» » Шлакообразование и влияние кислотности конверторного шлака на содержание в нем меди
29.04.2015

Как известно, конвертерный шлак образуется в результате двух основных процессов окисления сернистого железа кислородом воздуха и ошлакования закиси железа кремнекислотой кварцевого флюса. Состав кварцевой руды и ее крупность являются значительными факторами, определяющими скорость процесса При стремлении получать кислые шлаки наиболее желательной будет та руда, кремнекислота которой быстрее переходит в расплав.
Условия шлакообразования подробно рассмотрены в литературе. Установлено, что конвертерный шлак представляет собой сложный расплав, состоящий из силиката железа, магнетита, сульфидов меди и железа и небольшого количества других составляющих На основании петрографического исследования В.В. Лапина и анализа выделенного им из шлака силиката было показано нормальное для фаялита отношение основных окислов к кремнекислоте, а именно 2:1. По данным В. И Смирнова [44], в конвертерных шлаках обнаружено два основных компонента: фаялит 60—70% (объемн.) и, магнетит, а также меньшее количество стекла, сернистого железа и штейна. Конвертерный шлак обычно содержит от 20 до 28% SLO2, 60—70% Fe2O3 и FeO, 1—2% S и 1,5—3% Cu. Температура плавления шлака лежит в пределах 1100—1150°
Целым рядом исследований показана возможность получения конвертерных шлаков повышенной кислотности. При наличии в конвертере достаточного количества кварцевого флюса и при достаточно высокой температуре кислотность шлаков бессемерования может быть повышена до 28—29%. Проф. В.И. Смирнов считает получение более кислых шлаков в конвертере с основной футеровкой невозможным по теп новому балансу процесса, как оно невозможно при типичной пиритной плавке. Как правило, при хорошем ходе конвертера и высоком качестве кварцевого флюса содержание кремнекислоты в конвертерном шлаке колеблется в пределах 24—26%. Более высокое содержание кремнекислоты в конвертерном шлаке (28—29%), как показала практика работы, удается получить при применении тонкоизмельченных кремнистых золотосодержащих руд с подачей их в конвертер пневмопушкой и при повышенной температуре хода конвертера.
При бессемеровании важное значение имеет соблюдение определенной последовательности операций выпуск шлака из конвертера, слив шлака в отражательную печь, загрузка в конвертер новой порции штейна и др. Ниже показана зависимость содержания меди в шлаке от содержания кремнекислоты в шлаке и температуры жидко плавкости шлака установленная на основе опытных плавок на одном из заводов.
Шлакообразование и влияние кислотности конверторного шлака на содержание в нем меди

Возможность получения шлаков с высоким содержанием кремнекислоты при переработке богатых медью штейнов подтверждается следующими соображениями Высокий коэффициент использования кислорода воздуха в жидкой ванне указывает на его большую реакционную способность. В области фурм с кислородом взаимодействует не только сернистое железо, но и полусернистая медь. Образующаяся при этом закись меди вступает в обменную реакцию с сернистым железом. Протекание этой реакции требует время и оно оказывается достаточным для того, чтобы расплав переместился из области фурм к поверхности ванны. Продукт реакции (закись железа), вступая во взаимодействие с кремнеземом, переходит в силикатной форме в шлак. Практика работы медеплавильных заводов показывает, что при работе на богатой массе (с большим содержанием Cu2S по отношению к FeS) можно получать более бедные магнетитом и более богатые кремнеземом конвертерные шлаки (с содержанием SiO2 от 26 до 28%)
Анализ большого числа продуктов плавки на цинк показывает закономерность изменения содержания его в расплаве, который остается в конвертере после слива шлака. С повышением содержания меди в сульфидном расплаве содержание цинка в нем понижается независимо от содержания цинка в исходных штейнах и от температуры в конвертере. В получаемом белом штейне остается около 1,5% Zn.
На содержание кремнекислоты в шлаке влияет содержание глинозема. При содержании глинозема в кварце 10% и выше шлакообразование затрудняется, процесс протекает при более высокой температуре (выше 1200°), причем футеровка конвертера покрывается гарниссажем, который сохраняется при температурах до 1230°. При работе с кварцевым флюсом, содержащим глинозем, увеличиваются простои конвертера и затрудняется поддержание высокой температуры. В связи с этим рекомендуется применять кварцевую руду, содержащую не более 6% Al2O3.
С повышением кислотности конвертерного шлака в нем снижается содержание магнетита и облегчаются условия переработки этого шлака в отражательной печи. Резкое снижение содержания SiO2 в конвертерном шлаке заметно обогащает медью отвальные шлаки отражательной печи вследствие улучшения расслаивания шлаковой ванны.
Расход кварцевого флюса при бессемеровании медных штейнов в зависимости от состава штейна и качества флюса приведен на рис. 11.
Шлакообразование и влияние кислотности конверторного шлака на содержание в нем меди