Технологическая схема разделения файнштейна. Характеристика перерабатываемого сырья и вспомогательных технологических материалов, страница 2

Состав металлического сплава и его выход зависит от режима охлаждения и химического состава исходного файнштейна. При быстром охлаждении медь не успевает выделиться в виде сульфида и тогда металлический сплав содержит больше меди. С удалением железа из медно-никелевого файнштейна при конвертировании выгорает и сера, следовательно, увеличивается количество металлического сплава. Особенно резко повышается выход металлического сплава при содержании серы в файнштейне ниже 22 %.

1.3.Кристаллическая структура файнштейна.

Магнетит  (0-7 %) и шлаковые включения развиты преимущественно в верхних слоях слитка файнштейна. В средних и нижних слоях встречаются единичные зёрна металлической меди, приуроченные, главным образом, к газовым пустотам. Нижние слои насыщены тяжёлым металлическим сплавом (уд.вес – 8,3 ), а верхние – более лёгким магнетитом (уд.вес – 5,2 ). Сульфиды меди, обладая высокой температурой кристаллизации (950-1130 град.С) по сравнению с температурой кристаллизации сульфидов никеля (560-800 град.С), выпадают в первую очередь в зоне больших переохлаждений, т.е. на периферии слитков, у стенок изложниц.

Различный характер кристаллизации минералов приводит к перераспределению элементов в массе файнштейна, изменяя отношение меди к никелю от 0,3 до 2,8, что соответствует количеству сульфидов меди 26 и 85 %, металлической меди 0,5 и 2,5 %. В файнштейне с соотношением меди к никелю, равное 0,3, содержится до 6 % металлического сплава. По мере увеличения отношения меди к никелю до 1, количество металлического сплава возрастает до 10-12 %, размеры кристаллов его достигают максимальной величины. Дальнейшее увеличение отношения меди к никелю до 2,8 сопровождается снижением количества сплава до 1-2 %, уменьшением размеров зёрен, а также усложнению структуры файнштейна.

Увеличение концентрации железа в файнштейне увеличивает железистость сульфидов меди. При охлаждении файнштейна железо-медные сульфиды распадаются на чисто медные  (халькозин) и железистые сульфиды меди  (борниты переменного состава). Повышение концентрации железа приводит к преобладанию количества железистого сульфида меди  (сульфоферрита), снижение концентрации железа увеличивает долю чистых сульфидов меди . В файнштейнах, с содержанием железа до 1,5 %, сульфоферриты не образуются. При содержании железа более 4 % сульфид меди полностью связан с сульфидами железа, образуя сульфоферриты. В высоко-железистом файнштейне отмечается появление магнетита внутри сульфидной фазы меди. При содержании железа в файнштейне менее 1 % подобных явлений не наблюдается. При высоких содержаниях железа структура файнштейна мелкозернистая, число тонких взаимосрастаний увеличивается, селективность разделения ухудшается.  Получение маложелезистого файнштейна связано с переходом значительного количества кобальта в шлаки конвертерного передела, поэтому содержание железа в файнштейнах поддерживается в пределах 2,5-3,5 %.

Медленное охлаждение файнштейна способствует выделению чистых, обособленных кристаллов сульфидов никеля и меди, заметному росту крупности зёрен сульфидов меди и фазовых составляющих, практически, полному исчезновению мелкодисперсных выделений.

1.4.Металлическая медь.

Металлическая медь в файнштейне выделяется в верхних, рыхлых слоях слитков и в пене, образуясь преимущественно по краям раковин и пор. Образование металлической меди объясняется процессами окисления и диссоциации сульфидов меди. Количество металлической меди в верхних слоях во многом определяется интенсивностью выделения газов, которое в свою очередь зависит от технологии розлива и охлаждения файнштейна.

Единичные зёрна металлической меди размером 0,03-0,04 мм приурочены, в основном, к газовым пустотам файнштейна и при флотационном разделении уходят в никелевый концентрат.

1.5.Минеральный состав.

Минеральный состав и крупность зёрен сульфида меди файнштейнов, охлаждение при различных скоростях, показан в таблице 1. Качественный минеральный состав файнштейна при любых условиях охлаждения остаётся неизменным.