АО «Русская медная компания», Екатеринбург, Россия:

Ю. А. Король, вице-президент, эл. почта: tsvetmet@rudmet.ru

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия:
С. С. Набойченко, зав. каф. металлургии цветных металлов

ПАО «Комбинат Южуралникель», Орск, Россия:
С. В. Гуляев, главный инженер

При конвертировании никелевых штейнов образуются богатые цветными металлами шлаки, требующие обязательной переработки в ином металлургическом агрегате или доводки непосредственно в конвертере с использованием множества известных технологических приемов. Одним из способов обеднения шлаков является перемешивание жидких фаз с последующим отстаиванием и раздельным сливом обедненного шлака и обогащенной массы. Данную технологическую операцию реализуют в конвертерах, аналогичных конвертерам набора и варки файнштейна. Одним из недостатков такого технологического приема является задействование дополнительных конвертеров, число которых сопоставимо с количеством оборудования на операциях набора. Это усугубляется относительно недолгой кампанией конвертеров обеднения из-за разрушения огнеупорной футеровки в области фурм. С целью минимизации экономических потерь, связанных с ремонтом оборудования, предложено оборудовать конвертеры обеднения фурмами в защитной оболочке из азота или природного газа. Это позволило увеличить кампанию конвертера с 40–50 до 70 сут. Исследования и промышленные испытания с применением природного газа в качестве защитной среды дали дополнительный прирост кампании конвертера обеднения до 105 сут. В ходе внедрения фурм в защитной оболочке из природного газа отмечали: равномерный износ фурменного пояса конвертера без образования характерных «нор» на месте фурм; снижение температуры на срезе фурмы за счет разложения природного газа; уменьшение парциального давления кислорода в дутье в момент раскрытия факела привело к снижению содержания цветных металлов в шлаке. Разработка и внедрение новой конструкции фурмы для конвертеров обеднения в действующем производстве позволили не только продлить их кампанию, но и уменьшить объем внутренних металлургических оборотов за счет повышения эффективности обеднения методом перемешивания жидких фаз.

1. Coursol P., Mackey P. J., Kapusta J. P. T., Cardona Valencia N. Energy Consumption in Copper Smelting: A new Asian Horse in the Race // JOM. 2015. Vol. 67, No. 5. P. 1066–1074.
2. Kapusta J. P. T. Submerged gas jet penetration: A study of bubbling versus jetting and side versus bottom blowing in copper bath smelting // JOM. 2017. Vol. 69, No. 6. P. 970–979.
3. Bustos A. A., Kapusta J. P. High Oxygen Shrouded Injection in Copper and Nickel Converters // Proceedings of the Brimacombe Memorial Symposium / ed. G. A. Irons, A. W. Cramb. — Montreal, QC : The Metallurgical Society of CIM, 2000. P. 107–124.
4. Dolabella Resende A., Terra Elias F. Increasing refractory life in a Pierce-Smith converter through numerical simulations // The United International Technical Conference on Refractories. — Santiago, Chile, 2014.
5. Kapusta J. P., Stickling H., Tai W. High Oxygen Shrouded Injection at Falconbridge: Five Years of Operation // Converter and Fire Refining Practices / ed. A. Ross, T. Warner, K. Scholey. — Warrendale, PA : TMS, 2005. P. 47–60.
6. Salt B., Cerilli E. Evolution of the Converter Aisle at Xstrata Nickel’s Sudbury Smelter // Proceedings of the International Peirce-Smith Converting Centennial Symposium / ed. J. P. T. Kapusta, A. E. M. Warner. — Warrendale, PA : TMS, 2009. P. 135–149.
7. Salt B., Cerilli E. Converter aisle improvements at Xstrata Nickel’s Sudbury smelter // Proceedings of the Pyrometallurgy of Nickel and Cobalt Symposium, 48th Conference of Metallur gists / ed. J. Liu, J. Peacey, M. Barati, S. Kashani-Nejad, B. Davis. — Montreal, QC : TMS, 2009. P. 333–349.
8. Kaixi Jiang, Lan Li, Yaping Feng, Haibei Wang, Bang Wei. The Development of China’s Primary Copper Smelting Technologies // T. T. Chen Honorary Symposium on Hydrometal lurgy, Electrometallurgy and Materials Characterization / ed. S. Wang, J. E. Dutrizac, M. L. Free, J. Y. Hwang, D. Kim. — Warrendale, PA : TMS, 2012. P. 167–176.
9. Baojun Zhao, Zhixiang Cui, Zhi Wang. A New Copper Smelting Technology – Bottom Blown Oxygen Furnace Developed at Dongying Fangyuan Nonferrous Metals // Fourth International Symposium on High-Temperature Metallurgical Processing / ed. T. Jiang, J. Y. Hwang, P. J. Mackey, O. Yucel, G. Zhou. — Warrendale, PA : TMS, 2013. P. 3–10.
10. Окунев А. И., Костенецкий В. П., Танутров И. Н. Физико-химические и технологические основы обеднения шлаковых расплавов восстановительно-сульфидирующими комплексами // Исследование и разработка технологии извлечения цветных металлов из металлургических шлаков. — Свердловск : УНЦ АН СССР, 1977. С. 3–63.
11. Клушин Д. Н. Сульфидирование цветных металлов. — М. : Металлургия, 1968. — 212 с.
12. Барсуков Н. М., Король Ю. А., Русаков М. Р., Гальнбек А. А., Пашковский А. А., Пронин А. Ф. Переработка никелевых штейнов в горизонтальных конвертерах с фурмами в защитной оболочке // Цветные металлы. 1992. № 3. С. 12, 13.
13. Гальнбек А. А., Барсуков Н. М., Русаков М. Р., Ежов Е. И., Недвецкий Е. П. Особенности продувки жидкости фурмой с защитной оболочкой // Автогенные и автоклавные процессы в медно-никелевом производстве. — Л. : Гипроникель, 1987. С. 57–62.
14. Король Ю. А., Набойченко С. С. Расчет фурмы в защитной оболочке для конвертирования никелевых и медных штейнов, рекомендации по ее применению // Цветные металлы. 2018. № 5. С. 23–32.
15. Король Ю. А., Набойченко С. С., Гуляев С. В. Практика применения фурм в защитной оболочке при конвертировании // Цветные металлы. 2018. № 6. С. 14–20.
16. Казанцев И. Г. Механика газовой струи в бессемеровской ванне // Сталь. 1940. № 1. С. 12–16.
17. Арсентьев П. П., Квитко М. П. Конвертерный процесс с донным дутьем. — М. : Металлургия, 1983. — 128 с.
18. Цемехман Л. Ш., Ежов Е. И., Певзнер М. И. и др. Автогенная плавка сульфидных медно-никелевых руд с применением погруженного в расплав кислородного дутья // Пирометал лургические процессы в технологии никеля и кобальта. — Л. : Гипроникель, 1978. С. 21–24.
19. Резник И. Д., Ермаков Г. П., Шнеерсон Я. М. Никель. Т. 2. — М. : Наука и технологии, 2001. — 467 с.