Разработка усовершенствованной технологии переработки медных концентратов на стадиях плавки и получения катодной меди тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.03, кандидат технических наук в форме науч. докл. Мироевский, Геннадий Павлович

• Мироевский, Геннадий Павлович
• кандидат технических наук в форме науч. докл.
• 1999

Заключение диссертации по теме «Металлургия цветных и редких металлов», Мироевский, Геннадий Павлович

Общие выводы по работе.

1. Усовершенствована технология плавки медных концентратов в печи Ванюкова за счет использования продукта вельцевания цинковых ке-ков - клинкера и сокращения шихтоуноса. Технология освоена на Балхашском ГМК Получены следующие показатели работы: извлечение меди в штейн Освоена технология плавки медных концентратов в печи Ванюкова на Балхашском ГМК. Получены следующие показатели работы: извлечение меди в штейн (без учета пыли) - около 97%; пылевынос - около 1%; потери: свинца со шлаками - 25%, цинка - 60-70%. Возврат пыли в печь позволил повысить извлечение меди в штейн до 98%. Извлечение рения в газовую фазу достигает 60-70%. В штейн переходит до 40% мышьяка и до 60% селена. До 10% фтора переходит в шлак, остальной поступает в газовую фазу.

2. Изучено строение раскристаллизованного штейна и распределение основных (Си, Бе, Б) и примесных (2п, РЬ, Ag, Ав, БЬ) элементов по фазам.

Установлено, что основу штейна составляет борнитовый твердый раствор, в нем коллектируется более 70% меди и — 50% серебра, содержащихся в штейне. Остальная медь (-20%) и -50% серебра ассоциированы в металлической меди.

Показано, что цинк образует при кристаллизации самостоятельную тугоплавкую фазу - сульфид (Бе, 2п)8, аккумулирующую более 90% всего цинка расплава.

Свинец коллектируется в жидкой фазе, имеющей самую низкую температуру плавления, которая кристаллизуется в форме тройной перитектики и содержит около 95% общего содержания свинца. В этой структурной составляющей коллектируется также мышьяк - -85%. Сурьма распределена между этой составляющей (-40%) и сульфидом цинка (-60%).

3. Изучено строение и распределение компонентов по фазам раскристаллизованного и закаленного шлаков.

Установлено, что в корольках закаленного шлака концентрируется около 100% всей сурьмы, никеля и серебра, содержащихся в шлаке, и -30% меди шлака. Растворимые потери меди составляют около 70%, в основном в форме Си23, растворенного в силикатном расплаве. Цинк, свинец и мышьяк практически полностью находятся в силикатном расплаве и при кристаллизации свинец и мышьяк коллектируются в остаточном стекле, а цинк ассоциирует с железом и распределен между силикатными и оксидными фазами.

4. Исследованы механизм и кинетика взаимодействия дутья, содержащего пары воды, с сульфидными расплавами. Установлено, что химизм реакции десульфуризации зависит как от состава сульфидно-металлического расплава, так и от состава газовой фазы. Установлен ад-сорбционно-химический механизм процесса десульфуризации. При высоких концентрациях паров воды их вклад в общую скорость десульфуризации невелик и им можно пренебречь.

5. Разработан и экспериментально проверен метод расчета электропроводности электролитов рафинирования меди в широком интервале температур и концентраций основных компонентов для последующего определения напряжения электролиза. Предложенные уравнения могут быть использованы для расчета значений удельного сопротивления электролитов рафинирования меди при температурах 30-75°С с точностью +5%.

6. Определены величины катодных плотностей тока, обеспечивающих получение компактных осадков высококачественной меди, а также разработана методика определения предельной плотности тока на катоде при стационарном электролизе на основе данных, полученных в нестационарном гальванодинамическом методе.

7. Исследованы экстракционные свойства ди-2-этилгексилметил-фосфоната по отношению к мышьяку (+5) в сернокислых средах и изучены условия экстракционного извлечения мышьяка (+5) из медного электролита и растворов его переработки.

Исследовано влияние основных факторов на экстракцию и реэкс-тракцию мышьяка (+5) Д2ЭГМФ: продолжительности контакта фаз; концентрации кислоты и мышьяка в водной фазе; экстрагента в органической фазе; температуры и отношения фаз, а также проверена возможность очистки растворов производства медного купороса и электрообезмеживания от мышьяка (+5). Рекомендованы параметры процесса экстракции: продолжительность 5-60 с, температура - не выше 40°С. При реэкстракции мышьяка из органической фазы достаточно такого же времени контакта фаз. При кислотности исходного раствора 1,5 моль/л Н2804 и соотношении фаз 0:В=1 степень очистки электролита от мышьяка составляет 80-85%.

8. Исследован механизм экстракции сурьмы (+3) из сернокислотных растворов с использованием широкого класса экстрагентов. Изучено влияние активности сурьмы, содержащейся в водной фазе, и температуры на переход ее в органическую фазу. Разработана экстракционная технология очистки медного электролита от сурьмы (+3). При проведении процесса в замкнутом цикле при использовании Д2ЭГФК возможно снижение содержания этой примеси в электролите почти в 200 раз.

9. Предложена и испытана технология электрохимической очистки промывной серной кислоты и отработанного медного электролита от мышьяка с применением медного скрапа, магнетита или других железосодержащих отходов, которая позволяет снизить количество меди и увеличить количество мышьяка в мышьяковистых кеках, повысить сортность купоросов, практически исключить сернокислые стоки.

10. На основании проведенных исследований предложен и реализован комплекс мероприятий, который позволил снизить потери серебра с катодной медью на 30%.

11. Выполнен комплекс технико-экономических исследований по обоснованию эффективности и необходимости завершения строительства комплекса автогенной плавки медного концентрата от разделения файн-штейна в стационарном агрегате с верхним кислородным дутьем на комбинате "Североникель". Показана высокая эффективность данного процесса.

12. Общий экономический эффект от внедрения результатов настоящей работы составил 1,5 млн. долларов США.

Основные положения диссертации опубликованы в следующий работах:

1. Мироевский Г.П., Ложечникова С.К., Каверина В.П. Эффективность комплексного использования сырья на медеплавильном заводе Балхашского комбината // Экономика цветной металлургии. Выпуск 4,-1982.-Москва,-С.6-9.

2. Киселева Л.О., Никитин Ю.П., Монтильо И.А., Раджибаев М.Ю., Мироевский Г.П. Кинетика десульфуризации расплавов FeS-Cu2S парами воды в присутствии кислорода // Цветные металлы.- 1983.- №4.- С.17-18.

3. Мироевский Г.П., Жалелев Р.З., Бруэк В.Н. Обучение персонала работе на печах плавки Ванюкова //(Методическое пособие)- 1985. Балхаш. С.55.

4. Золотарев A.M., Васильев A.B., Мироевский Г.П. АСУ медеплавильного производства Балхашского ГМК // Цветные металлы.- 1987.- №8,-С.31-33.

5. Мироевский Г.П., Казанцев А.Н., Бруэк В.Н. и др. Анализ потерь меди со шлаками ПЖВ на БГМК // «Состояние и перспективы внедрения автогенных процессов в отрасли» Тезисы докладов.- Балхаш, 1987.- С. 10.

6. Раджибаев М.Ю., Мироевский Г.П., Сущенко И.И. и др. Освоение энерготехнологического комплекса ПЖВ на БГМК // «Состояние и перспективы внедрения автогенных процессов в отрасли». Тезисы докладов.- Балхаш, 1987. С.12-13.

7. Раджибаев М.Ю., Мироевский Т.П., Быстров В.П. и др. Разработка принципов технологии и конструкции печи плавки в жидкой ванне на БГМК // «Состояние и перспективы внедрения автогенных процессов в отрасли». Тезисы докладов. Балхаш, 1987. С.11-12

8. Минсеитов С.Р., Раджибаев М.Ю., Мироевский Г.П. и др. Переработка клинкера на БГМК // «Состояние и перспективы внедрения автогенных процессов в отрасли». Тезисы докладов. Балхаш, 1987.- С.15-16.

9. Хагажеев Д.Т., Раджибаев М.Ю., Мироевский Г.П. Результаты и технико-экономическая оценка внедрения технологического комплекса ПВ на ПО «Балхашмедь» // «Эффективность внедрения автогенных процессов в производстве тяжелых цветных металлов» (Тезисы докладов к 1 Всесоюзной научно-технической конференции).- 1988.- Москва. (С. 32; (Сб.н.тр.Гинцветмета),- 1989.-С.108-113.

10. Быстров В.П., Раджибаев М.Ю., Бруэк В.Н и др. Совершенствование конструкции печи Ванюкова // «Эффективность внедрения автогенных процессов в производстве тяжелых цветных металлов» (Тезисы докладов к 1 Всесоюзной научно-технической конференции). 1988.- Москва.- с.70.

11. Мироевский Г.П., Креймер Э.Л., Клюев Е.В. Оптимальная организация производства черновой меди в условиях применения процесса плавки в жидкой ванне // «Теоретические и технологические предпосылки интенсификации производства тяжелых цветных металлов и комплексного использования сырья». (Тезисы докладов к Всесоюзной научно, технической конференции).- 1988.- Москва. С.15.

12. Раджибаев М.Ю., Мироевский Г.П. и др. Освоение комплекса ПВ на БГМК // «Теоретические и технологические предпосылки интенсификации производства тяжелых цветных металлов и комплексного использования сырья». (Тезисы докладов к Всесоюзной научно-технической конференции). 1988,- Москва.- С.12.

13. Демеев Б.Б., Хабиев Д.С., Мироевский Г.П., Голиков В.М. Пути уменьшения потерь драгоценных металлов при электролитическом рафинировании меди // Физико-химические методы разделения, получения и анализа металлов-. Алма-Ата.- 1988.- С.84-88.

14. Тынышбаев К.С., Голиков В.М., Мироевский Г.П. и др. Пути повышения качества катодной меди на Балхашском ГМК // Цветные металлы,-1988.- № 2.- С.20-22.

15. Раджибаев М.Ю., Мироевский Г.П. и др. Электрохимическая переработка отработанных мышьяксодержащих растворов и отходов медного производства с использованием ионитовых мембран // «Разработка и внедрение эффективных способов вывода и обезвреживания мышьяка на предприятиях цветной металлургии и использование его в народном хозяйстве». (Тезисы докладов к Всесоюзному научно-техническому совещанию).- Москва,- 1988.- С.48.

16. Раджибаев М.Ю., Мироевский Г.П. и др. Возможности вывода и обезвреживания мышьяка в технологии получения рафинирования меди в ПО «Балхашмедь» // «Разработка и внедрение эффективных способов вывода и обезвреживания мышьяка на предприятиях цветной металлургии и использование его в народном хозяйстве». (Тезисы докладов к Всесоюзному научно-техническому совещанию).- 1988.- Москва.-С.48-49.

17. Хагажеев Д.Т. , Раджибаев М.Ю., Мироевский Г.П., Калюта В.В. Внедрение процесса Ванюкова в ПО «Балхашмедь» // Цветная металлургия. 1989.-№5.-С.22-23.

18. Кубасов В.Л., Каминская А.Д., Мироевский Г.П. Предельные токи выделения меди в условиях электрорафинирования // Цветные металлы.-1990.- № 2. С.16-17.

19. Пузаков В.В., Мироевский Г.П. и др. Оптимизация состава электролита при электролитическом рафинировании меди // Цветные металлы.

1990.-№ 10. С.42-43.

20. Мироевский Г.П., Плакса Н.Е., Медиханов Д.Г. О проблемах производства рения на ПО «Балхашмедь» // «Химия, технология и аналитический контроль рения». (Тезисы докладов в V Всесоюзному научно-техническому совещанию).- 1990,- Москва,- С.59-60. (Сб.н.тр.).С.89-91

21. Рудик И.В., Мироевский Г.П., Медиханов Д.Г. Определение удельного электрического сопротивления медного электролита // Цветная металлургия,- 1991.- №8.- С.23-25.

22. Мироевский Г.П., Кожахметов С.М., Травкин В.Ф. Изучение возможности экстракционного извлечения сурьмы (III) из медного электролита // Комплексное использование минерального сырья,- Алма-Ата.

1991. № 12,- С.37-42.

23. Мироевский Г.П. , Кожахметов С.М-, Травкин В.Ф. Экстракция мышьяка (+5) из сернокислых растворов электрорафинирования меди ди-2-этилгексилметилфосфатом ( Д2ЭГМФ) // Комплексное использование минерального сырья.- Алма-Ата,- 1992. № 3,- С.41-47.

24. Абрамов Н.П., Ермаков Г.П., Мироевский Г.П и др. Никелевые предприятия Китайской Народной Республики // Москва,- ГУП «Издательский дом «Руда и металлы»,- 1998. С.73.

25. Мироевский Г.П., Онищин Б.П., Цемехман Л.Ш., Самойленко А.И. Экономическая эффективность внедрения автогенной плавки концентрата на АО «Комбинат Североникель» // Цветные металлы. 1999. №1. С.38-40.

26. А.е. 917542 СССР. Устройство для подачи сыпучих материалов через фурмы в расплав. Монтильо И.А., Анисимов П.М., Зимин Д.И., Блон-ский В.В., Корякин В.Ф., Ухин В.Б., Тепляков В.Т., Тынышбаев К.С., Раджибаев М.А., Левченко Н.В., Симкин Э.А., Плакса Н.Е., Мальцев

A.A., Богунов А.И. и Мироевский Г.П. -№2990844; Заявл. 3.10.80.

27. A.c. 1081094 AI СССР В 65 G 53\18. Устройство для пневматического транспортирования влажного сыпучего материала. Колбас Ю.Д., Зубков М.С., Збарская М.С., Злобин О.И., Денисов В.И., Симкин Э.А., Назаров A.M. и Мироевский Г.П. -№3527766; Заявл. 24.12.82.

28. A.c. 1201805 Ф СССР G 05 027\00 СССР. Устройство управления процессом повышения концентрации сернистого ангидрида в отходящих газах металлургического агрегата. Золотарев A.M., Марьяновский Я.М., Мироевский Г.П., Плакса Н.Е., Пронин И.М., Шварцер В.И., Шнирлин В.Ю. и Штренберг В.И. -№3724020; Заявл. 3.02.84.

29. A.c. 1207197 СССР С 25 С 1\12. Электролит для рафинирования меди. Наурызбаев М.К., Демеев Б.Б., Хабиев A.C., Муканов Д.С., Голиков

B.М., Миринцова Н.С., Мироевский Г.П. и Тайжанов А.Т. -№3752783; Заявл. 20.06.84.

30. A.c. 1205560. Устройство для прочистки фурмы конвертера. Раджибаев М.Ю., Мироевский Г.П., Анисимов П.М., Калиев Б.А., Богунов А.И. и Кайранов Ж.К. -№3754188; Заявл. 14.06.84.

31. A.c. 1307865 СССР. Способ переработки сульфидного медного полиметаллического сырья, содержащего благородные и редкие металлы. Ванюков A.B., Быстрое В.П., Бруэк В.Н., Токарь Л.Л., Орлов A.M., Ко-банова Е.В., Тынышбаев К.С., Плакса Н.Е., Чукреев Н.И., Кожахметов

C.М., Жалелев Р.З., Раджибаев М.Ю. и Мироевский Г.П. -№3951465; Заявл. 22.07.85.

32. A.c. 1330199 AI СССР С 22 В 15\06. Фурма для продувки расплава. Сафронов Г.С., Габченко И.П., Хван В.Т., Гарибоглы Н.П., Мироевский Г.П. и Назаров A.M. -№4006317; Заявл. 10.01.86.

33. A.c. 1492532 СССР. Способ получения драгметального продукта. Бу-ранбаев М.Е., Минсеитов С.Р., Мироевский Г.П. и Медиханов Д.Г. -№4285048; Заявл. 15.07.87.

34. A.c. 1492746 AI СССР С 22 В 61\100. Способ извлечения рения из аммиачных элюатов. Бикинеев A.M., Пономарева Е.И., Остапенко Т.Д., Оразбаев С.Н., Калюта В.В., Мироевский Г.П., Мец Э.Я. и Бирюков В.А. -№4287557; Заявл. 21.07.87.

35. A.c. 1553804 СССР. Способ разделения воздуха. Волков С.Н., Хагажеев Д.Т., Раджибаев М.Ю., Шахалов В.А., Медиханов Д.Г., Мироевский

Г.П., Харичков Н.Ю., Минсеитов С.Р. и Рогачев И.А. -№4367490; Заявл. 16.11.87.

36. A.c. 1788833 AI СССР F 27 В 17\00. Аптейк печи для автогенной непрерывной плавки сульфидных материалов коробчатой формы. Сады-ков С.Б., Казанцев А.Н., Преображенская В.В., Абылканов Т.А., Меди-ханов Д.Г., Раджибаев М.Ю. и Мироевский Г.П. -№4327640/02; Заявл.

06.10.87.

37. A.c. 1444378 СССР. Способ переработки медных штейнов. Минсеитов С.Р., Мироевский Г.П., Симкин Э.А., Назаров A.M., Минсеитова Е.С., Рыжов F.B., Смальцер В.Е., Садыков С.Б., Бруэк В.Н., Жалелев Р.З. и Бурамбаев М.Е. -№4242240; Заявл. 01.04.88.

38. A.c. AI СССР С 22 В 7\04. Шихта для продувки бедных жидких шлаков. Шевко В.М., Раджибаев М.Ю., Айткулов Д.К., Калюта В.В., Тле-укулов О.М., Мироевский Г.П., Назаров A.M., Дзираев В.А. и Симкин Э.А. -№4377960; Заявл. 10.02.88.

39. A.c. 1522784 AI СССР С25 С 1\12. Способ регенерации медного электролита. Жарменов A.A., Умбетов Е.К., Баешов А.Б., Калюта В.В., Рус-тембеков К.Т., Голиков В.М. и Мироевский Г.П. -№4395501; Заявл.

25.01.88.

40. A.c. 1557183 AI СССР С 22 В 11\02. Шихта для плавки сульфидных медных материалов в жидкой ванне. Бруэк В.Н., Быстров В.П., Токарь Л.Л., Жалелев Р.З., Кожахметов С.М., Минсеитов С.Р., Раджибаев М.Ю., Калюта В.В. и Мироевский Г.П. -№;4455457 Заявл. 11.07.88.

41. A.c. 1566755 AI СССР С 22 В 61\100. Способ извлечения рения из аммиачных элюатов, содержащих серу восстановленных форм. Остапенко Т.Д., Калюта В.В., Мироевский Г.П., Медиханов Д.Г., Егоров B.C. и Бирюков В.А. -№4495868; Заявл. 20.10.88.

42. A.c. 1636463 AI СССР С 222 В 3\08\ С 22 В 15\00. Способ обезмежи-вания медеэлектролитного шлама. Мироевский Г.П., Калюта В.В., Та-нышбаев К.С. и др. -№4437245; Заявл. 06.06.88.

43. A.c. 1621541 AI СССР С 22 В 61\00. Способ извлечения рения из щелочных растворов. Остапенко Т.Д., Калюта В.В., Мироевский Г.П. и др. -№4663907; Заявл. 17.02.89.

44. A.c. 1787942 AI СССР СОЮ 3\02, С25 С 5\02. Способ получения оксида меди. Мироевский Г.П., Голиков В.М., Пузаков В,В. и др. -№4681629; Заявл. 10.03.89.

45. Патент Р. Казахстан № 11073. Гидроциклон. Мироевский Г.П., Зиновьев В.Н.', Войтюк E.H., Смолин Е.П., Близняков Ю.И. и Медиханов Д.Г.

46. Патент Р. Казахстан № 2481. Способ окатывания порошкообразных материалов. Мироевский Г.П., Шайхутдинов Е.М., Ермаганбетов М.Е., Медиханов Д.Г., Рыжов Г.В., Сильнягина Г.В. и Шалабаев Ш.Б.

47. Патент Р. Казахстан № 8613. Способ получения оксида меди. Мироев-ский Г.П., Раджибаев М.Ю., Калюта В.В., Симкин ЭЛ., Голиков В.М., Пузаков В.В., Ермакова JI.JI. и Смирнов Б.Н.

48. Патент Р. Казахстан № 10116. Электролит для рафинирования. Миро-евский Г.П., Демеев Б.Б., Батырбекова С.Е., Хабиев A.C., Миринцова Н.С., Кагазбеков Ж.К. и Наурызбаев М.К.

49. Патент Р. Казахстан № 10123. Способ подготовки матриц для электроосаждения меди. Мироевский Г.П., Демеев Б.Б., Голиков В.М., Миринцова Н.С., Зоворин C.B. и Медиханов Д.Г.

50. Патент Р. Казахстан № 10111. Способ электрохимического осаждения меди. Мироевский Г.П., Демеев Б.Б., Хабиев A.C., Наурызбаев М.К., Кагазбеков Ж.К., Миринцова Н.С. и Умбетов Е.К*

Автор выражает благодарность за мс у/ю помощь в выполнении работы действительному члену АЕН РФ, заслуженному деятелю науки РФ, д.т.н., профессору Л.Ш. Цемехману и старшему научному сотруднику, д.т.н. Б.П. Онищину.

Типография "П-Центр", заказ № 127, 01.04.99 г., тираж 100 экз.