Процессы цементации в цветной металлургии.

М. И. Алкацев

Металлургия, 1981 г.

О роли природы металла-цементатора на кинетикупроцессовцементации было сказано в гл. I. Для цементации меди на практике чаще всего используют консервную жесть в виде отходов фабрик либо консервный лом, с поверхности которого предварительно удалено олово. Удаление олова производят путем растворения его в щелочи или нагревом до 400 — 600°С. Наиболее активным осадителем меди является губчатое железо, получаемое восстановлением окислов железа. Хорошее сырье для получения губчатого железа - пиритные огарки. Восстановление огарков можно вести как твердым, так и газообразным восстановителем, причем использование газа более предпочтительно, так как позволяет получать железо с высокой цементационной активностью. Восстановлениюпиритных огарков твердым восстановителем посвящены работы [ 25, 95 — 98]. В этих работахВосстановление рекомендуют производить при температурах не выше 900°С во избежание спекания губчатого железа и снижения его активности.

Получение губчатого железа из пиритных огарков особенно оправданно в случае содержания в них меди и благородных металлов. Так, в пиритах фирмы Сеrro de Pasco содержание серебра составляет 0,294 кг/т [ 94, с. 291]. Для достижения содержания меди в цементныхосадках не менее 70 % степеньметаллизации железа должна быть не ниже 80 % [ 99]. Использованию клинкера цинкового производства, содержащего 17 — 20 % металлического железа, для цементации меди посвящены работы [ 100 — 105]. При использовании исходного клинкерацементный "осадок получается довольно бедным (10 - 15 % Си). Обогащение клинкерамагнитнойсепарацией после его измельчения позволяет получить более богатые цементные осадки. В работе [99], а также в одном из патентов1 для получения губчатого железа предлагают использовать щлаки отражательных печей. Из конверторных шлаков предлагают получать губчатое железо в работе [ 106]. Для облегчения дробления и измельчения металлизированного продукта, получаемого восстановлениемшлаков в электропечах, плавку ведут с добавкой пирита и углерода2. В ряде случаев3 предлагается для целей цементации использовать сталь, содержащую < 03 % Si и 0,6 - 4,0 % Р. Такой металл является весьма хрупким и легко поддается измельчению. В работе [ 107] губчатое железо рекомендуется производить восстановлением передутого в конверторе без подачикварца бедного штейна.

В большинстве случаев практический расход железа превышает теоретический в 1,5 —3,4 раза (1,32 - 3,0 кг/кг). Содержание меди в цементныхосадках колеблется в широких пределах - от 10 до 95 % (чаще 55 - 80 %). Установлено, что цементная медь отделяется от железного скрапа тем хуже, чем выше в нем содержание углерода. В связи с этим чугун как осадитель меди из растворов широкого применения не нашел. В работе [ 79] показано, что при температурах 90— 100 °С цементацию меди железом можно вести при расходе его, близком к теоретическому. Содержание меди в цементныхосадках при этом составило 99,1 — 99,8 %. Цементную медь в большинстве случаев перерабатывают пирометаллургическими способами: плавкой в отражательных печах совместно с сульфидными медными концентратами, плавкой в конверторах либо прямой плавкой на черновую медь [ 2, с. 124] V

В 1930 г. В.Я. Мостовичем и И.Н. Духаниным применительно к рудам, содержащим окисленные медные минералы, был предложен комбинированный процесс, известный под названием процесса Мостовича (выщелачивание - цементация — флотация) [ 108]. Промышленное освоение процесса Мостовича впервые было осуществлено в 40-х годах в США [ 109]. Процесс был использован на ряде фабрик [ ПО]. В СССР Процесс Мостовича был внедрен на Джезказганской и Алмалыкской фабриках. Метод Мостовича имеет следующие показатели: удельный расход H2S04 20 - 30 кг/т руды, удельный расход железа 1,5 — 2,5 кг/кг меди. этом составляет 20 - 25 %. Интересной модификацией метода Мостовича является процесс, предложенный в работе [ 111], заключающийся в цементации меди в пульпе с последующим разделением меди и хвостов по плотностям.

Как показали исследования, влияние параметров гидродинамического режима на кинетикупроцессовцементации является сложным. Методом вращающегося диска было показано, что зависимость скоростицементации меди железом от интенсивности гидродинамического режима является экстремальной: