метод, как и предложенный, направлен на снижение потерь меди из конвертерного шлака, и процесс включает добавление восстанавливающих добавок непосредственно в расплавленную массу. Недостатком этого метода является то, что в перерабатываемом шлаке остается 16% Ni и 14–19%Сu.

В ближайшем аналоге к предлагаемой статье [2] для снижения количества меди в шлаке при переработке медных штейнов предлагается загружать в расплавленную массу клинкер, являющийся отходом цинковой металлургии во время процесса. Суть процесса в том, что углерод в клинкере препятствует переходу меди в шлак. Этот метод, как и предложенный, направлен на предотвращение потерь меди со шлаком. Метод добавления клинкера, который является отходом цинковой металлургии, к медным сплавам дает более высокую эффективность, чем другие методы. В результате получен конвертерный шлак следующего состава (%); 1,2 – Сu, 0,12 – Pb, 15,4 – Fe, 31,2 – SiO2, 19,2 – CaO, 6,6 – Al2О3, 1,8 – MgO и другие.

(2) Недостатком работы является то, что эта цифра предназначена для переработки конвертерного шлака, выливаемого из печи, и не может быть применена непосредственно в процессе конвертировния. По этой причине одной из важных отличительных особенностей предлагаемого способа (2) является снижение содержания меди в этом шлаке до 1,0–1,3%.

Суть предлагаемой статьи заключается в разработке автоматизированной системы, определяющей потери шлака при разливке шлака, образующегося на первой стадии процесса конвертирования и предотвращения образования отходов меди. В результате количество меди в конвертерном шлаке снижается до 1,0–1,3%.

Для этого воздействуют на электроды, подключенные к преобразователю через электрическую цепь. То есть один конец электрода в автоматизированной электрической цепи открыт для преобразователя, а другой конец – для протекающего шлака.

Процесс выполняется в следующей последовательности. Электрод подключается к панели управления преобразователя в цепи аварийной сигнализации. Электродный сигнал подается от сети переменного тока 220 В. Напряжение на трансформаторе снижается до 12 В и отправляется на электрод. Электрическая цепь подключена к реле РП (промежуточное реле), которое срабатывает, когда электрическая проводимость превышает установленное значение. Соединение РП1 на реле автоматически активирует разъем К1 и перемещает устройство перемещения преобразователя назад.

На этом завершается фаза шлака и начинается фаза металла.

Для этого, конечно, изучали химический и физический состав шлака. Электропроводность шлака имеет высокую чувствительность, например вязкость. Ионная структура шлакового раствора отражает его электропроводность. Когда раствор подвергается воздействию электрического поля, это происходит из-за упорядоченного смещения ионов. По мере движения ионов электропроводность шлакового раствора определяется размером катионов и анионов и силой их взаимодействия.

Влияние температуры на электропроводность шлакового раствора определяется пропусканием тока по катиону по уравнению Я.И. Френкеля.

Электропроводность электрического тока напрямую связана с составом шлака. Энергетическое неравенство катионов, наличие анионов разного состава, нарушение силы взаимодействия между анионом и катионом вызывают изменение электропроводимости шлака.

Поскольку многокомпонентный шлаковый раствор состоит в основном из соединений SiO2, Al2O3, CaO, MgO, электропроводность невысока (0,1–0,2 Ом–1см–1). Раствор шлака, содержащий соединения FeO, MnO, TiO2 и Cr2O3, имеет относительно более высокую электропроводность.

Ряд ученых изучили свойства электропроводности шлаков.

Удельная электропроводность синтетического шлака приведена в таблице 1.

Таблица 1.

Удельная электропроводность синтетического шлак

Состав шлака, %

Ом-1см-1

Состав шлака, %

Ом-1см-1

FeO

CaO

SiO2

1350 °С

1500 °С

FeO

CaO

SiO2

1250 °С

1500 °С

70,5

62,9

55,1

46,8

38,2

29,3

61,5

7,0

14,3

21,9

29,8

38,0

29,5

30,1

30,6

31,3

32,0

32,7

38,5

4,49

2,45

1,51

1,10

0,80

0,59

1,34

5,57

3,56

2,57

1,51

1,24

1,10

2,01

47,7

36,8

25,2

33,0

54,5

29,0

42,1

12,4

22,1

32,7

25,7

22,6

10,9

39,9

41,1

42,1

41,3

45,5

48,4

47,0

0,73

0,55

0,33

0,45

0,66

0,26

0,40

1,17

0,95

0,84

0,85

1,05

0,52

0,76

 

Можно заметить, что шлак с высоким содержанием оксида железа относительно хорошо проводит электричество. Высокое содержание оксида кремния снижает электропроводность шлака. Если увеличить содержание оксида кремния в шлаке, содержащем и , с 29,5% до 45,5%, можно заметить, что электропроводность при 1500 °С уменьшается в 5,3 раза.

Свободное состояние основного компонента в составе штейна увеличивает электропроводность.

Мы знаем, что медь очень хорошо проводит тепло и электричество. В этом отношении медь уступает только серебру. Многочисленные экспериментальные результаты показывают, что электропроводность металлов сохраняется как в твердом, так и в жидком состоянии. Этот индикатор обеспечивает электропроводность в матовой фазе от 2,1 Ом–1см–1 до 12 Ом–1см–1.

Следуя этому выражению, можно быть уверенным, что сам жидкий медный штейн хорошо проводит электричество.

 

 Список литературы:

  1. Разработка эффективной технологии снижения потери меди со шлаками методом автоматизации процесса разлива конвертерных шлаков при сливе / Т.П. Каримова, А.У. Самадов, М.С. Саидова, А.А. Юсупходжаев [и др.] // Proceedings of the III International Scientific and Practical Conference “Scientific and Practical Results in 2016. Prospects for their Development” (December 27–28, 2016, Abu-Dhabi, UAE). – Ajman, 2017. – № 1 (17), Vol. 1. – C. 40–43.
  2. Ходжиев Ш.Т. Pyrometallurgical Processing of Copper Slags into the Metallurgical Ladle // International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology. – 2019. – Vol. 6, Issue 2. – P. 8094–8099.
  3. Application of Physical and Chemical Methods for Processing Slags of Copper Production / А.А. Юсупходжаев, Ш.Т. Ходжиев, М.С. Саидова, О.Х. Омонкхонов // International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology. – 2019. – Vol. 6, Issue 1. – P. 7957–7963.
  4. Technology of Processing Slags of Copper Production using Local Secondary Technogenic Formations / А.А. Юсупходжаев, Ш.Т. Ходжиев, Б.Т. Бердияров, Д.О. Явкочева [и др.] // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering. – 2019. – Vol. 9, Issue 1. – P. 5461–5472.
Информация об авторах

канд. техн. наук, доцент, кафедра Металлургия, Ташкентский технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Candidate Technical Sciences, Associate professor, Department Metallurgy, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent

старший преподаватель, кафедра Металлургия, Ташкентский технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Senior lecturer, Department Metallurgy, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent

студент, кафедра Металлургия, Ташкентский технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Student, Department Metallurgy, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent

студент, кафедра Металлургия, Ташкентский технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Student, Department Metallurgy, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent

студент, кафедра Металлургия, Ташкентский технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Student, Department Metallurgy, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top