Вопрос 1. Характеристика современного состояния

К традиционным способам переработки сульфидного медьсодержащего сырья относится отражательная плавка (ОП). В отечественной цветной металлургии доля меди, полученной за последние 10-15 лет с ис­пользованием ОП, составила около 40%, а за рубежом - около 20%. В связи с развитием новых автогенных процессов значение ОП в общей технологии медеплавильного производства постоянно снижается. Если к началу 80-х годов в мире насчитывалось приблизительно 100 отражательных печей, то к середине 90-х годов их число уменьшилось до 30. В настоящее время за рубежом осталось около 20 действующих агрегатов, среди них: США (Уайт-Пан), ЮАР (Палабора), Япония (Наосима, Онахама), Канада (Гаспе, Флин-Флон), Златна (Румыния), Иран (Сар-Чесмех), Замбия (Муфулира), Ля-Оройя, Ило (Перу), Кананеа (Мексика) и др., часть из которых планируется к закрытию или реконструкции [22-31].

Технология ОП на уральских заво­дах применяется только на ОАО «Святогор», Технико-экономические показатели отражательной плавки некоторых заводов представлены в табл.1.

Современная ОП в состоянии обеспечить переработку сырья в значительных объемах: от 1550 (ОАО «Святогор», огарок) до 2133 т/сут (Морен­си, концентрат). Рядовые штейны содержат 25-40%Сu, шлаки - 0.4-0.6%Cu. Концентрация SO₂ в отходящих газах составляет, % об. : при плавке огарка 0.5-1.0, медных концентратов - 1.5-2.5. Удельная производительность изменяется от 2.5 до 8.7 т/(м2*сут) (ОАО «Свято­гор»).

Классический вариант отражательной плавки отличается универсальностью и предназначен для любого типа сульфидных и карбонатных руд, обожженных и необожженных мелкодисперсных флотационных концентратов. В печи с достаточно высоким коэффициентом извлечения меди перерабатывают также конвертерные шлаки, оборотные пыли и цементную медь. Влажность шихты перед плавкой доводится до 4-8%. В качестве топлива используют природный газ, мазут, уголь (угольную мелочь).

Штейн содержит обычно 20-45% меди, шлак – 0.4-0.6% (табл 2.1, 2.2). Штейн конвертируют, шлак направляют в отвал, отходящие газы очищают от пыли и выбрасывают после нейтрализации в атмосферу.

В результате механического уноса тонких частиц шихты печными газами и испарения легколетучих компонентов шихты и продуктов плавки пылевынос составляет 1.3-3.5% от массы шихты. Если не принимать мер к специальной очистке газов, то по данным П.С. Кусакина и П.А. Паздникова 47% пыли осаждается в боровах, а остальная пыль выносится в дымовую трубу.

Запыленность газов ОП зависит от разновидности плавки. При плавке сырой шихты она составляет 7-10 г/м³, а при плавке огарка - 15-30 г/м³. Грубая пыль представляет собой мелкую фракцию загружаемой в печь шихты со средним размером частиц 4.4 мкм, она преимущественно осаждается в газоходах. Медь в ней представлена включениями штейна, куприта, халькозина, металла, незначительное ее количество находится в форме ковеллина и халькопирита. Цинк присутствует в виде силиката и сульфата, железо - в виде магнетита и, частично, силиката. Распределение цветных и редких металлов при плавке сырых концентратов (по данным А.Т. Дробченко) приведено в табл. 5.14.

Таблица 1

Распределение металлов по продуктам ОП сырых концентратов, %

Продукты	Металлы
	Zn	Pb	Cd	Se	Te	In
Штейн	45.5	30.0	46.8	72.0	67.6	63.1
Шлак	49.0	59.6	33.4	10.6	14.8	16.3
Пыль и газы	5.5	10.4	19.8	17.4	17.6	20.6

Чем выше степень десульфуризации при обжиге и богаче образующиеся штейны, тем больше цинка переходит в шлак (до 70%) и тем значительнее меняется распределение редких металлов (табл. 5.15).

Таблица 2

Распределение редких металлов при ОП огарка [76]

Продукты	Металлы
	Сd	In	Ge	Tl	Se	Te
Штейн	18	12	16	31	68	33
Шлак	35	79	83	62	12	21
Пыль	47	9	1	7	14	46

С печными газами в основном выносится тонкодисперсная пыль со средним размером частиц около 1.5 мкм и количество такой пыли составляет 47-92% от всего пылеуноса. Например, пыль из трубы Кировградского ППМ имеет состав, % масс. : 3.66 Cu, 30.45 Zn, 5.41 Pb, 1.16 Sn, 11.18 S, 0.015 Ni, 0.015 Sb, 13 As, 0.06 Bi, 0.14 Cd, 0.01Co, 0.01-0.015 Ge; г/т : 5.2 Au, 106.5 Ag.

Переработка тонких пылей должна включать предварительную пирометаллургическую обработку с целью получения окисленных возгонов с повышенным содержанием редких металлов. Вельцевание такой пыли с добавкой коксовой мелочи (расход от шихты 40-50%) при температуре 1050-1250^оС позволяет достичь извлечения меди и благородных металлов 98%. Химический состав образующихся возгонов следующий, %: 35-45 Zn; 18-28 Pв; 1.5-3.0 Sn; 8-15 As; 0.05-0.07 Bi; 0.5-1.5 Fe; 0.5-1.5 Cu; 0.03-0.1Ge; 0.02-0.06 In;0.05-0.07 Tl; 0.7-0.8 Cd. Извлечение металлов в возгоны составляет, % : 97-99 Zn, 90-95 Pb, 96-99 Cd, 97-99 Tl, до 85 Sn; 90-95 In [32]. При производстве серной кислоты из отходящих газов ОП редкие металлы могут быть извлечены из промывной кислоты и шламов.