Металлургия тяжелых цветных металлов: лабораторный практикум

В мировой практике переработка медного и никелевого рудного сырья осуществляется как пиро-, так и гидрометаллургическими способами. За рубежом пирометаллургическим способом производят около 85 % от общего выпуска меди и около 60 % никеля. На отечественных предприятиях доля меди и никеля, производимых по пирометаллургической технологии, еще выше.

Принципиальные технологические схемы получения меди и никеля пирометаллургическими методами приведены на рис. 1.1. рис. 1.2. рис. 1.3.

Лабораторнаяработа 2. Влияние состава шлаков на потери металлов

Цель. Ознакомиться с причинами и формами потерь металлов в шлаках, а также с влиянием состава шлака на потери. Путем изучения полированных шлифов проследить зависимость крупности сульфидных включений от состава шлака. Изучить скорость разделения жидких фаз от величины межфазного натяжения на границе их раздела.

Задачи. Научиться использовать физико-химические характеристики для оценки эффективности процессов производства меди и никеля. Научиться применять теоретические положения металлургических процессов, используемых для комплексной переработки руд и концентратов тяжелых цветных металлов.

Краткие теоретические сведения

Шлаки представляют собой сложный сплав оксидов. Получаемые при рудной плавке шлаки, как правило, являются отвальными. В отдельных случаях шлаки направляют на доработку с целью доизвлечения меди и никеля и сопутствующих металлов (например, цинка, кобальта).

Шлаки конвертирования и рафинировочных печей из-за высокого содержания в них основных металлов являются оборотными или подвергаются специальной переработке для их  доизвлечения.

Свойства шлаков должны соответствовать условиям металлургического процесса и обеспечивать минимальные потери основных металлов.

Требуемые свойства шлака (температура плавления, плотность, вязкость, поверхностное натяжение, минимальная растворяющая способность по отношению к извлекаемым метатлам) могут быть получены путем введения в шихту флюсов, чаще всего кварца или известняка.

Важнейшими составляющими шлаков рудной плавки являются SiO2, FeO и СаО  на долю которых приходится около 85-90 % от общей массы шлака. Кроме того в них содержатся Al2O3. MgO, Fe3O4, ВаО, а также могут присутствовать ZnO, Сr2О3, V2O5, MnO2 и др.

Хотя содержание меди, никеля и других сопутствующих металлов в отвальных шлаках относительно невелико (0.10-0.54 %), вследствие большого выхода шлаков абсолютные потери ценных компонентов значительны. Так. в пирометаллургии меди в отвальных шлаках теряется до 2-3 % меди, содержащейся в исходном сырье, а потери никеля в некоторых случаях (например, при шахтной плавке окисленных никелевых руд) в несколько раз выше.