Д.т.н. Жумашев К.Ж., к.х.н. Каримова Л.М., Юн А.Б.,

Токбулатов Т.Е., Кайралапов Е.Т.

Химико-металлургический институт, Караганда, Казахстан

условия автогенности обжига медно-молибденового чернового концентрата из руды месторождения «Тастау»

Вовлечение в сферу производства вскрышной породы забалансовых руд, где содержание меди не является промышленным для существующих технологий, может оказаться таковым при разработке специальных способов извлечения меди и сопутствующих элементов. С этой целью проведены настоящие исследования по переработке забалансовых сульфидных руд, которые предполагают получение некондиционного концентрата и его переработку по комбинированной пиро-гидрометаллургической схеме.

Обжиг является процессом подготовки руд и концентратов к последующим металлургическим операциям [1], от которого зависит степень извлечения целевых компонентов в промежуточные и товарные продукты. Влияние взаимосвязанных факторов обжига - продолжительности, температуры, расхода воздуха и минералогического состава концентрата требует оптимизации ввиду формирования максимума температур в обжиговых аппаратах с противотоком газа материала и необходимости недопущения превышения температуры максимума во избежание оплавления материала. С другой стороны, вовлечение в сферу производства забалансовых медно-сульфидных руд по разрабатываемой авторами технологии связано с получением бедного некондиционного концентрата и его переработкой по схеме «обжиг-выщелачивание», что требует поиска путей обеспечения автогенности процесса. Такая постановка задачи связана с ограниченным содержанием сульфидной серы и необходимостью выбора обжигового агрегата для обеспечения температурных условий сульфатизации.

Известно, что наиболее энергосберегающим агрегатом является шахтная печь, где создаются условия противотока обжигаемого материала и отходящих газов. Поэтому лабораторные исследования проводили в шахтной электропечи, имеющей реактор из кварцевой трубки. В качестве исследуемого материала использовали черновой флотоконцентрат с химическим составом (%): Cu –4,99; S –4,67; Fe –16,7; CaO – 11,65; Na₂O –0,42; K₂O –1,43; SiO₂ – 34,61; Al₂O₃ – 6,35; Mo – 0,15. Вовнутрь реактора помещали корзинку с гранулами (навеска 20,0 г) крупностью 8 мм, затем из баллона подавали аргон со скоростью 100 см³/с для вытеснения воздуха, до достижения начальной температуры обжига - 400 ⁰С. По завершении подъема температуры одновременно прекращали подачу аргона и отключали электрообогрев, после чего подавался воздух через ротаметр. Результаты экспериментов обжига медного сульфидного концентрата приведены на рисунке. Общий вид зависимостей предлагается в форме с фиксированным положением максимума х₀, у₀ [2]. В начальный момент времени при обжиге в зону реакции подача воздуха осуществляется при температуре 22 ⁰С, поэтому необходимо сделать поправку в стандартном уравнении [2] учитывая начальную температуру воздуха, тогда это уравнение примет вид

. (1)

В результате получены четыре конкретные зависимости, которые можно использовать для вывода математической модели процесса автогенного обжига (таблица). Адекватность полученных зависимостей определяли по коэффициенту корреляции R и его значимости t_R.

Как показывают экспериментальные данные, обеспечение необходимого температурного интервала 500-650 ⁰С для сульфатизирующего обжига при содержании серы в исходном концентрате (4,67%) достигается в интервале воздуха 20-100 см³/с. Во всех случаях оплавления гранул и их спекания не наблюдалось. Увеличение расхода воздуха приводит к повышению температуры и сокращению продолжительности обжига.

t ⁰C

τ, мин

Рисунок– Зависимость температуры обжига чернового сульфидного концентрата от продолжительности и расхода воздуха, см³/с

(снизу вверх: 20, 40, 60, 100)

Таблица – Зависимость температуры автогенного обжига медно-молибденового чернового сульфидного концентрата

функции	R	Условие tR>2
, для V=20 см^3/с	0,9528	45,02>2
, для V=40 см^3/с	0,8387	12,64>2
, для V=60 см^3/с	0,9635	63,14>2
, для V=100 см^3/с	0,9866	184,90>2

Литература:

1. В.И. Смирнов, А.И. Тихонов Обжиг медных руд и концентратов Металлургиздат. – Свердловск, 1958. 280 с.

2. Малышев В.П. Детерминация экстремальной зависимости при аппроксимации экспериментальных данных //Новости науки Казахстана. 2010. №1. с.21-26.