Способ рафинирования черновой меди

 

1. СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ ЧЕРНОЮЙ МЕДИ, включающий обработку ее в расплавленном состоянии кальцийсодержащим раскислителями, отличающийся тем, что, с целью повышения качества меди и снижения стоимости процесса, в качестве раскислителей используют смеси или сплавы железа, кремния и кальция. 2. Способ по п. 1, о .т л и ч аю 1Д и и с я тем что железо, кремний и кальций в раскислителе берут в соотношений

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

jc59

5 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3533814I22-02 (22) 11.01.83 (46 ) 23.01.84. Бюл. 9 3 (72) В.A. Козлов, Н.В. Долганова и В.Г. Калита, (71) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследова-. тельский и проектный институт медной промышленности "Унипромедь" (53) 669.333.6(088.8) (56) 1. Патент CIHA 9 3868248, кл ° 75-76, опублик. 1975 .

2. Авторское свидетельство СССР

9 269489 кл. С 22 В 15/14, 1969.

„.ЯО„„О 5 . А (54)(57) 1. Спосов иминиРОвлния

ЧЕРНОВОЙ МЕДИ, включающий обработку ее в расплавленном состоянии кальцийсодержащим раскислителями, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества меди и снижения стоимости процесса, в качестве раскислителей используют смеси или сплавы железа, кремния и кальция.

2. Способ по п. 1, о .т л и ч аю шийся тем, что железо, кремний и кальций в раскислителе берут в соотношении (2-1):1:(0,5-1,5).

1068522

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам пирометаллургического рафинирования. черновой меди.

Известен способ раскисления расплавленных цветных металлов, состоящий в продувке расплавленной меди до остаточного содержания кислорода в меди менее 0,3 мас.Ъ, введении добавки в виде куска пористого кокса, пропитанного натрием, калием, кальцием, магнием или сплавом, содержащим по крайней мере 20% одного или более из укаэанных компонентов Г12.

Расчетный состав шлака, Ъ

Температура плавления, Ос

Опыт

I ) FeO SiO2 Сао

Fe Si Са

0 5

47,6 39,5 12,9

1030

0,6

31,2 51,8 17,0

1100

1,5

23 3 38,7

38,0

1170

1,5

39,0 25,6

35,4

1150

1,5

31,4

37,8

30,8

1200

2,1

1,6

38,2

30,2 31,6

1200

1,6

20,9

38,6

0,9

40,4

1200

55,4 14,5

0 4

0,9

30,1

1150

100

2570

При увеличении в соотношении

Са > .1,5 увеличивается содержание

Сао (до 40%), при уменьшении ca (0,5 значительно возрастает содержание

;О (55%) в расчетном составе шлака, получаемом после раскисления. То и другое приводит к увеличению вязкости шлаков.

Увеличение в соотношении Fe > 2 нецелесообразно, так как это также ведет к повышению вязкости и температуры плавления шлака, при снижении Fe (1 (FeO = 206) за счет увеличения в тройной системе FeO

Недостатком этого способа является то, что раскислители в резуль-. тате реакции с закисью меди дают твердые продукты, не удаляющиеся из жидкой меди. Поэтому они применяются только для удаления последних остатков закиси меди.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является способ рафинирования черновой меди, в котором расплав меди обрабатывают щелочно-земельными металлами при 11201150 С, вводимыми в расплав в виде их сплава с медью 23.

Соотношение компонентов в раскислителе

Недостатками известного способа являются низкое качество меди, вызванное появлением твердых продуктов раскисления, трудно удаляемых из меди, а также значительная стоимость сплавов щелочно-земельных металлов с медью.

Целью изобретения является повышение качества меди и снижение стоимости процесса.

Поставленная цель достигается

I тем, что согласно способу рафинирования черновой меди, включающему обработку расплава кальцийсодержащими раскислителями, в качестве раскислителей используют смеси или сплавы железа, кремния и кальция.

Кроме того, железо, кремний и кальций в раскислителе берут в соотношении (2-1):1:(0,.5-1,5)20 " При температуре раскисления анодной меди (1220-12500C) железо, кремний и кальций взяты предпочтительно в соотношении (2-1):1:(0,5-1,5).

Такое соотношение обусловлено тем, 25 что продукты раскисления образуют шлаки системы FeO-SiO>-CaO,имеющие температуры плавления 1200 С. Составы шлаков приведены в табл. 1..

Таблипа 1

HiO -Сао окиси кальция и кремнезема возрастает температура плавления шлака.

Наиболее оптимальный состав шла55 . ков лежит в пределах 25-45% Feo, 10-30а СаО 30-40% 81О2 °

Легкоплавкие продукты раскисле ния, которые получаются при исполь60 зовании рекомендованных соотношений компонентов в раскислителе на основе железо-кремний-кальций, быстро

-удаляются в шлак, не загрязняя меди.

Благодаря этому становится возможHbIM применение данных раскислителей

1068522

Т а б л и ц а 2

Содержание после раскисления, %

Количество раскислителя, %

Исходное содержание в меди, %

Раскислитель

I I

0 Fe Si Ca

0 Fe Si

0,15СК

0,13

СКЗО кл.А

Fe:Si:Ñà

1,7:1:0,5

0,13 0,037 0,006 0,02 0,020 0,008 Не обна ружен

0,26СК

0,23

0,23 0,037 0,006 0,01 0,038 0,012

Составитель A. Кальницкий

РедактоР И. РогУлич ТехРеД,Д.Мартяшова

Корректор А, Повх

Подписное

Заказ 11418/24 Тираж 603

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", Г. Ужгород, ул. Проектная, 4 при.исходном содержании кислорода .в анодной меди, равном 0,1-0,4.

Применение же Са и Мя (температуры плавления Са0 и MSO соответственно

2570 и 3073 C) возможно лишь с остаточного содержания кислорода менее

0,02%; так как образуются твердые продукты .раскисления, загрязняющие медь.

При раскислении металлическими раскислителями на основе железо— кремний — кальций используют стехиометрически необходимое количество раскислителя.

Пример. Проводят раскисление анодной меди (Ni = 0,3-0,4) с исходным содержанием кислорода 0,1Опыт 1 проведен с недостатком раскислителя (0,83 от стехиометрического количества), поэтому остаточное содержание кйслорода в меди составляет 0,04%, в остальных опытах содержание не превышает 0,02%.

При. раскисленйи увеличение содержания железа и кремния не превышает 0,02 и 0,005 соответственно.

Кальций в меди после раскисления не обнаружен. Наблюдается также снижение содержания железа против исходного (опыт 3 и 4) за счет перехода FeO из меди в шлак.

Таким образом, раскисление меди металлическими восстановителями на основе железо — кремний - кальций обеспечивает практически полное удаление кислорода из никельсодержащей меди без значительного загрязнения меди продуктами раскисления.

0,4%. Медь расплавляют в атмосфере гелия. В качестве раскислителя используют силикокальций СК 30 кл.

A в смеси с чугунной стружкой (Fe

Si : Са = 1,7:1,0:0,5). Силикокальций имеет следующий состав, %: ,Са 32 2, Si 260, Fe 5 3.

Количество раскислителя берут

%,8-1,25 по отношению к стехиометрически необходимому для полного восстановления кислорода s меди. При

1220 С медь вместе с восстановителями выдерживают 45-50 мин. Данные опытов сведены в табл. 2. После ,опытов медь анализируют на кислород

15 (металлографически) и на содержание

Fe Si Ca

Преимуществом предлагаемого способа перед известными является то, что комплексные раскислители боЛее дешевы, чем сплавы щелочноземельных

35 металлов с медью. Использование комплексных металлических восстановителей, дающих легкоплавкие продукты раскисления., позволяет получать анодную медь менее загрязненную про40 дуктами раскисления, чем в случае применения раскислителей, образующих:твердые продукты раскисления.

Раскисление меди предлагаемыми восстановителями позволяет перевести

4 никель иэ оксида в металлический, снизить химическое растворение меди при электролизе, содержание в шламе меди, никеля и других балластных примесей, анодную пассивацию и, соответственно, увеличить выход по то50 „