Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

Abstract The JSC "Kola Mining Metallurgic Company is performing systematic work to improve the efficiency of its own production, as well as the ecological situation in the locations of major technology projects. This raises the problem of adaptation of new schemes to the conditions of the existing production, requiring additional study. The report presents the results of laboratory experiments on modeling the process of converting matte without blowing or FAC, which showed good agreement with the obtained regularities of production data. Keywords: JSC "Kola Mining Metallurgic Company", convert copper-nickel matte, shpurshteyn, cobalt. В АО «Кольская ГМК» проводится системная работа по повышению эффективности собственного производства, улучшению экологической обстановки в местах дислокации основных технологических объектов. В частности, выполняется комплекс работ по освоению технологии брикетирования медно­ никелевого концентрата. Данная технология в ближайшей и среднесрочной перспективе позволит исключить схему производства обожженных окатышей, характеризующуюся низкими технико-экономическими показателями процесса, связанными в том числе со значительным износом основных фондов и высоким уровнем выбросов загрязняющих веществ [1]. При освоении технологии брикетирования возникают проблемы адаптации новой схемы к условиям действующего производства. Несмотря на то что общая проработка вопросов данной тематики выполнена ранее, на стадии принятия технических решений существует необходимость изучения отдельных деталей технологического процесса и вновь возникающих нюансов, связанных, например, с изменением структуры перерабатываемого сырья. Схема производства файнштейна из брикетированного сырья включает в себя операцию конвертирования, на которой производится пирометаллургическое рафинирование штейна, выдаваемого из руднотермических печей, от железа и связанной с ним серы. Моделирование процесса конвертирования штейна в лабораторных плавильных установках, предусматривающих продувку расплава воздухом, связано со следующими трудностями: • наличие невязок баланса - из-за неучтенных потерь вследствие разбрызгивания металла, а также формирования прочной настыли на стенках тигля; • сложность получения сплава с заданным остаточным содержанием железа и серы - из-за низкой эффективности оперативного контроля, в том числе по степени усвоения дутья жидкой ванной; • плохие условия разделения шлаковой и сульфидно-металлической фаз - из-за образования вспененного, трудноотделяемого слоя шлака. Для выхода из сложившейся ситуации специалистами НИЧ КАЦ АО «Кольская ГМК» опробована методика проведения лабораторных плавок, моделирующих процесс конвертирования медно-никелевых штейнов с исключением продувки расплава воздухом или КВС. При этом плавки выполняются в индукционной печи, а кислород, используемый процессе, подается в рабочую зону в связанной форме (в виде огарка окислительного обжига медно-никелевого штейна). С целью проверки возможности использования указанного способа для моделирования процесса конвертирования штейнов выполнена серия экспериментальных плавок с использованием в качестве окислителя огарка, полученного при обжиге дробленого штейна. Микроструктураи фазовый состав исходного штейнапредставлен на рис.1. По оптическим данным проба представлена тонкозернистой кристаллической массой сульфидного состава с примесью магнетита. Размеры зерен минералов (фаз) не более 0.02 мм, поэтому определение фаз затруднено. Пентландит и борнит образуют в пирротине весьматонкие сложные прожилковидные (мирмекитовые) вростки. Обжиг дробленого штейна выполнялся несколькими способами: в лабораторной установке кипящего слоя с кварцевым реактором при температуре 650-850оС. При этом кипящий слой формировался загрузкой кварцевого песка, огарок после обжига отделялся от песка методом магнитной сепарации (остаточное содержание SiO2 в огарке <0.5%). Кроме того, отдельные опыты проводили в трубчатой печи, а также путем прокалки в камерной печи при температурах до 1000оС. При использовании любого из опробованных методов обжига после отработки режимов удалось получить огарок с минимальным содержанием серы (0.16-0.27%). При этом установлено, что остаточное содержание серы в большей степени лимитируется температурой процесса, чем способом обжига. Эти данные согласуются с результатами лабораторных исследований специалистов ООО «Институт Гипроникель», изучавших закономерности обжига медно-никелевого флотационного концентрата [2]. Рис. 1. Структура срастания сульфидов и зерна магнетита в пробе штейна РТП 205