CC BY
3УДК: 669.054.82:622.785 - 10.70769/3030-3214.SRT.2.4.2024.43
ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ОХЛАЖДЕННЫХ ТВЕРДЫХ
ШЛАКОВ
Ш
Юсупов Урал Саъдуллаевич
Кабинета Министров РУз главный специалист, Ташкент, Узбекистан
Хасанов Абдурашид Салиевич
Заместитель главного инженера по науке и инновациям Алмалыкского АО «КМК», Алмалык, Узбекистан E-mail: abdurashidsoli@mail. ru
Аннотация. В данной статье кратко рассмотрены шлаки Медеплавильного завода Алмалыкского горно-металлургического комбината, некоторые их свойства, минерология, потери в них сульфида меди и частиц золота в сульфидном виде. В таблицах показана эффективность измелчения их с рудами Ёшлика флотационнным методом. В результате обогащения более 90% меди из шлаков и руды было переведено в концентрат.
Ключевые слова: Ёшлик, шлак, плавильные печи, медь, золото, дробление, обогащение, флотация, извлечение минералов, руда, хвосты.
SOVUTILGAN QATTIQ TOSHQOLLARNI QAYTA ISHLASHNI TADQIQ
QILISH
Yusupov Ural Sa'dullaevich
O'zbekiston Respublikasi VazirlarMahkamasi bosh mutaxassisi, Toshkent, O'zbekiston
Xasanov Abdurashid Salievich
Olmaliq "KMK" AJBosh muhandisining ilm fan va innovatsiyalar bo 'yicha o 'rinbosari, Olmaliq, O 'zbekiston
Annotatsiya. Ushbu maqolada Olmaliq kon metallurgiya kombinatining Mis eritish zavodi toshqollari, ularning ayrim xususiyatlari, mineralogiyasi, undagi mis sulfidi va oltin zarralariningyo 'qolishi haqida qisqa fikr yuritiladi. So 'ng ushbu toshqollarni maydalash va Yoshlik koni rudalari bilan aralashtirilib flotatsiya usuli bilan qayta ishlash natijadorligi jadvallarda ko'rsatilgan. Boyitish natijasida 90 % dan ortiq mis toshqol va ruda tarkibidan boyitmaga o'tkazilgan.
Kalit so'zlar: Yoshlik, toshqol (shlak), ertish pechlari, mis, oltin, maydalash, boyitish, flotatsiya, ajratib olish, minerallar, ma 'dan, boyitma, chiqindi.
RESEARCH ON THE PROCESSING OF COOLED SOLID SLAGS
Yusupov Ural Sadullaevich
Chief Specialist of the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan, Tashkent, Uzbekistan
Khasanov Abdurashid Salievich
Deputy Chief Engineer for Science and Innovations, Almalyk JSC KMK, Almalyk, Uzbekistan
www.srt-iournal.uz
Abstract. This article briefly examines the slags of the Copper Smelter of the Almalyk Mining and Metallurgical Combine, some of their properties, mineralology, losses of copper sulfide and gold particles in sulfide form. The tables show the efficiency ofgrinding them with Yoshlik ores using the flotation method. As a result of enrichment, more than 90% of copper from slag and ore was converted into concentrate.
Keywords: Yoshlik, slag, smelting furnaces, copper, gold, crushing, enrichment, flotation, mineral extraction, ore, tailings.
Введение. Техногенными твёрдыми отходами медного производства являются шлаки содержащие ценные компоненты. Шлаки медной плавки на штейн после обеднения или без такового складируются или передаются в стройин-дустрию.
Медные силикатные шлаки - это сплав оксидов (в основном силикатов железа), в котором растворено некоторое количество сульфидов и присутствует сульфидно-металлическая взвесь. Фер-ритные (безкремнистые) шлаки при отсутствии их гетерогенизации с ростом содержания Бе3+ и низкой растворимостью Си20 используются при непрерывном конвертировании. Растворимость сульфидов в шлаке повышается с ростом температуры и количества Бе3+. Содержание меди в шлаке в виде мелкодисперсной взвеси при неполном разделении фаз снижается с ростом температуры, понижением вязкости и увеличением сил межфазного натяжения на границе штейн-шлак. Состав и свойства шлаков определяют все основные показатели технологического процесса. Свойства шлаков классифицируются как физические, физико-химические, и связанные с явлением переноса.
Методы переработки. Технологическая схема производства черновой меди на АО "Алмалыкском ГМК" включает в себя следующие основные
переделы:
- Плавка шихты (медный концентрат, флюсы, клинкер АЦЗ, оборотные материалы, твердые конвертерные шлаки) на штейн в отражательной печи;
- Плавку шихты (медный концентрат, золотосодержащие концентраты, флюсы,) на штейн в печи КФП;
- Плавку шихты (медный концентрат, кварцевые флюсы, золотосодержащие концентраты АРУ, клинкер АЦЗ и другие привозные медсодержащие концентраты) на штейн в печи Ванюкова (ПЖВ);
- Конвертирование штейнов плавильных печей в горизонтальных конвертерах с получением черновой меди;
- Огневое рафинирование черновой меди с получением анодов в твердом виде.
При такой технологической схеме в процессе переработки медного сырья техногенными отходами-шлаками производства являются следующие типы:
- Шлаки отражательной плавки (Си не более 0,75 %).
- Шлаки кислородно - факельной плавки ( Си не более 1,0 %).
- Шлаки печи Ванюкова (ПЖВ), (Си не более 1,0 %).
- Конвертерные шлаки (Си от 2,0 до 4,5 %).
- Рафинировочные шлаки (^ до10 %, но этот материал возвращается в
конвертерную печь и перерабатывается, вопрос их использования отсутствует).
Шлаки - это сплавы различных окислов, образующих между собой те или иные соединения, а также твердые и жидкие растворы и эвтетические смеси. Они формируются из оксидов пустой породы исходного сырья и специально вводимых флюсов и служат средой для концентрирования компонентов пустой породы и их отделения от ценных металлов.
Функции шлаков:
- Шлаки - это среда, в которой протекают весьма важные для процесса химические реакции. В некоторых случаях процессы получения металлов протекает именно в шлаках.
- В шлаках осаждаются капли металла или штейна, обеспечивая тем самым степень отделения металлической части шихты от пустой породы и определяя одну из основных форм потерь металлов в шлаках - механические потери от недостаточно полного отстаивания.
- Шлаки и их состав определяют в основном ту максимальную или минимальную температуру, которую можно получить в каждом данном случае в печах шахтного типа.
- Шлаки, входя во взаимодействие с металлической ванной при выплавке и рафинировании металлов и сплавов, определяют результат этого рафинирования и концентрацию примесей в металле.
Составы шлаков Альмалыкского медеплавильного производства приведены в таблице 1.
Все виды шлаков не является отвальными, шлак отражательной печи складируется впредь до создания технологии их
переработки.
Таблица 1. Составы шлаков медеплавильного
Извле-
Тип шлака чения
Cu Fe S SiO2 Fe3O4 меди в шлак, %
ОП 0,60,75 35-40 0,7-0,9 32-36 12-16 1,60
КФП 0,7-1,0 32-36 0,5-0,7 30-35 10-14 175
ПВ 0,8-1,2 35-38 0,7-1,0 32-34 10-16 1,80
Конверторный 2,6-3,8 40-46 1,5-2,8 20-25 22-26 5,5-6,5
шлак
Нами были проведены исследования на опытной обогатительной фабрике Алмалыкского горно-металлургического комбината полупромышленного испытания по объединению конвертерного шлака и смеси его с сульфидной рудой месторождения Ёшлик-1.
Шлаки ПВ, КФП и конвертерные являются оборотными продуктами и перерабатываются флотацией на МОФ -2 отдельно или в смеси с рудой «Ёшлик» или Кальмакырского месторождения (в наших исследованиях были использованы пробы из месторождения «Ёшлик»).
Для подготовки шлака со специальным режимом охлаждения на шлаковом отвале медь завода были подготовлены отвальные места размером 30х40 м (глубина 0,4 м), каждый из которых вмещал 40 тн шлака. Средняя скорость охлаждения шлака в прудках составляла 1-2 градуса в минуту. Охлажденный шлак разбивался непосредственно в прудках, грузился экскаватором на автомашины и доставлялся на смесительную рудную площадку опытной обогатительной фабрики. Как показали дальнейшие испытания, несмотря на перемешивание шлака трактором, не удалось получить хорошее усреднение по содержанию в нем меди.
Содержание меди изменялось по сменам от 2,1 до 4,5%. Трудность усреднения заключалась в том, что доставленная проба шлака имела очень крупные размеры кусков, доходящие до 500-800 мм. На смесительной площадке и решетке приёмного бункера шлак дробился вручную до крупности 250-300 мм.
Сульфидная медная руда текущей добычи была доставлена на опытную фабрику с рудника «Ёшлик».
Смесь шлака с рудой составлялась в соотношении 1:1, по весу, перемешивалась и доставлялась автомашинами в приемный бункер.
За период испытаний было переработано около 50 тн шлака и 50 тн руды.
Результаты химического и фазового анализа конвертерного шлака и смеси его с рудой приведены в таблицах 2 и 3.
Таблица 2.
Результаты химического анализа
Шлак Смесь шлака
с рудой
Медь 3,2 2,42
Двуокись кремния 34,1 48,4
Цинк 0,12 не обнаружено
Свинец 0,06 0,01
Молибден 0,014 0,0064
Железо 40,6 23,5
Сера общая 1,6 4,2
Трехокись алюминия 1,44 5,26
Окись кальция 1,6 0,85
Окись магния 0,3 0,31
Таблица 3. Результаты фазового анализа на соединения меди
Наименование Содержание, % Распределение, %
Медь общ. Перв. сульф. Втор. сульф. Медь окис. Медь общ. Перв. сульф. Втор. сульф. Медь окис.
Шлак 3,34 0,25 2,50 0,59 100 7,49 74,85 17,66
Смесь шлака с рудой 2,65 0,35 2,15 0,15 100 16,01 80,22 3,77
Из приведенных данных следует, что медь как в шлаке, так и в смеси шлак+ руда находится в виде вторичных минералов, с незначительным количест-
вом окислов.
Особо привлекательные результаты можно получить при анализе данных шлаков высоко производительным энего-дисперцонным рентгеновским, флуоресцентном спектрометре Япония Rigaku NEX CG EDXRF методом анализа в отраженном поляризованном свете.
Рентгено-флуорицентный анализ шлака и картина дифракции компонентов в нем приведен в таблице 4 и минералогический анализ в микроскопии шлака МПЗ приведен в рис 1,2.
Из данного вида анализа видно, что в шлаке имеются примеси благородных, редких, полиметаллических и металлов группы железа.
Таблица 4.
Результаты рентгено-флуорицентного анализа шлака МПЗ и картина дифракции компонентов в
нем.
Лпа|ула1гс«.1№' тоНюЛ
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
20 21 22
23
24
25
Component
а
Na20
MgO
А1203
Si02
S03
К20
CaO
ТЮ2
Сг203
MnO
Fe203
C0203
CuO
ZnO
As203
Rb20
SrO
Y203
Zi02
МоОЗ
Ag20
Sn02
Sb203
Ir203 PbO
Result 0.0295 2.57 1.39 8.08 41,7 0.992 2.00 1.60 0.267 0 0480 0133 38.7 0.0951 0.558 0 786 0.0384 0.0087 0.0107 0.0029 0.224 0.298 0.0014 0 0050 0.0706 0.0952 0.0132 0.363
Unit mas^b mastfb mass°o mass" о
mass0 о
mass0 о massib mass's
m;iss™ о mass% mas^/e mass% mas^o massib mass°o mass°b
mas^b mass°b masS^b
Stat- Eit. 0.0003 0.118 0.0214 0.0237 0 0321 0 0040 0.0190 0.0147 0.0049 0.0014 0.0023 0.0296 0.0046 0 0030 0.0030 0.0013 0.0002 0.0002 0.0002 0.0026 0.0068 0.0002 0.0004 0.0012 0.0017 0.0010 0.0021
LLD 0.0004 0.272 0.0315 0.0127 0.0017 0.0066 0.0137 0.0143 0.0087 0.0029 00035 0.0011 0.0139 0.0007 0.0005 00O35 00004 0.0001 0.0005 0.0010 0.0037 0.0004 0-СЮ07 0.0007 0.0022 0.0027 0 0024
LLQ 0.0011 0.816 0.0946 0.0382 0.0051 0.0199 0.0412 0.W29 0.0262 0.0086 0.0105 0.0033 0.0417 0.0021 0.0015 0.0104 0.0012 0.0004 0.0014 0.0031 0.0112 0.0011 0.0020 0.0020 0.0067 0.0081 0.СЮ71
S"ecln""
cps/mA 1.0-
Aigi ¥
Z5<w со
I
; 0.4 0.2-
U
1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 6 RX9 Си
10 12 Mo
20 25 30 35 At keV
В первый период работы испытывали возможность переработки конвертерного шлака флотационным методом при измельчении последнего стальными шарами.
Заключение. Таким образом, из приведенных результатов табл.5 видно, что среднее извлечение меди из шлака составило 87,5 % в 19,5 % концентрат при измельчении шлака до 90,1 % класс -0,074 мм при этом удельная производительность мельницы по классу -0,074 мм была 0,368 тн/м3 час, при расходе электроэнергии 78,2 квтч/тн готового класса.
Из результатов, приведенных в табл. 5 видно, что чем богаче конвертерный шлак - тем выше содержание меди в концентрате и выше извлечение меди в концентрат.
Таблица 5.
Результаты полупромышленных испытаний, полученных при переработке конвертерного шлака по одно стадиальной схеме измельчения и флотации
Количес тво прорабо таимых смен Содержание меди, % Извлечем ие меди в к-т, % Расход реагентов, г/т % содержани е класса -0,074 мм Произ-сть, тн/ч Уд. произ-сть по вновь образ. классу -0,074 мм Расход эл.энер квт/тн класса -0,074 мм
Исх К-т Хвосты Сернист ый натрий Бутил ксант Пирит
Хас-1 4,21 25,5 0,36 86,7 54 153 295 84,4 0,490 0,350 75,5
Хас-2 2,60 13,9 0,56 89,8 53 160 259 88,9 0,554 0,374 73,5
Хас-3 3,97 24,7 0,49 89,2 53 143 319 91,8 0,516 0,376 81,6
Хас-24 3,34 17,5 0,60 80,4 53 149 236 92,2 0,473 0,347 76,5
Хас-26 3,74 19,9 0,44 87,3 52 158 271 91,7 0,481 0,387 80,6
Хас-27 3,52 15,6 0,49 91,6 52 155 246 92,0 0,470 0,375 81,5
сред. 3,56 19,5 0,49 87,5 52,8 153 271 90,1 0,497 0,368 78,2
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бадалов С.Т., Турсебеков А.Х. Сравнительная геохимическая характеристика медномолибденовых месторождений Алмалыкского рудного района. В сб. Геология, минералогия, геохимия рудных полей Узбекистана, Ташкент, « ФАН», 1972.
2. Санакулов К.С., Хасанов А.С. Переработка шлаков медного производства. 2007 г.
Cu5FeS4 Fe3O4
SiO2 Au
Рис.1. Вид шлака под микроскопом в величенном на 200х.
Рис.2. Вид шлака под микроскопом в увеличенном на 200х.
