Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва:

В. П. Быстров, проф., тел. 8(499)237-21-17

И. Е. Гладюк, инженер 1-й категории, кафедра цветных металлов и золота

Характерная особенность металлургии тяжелых цветных металлов — переработка сложных сульфидных полиметаллических концентратов и руд. Поэтому актуальными задачами являются повышение комплексности использования сырья и извлечения ценных компонентов. Промышленная эксплуатация, опытно-промышленные испытания и технико-экономические расчеты показали значительную эффективность созданной в России плавки Ванюкова. Однако накопленного опыта и теоретических материалов недостаточно для правильного понимания и оперативного управления процессами формирования основных продуктов металлургического производства при работе на богатый штейн. Необходимо значительно расширить знания о свойствах веществ, участвующих во взаимодействиях, промежуточных и конечных продуктов производства. При окислительных плавках сульфидного сырья тяжелых цветных металлов решающее значение имеет оптимизация условий окисления сульфида железа и формирования шлака и штейна. В настоящей работе выполнено исследование скорости и механизма окисления медного штейна кислородсодержащим газом через слой шлака. Установлено, что при толщине слоя шлака 2–5 мм сульфид железа штейна окисляется до магнетита при концентрации кислорода в газе выше 20 %. В присутствии штейна скорость усвоения кислорода шлаком существенно повышается. Накопление магнетита в шлаке выше предела растворимости, при прочих равных условиях, сопровождается загустением шлака и снижением скорости окисления штейна кислородом газа через переокисленный шлак.

1. Комков А. А., Быстров В. П., Федоров А. Н. Исследование поведения меди и никеля при глубоком окислении штейна в присутствии шлака // Цветные металлы. 2006. № 9. С. 11–16.
2. Цепаев И. А., Брюквин В. А., Тарасов А. В., Леонтьев В. Г., Цыбин О. И. Влияние газодинамических и температурных факторов на процесс окисления сульфидных расплавов меди // Там же. 2000. № 8. С. 90–93.
3. Брюквин В. А. Растворимость серы и кислорода в металлических расплавах меди, никеля и кобальта // Там же. 2002. № 12. С. 16–19.
4. Окунев А. И. Цепной механизм окисления сульфидов тяжелых цветных металлов и железа // Там же. 2012. № 2. С. 28–32.
5. Semykina A., Shatokha V., Iwase M., Seetharaman S. Kinetics of Oxidation of Divalent Iron to Trivalent State in Liquid FeO – CaO — SiO₂ Slags // Metall. Mater. Trans. B. 2010. Vol. 41B. P. 1230–1239.
6. Sasaki Y., Hara S., Gaskell D. R., Belton G. R. Isotope exchange studies of the rate of dissociation of CO₂ on liquid iron oxides and CaO-saturated calcium ferrites slags // Ibid. 1984. Vol. 15B. P. 563–571.
7. Yan C., Oeters F. Kinetics of iron oxidation with CO₂ between 1300 and 1450 ^oC // Steel Research. 1994. Vol. 65. P. 355–361.
8. Wang H., Teng L., Zhang J., Seetharaman S. Oxidation of Fe — V Melts Under CO₂ — O₂ Gas Mixtures // Metall. Mater. Trans. B. 2010. Vol. 41B. P. 1042–1051.
9. Sayadyaghoubi Y., Sun S., Jahanshahi S. Determination of the chemical diffusion of oxygen in liquid iron oxide at 1615 ^oC // Ibid. 1995. Vol. 26B. P. 795–802.
10. Li Y., Fruehan R. J., Lucas J. A., Belton G. R. The chemical diffusivity of oxygen in liquid iron oxide and a calcium ferrite // Ibid. 2000. Vol. 31B. P. 1059–1068.