3. Сульфидті концентраттарды екі сатылы тотықсыздандырып балқыту процесінің технологиялық зерттеулері

Алдыңғы бөлімде келтірілген нәтижелер, жоғары күкіртті полиметалл концентраттарын өңдеу кезінде бірқатар қиындықтар туғызатынын көрсетеді, ол штейнде қорғасын мөлшерінің 30-32%-ға дейін ұлғаюына әкеледі, салдарынан қара қорғасынға қорғасын бөлінуінің төмендеуіне әкеледі. Мұндай концентраттар үшін, штейнді екінші сатыда қайта өңдеу мақсатымен екі сатыда балқыманы табиғи газбен үрлеу жүргізуге болады. Берілген процестің мәні келесідей. Балқыма табиғи газдың қажетті мөлшерімен үрленеді, одан кейін мыс мөлшері 1%-дан артық болмайтын қара қорғасын шығарылады. Бұл табиғи газды аз ғана жетіспеушілікпен берумен қол жеткізіледі. Мұндай шарттарда металл-қоспалар сульфидтерінің тотықсыздануы жүрмейді. Қорғасын мөлшері 30-32% болатын қалдық штейн ары қарай балқыманы табиғи газбен үрлеуге ұшырайды. Бұл кезде қорғасын сульфидінің тотықсыздануы және пештен шығарылуы мүмкін мыс және қорғасын бойынша сапалы штейн алынуы қамтамасыз етіледі. Түзілетін қара қорғасын үрлеудің екінші сатысынан кейін мыспен ластануы мүмкін.

Бұл қорғасын мөлшері төмен болатын шихтада қорғасын мен мыс сульфидтерін біріктіріп тотықсыздандыру салдарынан болады. Процестің жаңа циклы басталғаннан кейін металды мыс пен қорғасын сульфиді арасында келесі реакция өтеді:

PbS+2Cu=Cu₂S+Pb

яғни, қорғасын сульфидінің табиғи газбен тікелей тотықсыздануымен қатар, жоғарыда көрсетілген реакция бойынша қорғасын алынуы жүреді.

Бастапқы материалда темір мөлшері жоғары болғанда, үрлеудің бірінші сатысынан кейін оны тотықтырғышпен үрлеу арқылы шлакқа өткізуге болады. Бұл кезде штейн мөлшері төмендейді, бұл ондағы мыс пен қорғасын мөлшерінің артуына және табиғи газбен кейінгі тотықсыздандыру кезінде қорғасын жоғалымының төмендеуіне әкеледі.

Осылайша, полиметалл сульфидті концентраттарын екі сатылы үрлеу жолымен тотықсыздандырып балқыту кезінде қара металға қорғасынды және штейнге мысты жеткілікті жоғары дәрежемен өткізу мүмкіндігі бар.

Сульфидті концентраттарды өңдеудің жалпы технологиялық сұлбасы 3.1 суретте көрсетілген.

Сурет 3.1. Сульфидті концентраттарды табиғи газбен тікелей тотықсыздандыру жолымен өңдеудің технологиялық сұлбасы.

Ұсынылып отырған технологияны жұмыс барысында тексеру сынақтары №2 концентратпен жүргізілді (2.1 кестені қараңыз). Үрлеудің бірінші сатысынан кейін химиялық талдауға өнім сынамалары алынды. Химиялық талдау мәліметтері 3.1 – 3.3 кестелерде көрсетілген.

Кесте 3.1 – Қара қорғасын құрамы, %

№ пп	Pb	Cu	As	Sb
1	93,5	0,31	0,23	0,48
2	95,6	0,17	0,31	0,56
3	94,7	0,51	0,19	0,40
4	96,8	0,73	0,21	0,57

Кесте 3.2 – Үрлеудің бірінші сатысынан кейін штейн құрамы, %

№ пп	Pb	Zn	Cu	S
1	31,53	9,52	36,11	16,27
2	30,64	10,67	39,83	18,75
3	29,81	8,85	37,80	17,38

Кесте 3.3 – Тауарлы штейн құрамы, %

№ пп	Pb	Cu	Zn	Fe	S
1	6,79	44,81	0,27	3,38	18,15
2	9,08	45,63	0,42	2,77	19,38
3	6,23	52,84	0,57	4,90	19,46
4	7,14	49,74	0,38	3,64	18,89

3.1 кестеден көрініп тұрғандай, алынатын қара қорғасын МЕСТ ұсынған талаптарына сәйкес келеді, сонымен қатар мұнда қорғасынның аса жоғары мөлшері және мыс пен басқа қоспалардың аса төмен мөлшері байқалады, бұл оның келесі өңделуіне оң әсер ете отырып, процесс тиімділігін арттырады.

3.2 кестеден көрініп тұрғандай, аралық штейн құрамында мыс мөлшері өте жоғары – 36-45%, алайда мұнымен қатар қорғасын жоғары мөлшерде болады, бұл оны мыс зауыттарында өңдеу үшін, тауарлы өнім ретінде қолданылуға мүмкіндік бермейді.

3.2 және 3.3 кестелерін салыстыра отырып, үрлеудің екінші сатысынан кейін штейнде қорғасын мөлшері 6-9%-ға дейін күрт төмендейтінін, ал мыс мөлшері 46-53%-ға дейін артатынын көруге болады. Үрлеудің екінші сатысынан кейін алынған қара қорғасын құрамында мыс мөлшері жоғары болады (5-7%).

Оны былай түсіндіруге болады. Қорғасын сульфидінің белгілі бір қалдық концентрациясында мыс сульфидінің тотықсыздануы басталады. Штейнде қорғасын мөлшері өте аз және мұндай штейн ары қарай өңделімге жіберіледі. Жалпы қара металға қорғасын бөлінуі 88-92%, штейнге мыстың – 83-88% құрайды.

Алынған мәліметтер бойынша келесідей қорытынды жасауға болады, сульфидті концентратты екі сатылы тотықсыздандыру кезінде қоспалар, үйінді шлактар мөлшері төмен болатын қара қорғасын мен қорғасын мөлшері төмен болатын штейн алу мүмкіндігі бар.

Қорытынды.

1. Тотықсыздандырғыш ретінде табиғи газды қолданумен полиметалл сульфидті материалдарды өңдеу процесінің технологиялық зерттеулері жүргізілді.

2. Мырыш шлактары қабатының астында сульфидті материалдар балқымаларын табиғи газбен үрлеу кезінде қорғасын сульфидін тотықсыздандыру және оны қара металға өткізу мүмкіндігі дәлелденді. Шликерлерді өңдеу кезінде қара металға қорғасынның тікелей бөлінуі 96-98, штейнге мыстың – 83-86% құрайды. Сульфидті №1 концентратын сынақтық балқыту нәтижесінде қара металға қорғасын бөлінуі 94-97%, штейнге мыстың 83-85% және мырыштың возгонға – 78-80% құрады.

3. Жоғарыкүкіртті полиметалл концентратын тотықсыздандыру бойынша жүргізілген зерттеулердің көрсетуі бойынша, оны өңдеу кезінде алынатын штейнде қорғасынның көп мөлшері (30-32%) болады. Қорғасын жоғалымын жою мақсатымен балқыманы табиғи газбен екі сатылы үрлеу бойынша технологиялық зерттеулер жүргізілді, өндірістік шарттарда балқыманы екі сатылы үрлеуді жүргізу технологиясы жасалды.

4. Ұсынылып отырған технологияны зертханада зерттеу нәтижесінде қара металға қорғасын бөлінуі 88-92% құрады, қоспалар мөлшері 1,0%-дан артық емес. Штейнмен қорғасын жоғалымы 4-5 есе азайды.