Горизонтальный конвертер медно-никелевого штейна, страница 5

Процесс конвертирования медно-никелевых и никелевых штейнов на файнштейн не разграничен на резко различающиеся периоды, т. е. нет явной качественной границы между отдельными этапами продувки, но количественные отличия имеются. При глубоком обогащении массы значительно ускоряется окисление никеля и особенно – кобальта. Резкое усиление перехода кобальта в шлак происходит при содержании железа в массе ниже 15 – 20 %. Это влияет на организацию технологии конвертирования. Как и при конвертировании медных штейнов, процесс подразделяется на стадии набора массы и варки, в данном случае  - файнштейна. При наборе в конверторе накапливают обогащенную массу, причем чтобы уменьшить переход кобальта в шлак, обогащать массу не следует обогащать слишком глубоко. При медно-никелевых штейнах это обеспечивает более высокого извлечения кобальта в файнштейн, при никелевых – позволяет сконцентрировать большую часть кобальта в меньшем объеме шлаков.

Чтобы повысить полезное использование конверторов и получить более полновесные плавки, практикуется работа с переливом богатой массы. При этом обогащенную массу получают одновременно в двух или трех конверторах (наборных), после чего ее переливают в один конвертер, в котором доводят до конечного продукта (черновой меди, файнштейна).

Вторым основным продуктом конвертирования является конвертерный шлак. Получающиеся при окислении железа шлаки содержат три главных компонента: FeO, Fe3O4 и SiO2. При этом не связный в магнетит FeO входит в состав фаялита 2FeO*SiO2.

Содержание SiO2 в конвертерных шлаках составляет от 15 до 28 %, но наиболее характерно 23 – 26 %. Шлаки с низким содержанием кремнезема (SiO2)к.ш имеют высокое содержание магнетита и цветных металлов, поэтому их получение нежелательно. Шлаки с высоким (SiO2)к.ш имеют повышенную температуру плавления, и для их получения требуется большие избытки тепла. Такие шлаки (26 – 28 % SiO2) характерны высокоэкзотермичных никелевых штейнов. Возможность получения кислых шлаков ограничивается также качеством конвертерного флюса – флюсы с низким содержанием кремнезема (SiO2)ф, но содержание много Al2O3, для этого малопригодны.

Общее содержание железа в шлаках зависит, прежде всего, от (SiO2)к.ш и качества флюса. Чем выше (SiO2)к.ш и ниже (SiO2)ф, тем меньше (Fe) к.ш. Чаще сего (Fe) к.ш составляет 40 – 50 %.

Содержание магнетита в шлаке определяется, помимо (SiO2)к.ш, составом сульфидной массы, над которой получен шлак: при бедных массах – с высоким (Fe)м содержание (Fe3O4)к.ш  ниже. Поэтому в ходе конвертирования по мере обогащения массы содержание Fe3O4 изменяется как в самой массе, так и в конвертерном шлаке: в массе оно снижается, а в шлаке повышается.

Конвертерные шлаки всегда содержат растворенные сульфиды – в основном FeS (2,5 –7 %), растворимость которого тем больше, чем беднее масса и чем ниже (SiO2)к.ш.

Цветные металлы в конвертерных шлаках содержатся в виде механических включений сульфидов и в растворенном виде – «электрохимические» потери. Так как формы перехода цветных металлов в шлак неодинаковы, влияние тех или иных факторов на этот переход для различных металлов часто также неодинаково. Например, повышение (SiO2)к.ш способствует снижению растворимости цветных металлов, но, увеличивая вязкость шлака, вызывает рост механических потерь цветных металлов, (Fe)м – к их снижению.

Содержание цветных металлов в конвертерных шлаках зависит от состава исходного штейна, номенклатуры и количества, перерабатываемых в конвертере «холодных» материалов, качества флюса, режима конвертирования и других факторов. При конвертировании медных штейнов среднее по процессу содержание меди в шлаках чаще всего 1 –3 %, при конвертировании медно-никелевых штейнов среднее содержание в шлаках никеля и меди обычно 0,6 – 1,5 %, кобальта 0,20 – 0,35 %.

Общее содержание серы в конвертерных шлаках чаще всего составляет 1 – 3 % и обусловлено преимущественно наличием в шлаке FeS.