Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:

А. А. Комков, доцент каф. цветных металлов и золота, эл. почта: akomkov@yandex.ru

В. И. Каряев, аспирант каф. цветных металлов и золота, эл. почта: karyaev@mailnord.ru

ООО «БАСФ», Москва, Россия:
Р. И. Камкин, руководитель технического центра в России и СНГ, эл. почта: rostislav.kamkin@basf.com

ООО «Норд инжиниринг», Москва, Россия:

А. В. Кузнецов, технический директор, эл. почта: kuznetsov@mailnord.ru

Работа посвящена экспериментальному изучению вопросов кинетики и природы потерь меди в условиях восстановительного барботажного обеднения медеплавильных шлаков. Приведены лабораторные экспериментальные данные и результаты выполненных на их основе расчетов изменения скорости восстановления меди в условиях восстановительного барботажного обеднения промышленных медеплавильных шлаков газовыми смесями с различным соотношением CO/CO₂. Полученные фактические значения остаточного содержания меди в шлаках после восстановления сравнены с равновесным содержанием меди в шлаках при обратном процессе — насыщении шлаков медью. Выявлено наличие устойчивых расхождений, которые не могут считаться только следствием возможной погрешности эксперимента. Предположены основные причины наблюдаемых расхождений и на основании металлографических исследований установлено, что основной вклад в повышенные потери меди при барботажном восстановлении медеплавильных шлаков вносят механические потери, проявляющиеся в наличии в шлаке большого количества тонкой (3–4 мкм) механической взвеси сплава, идентичного по составу донной металлической фазе. Согласно оценке, в рамках проведенных экспериментов на долю механических потерь приходилось от 13 до 69 % от общих потерь меди со шлаками. Полученные экспериментальные данные (за вычетом механических потерь) были сравнены со значениями, рассчитанными с помощью термодинамической модели восстановления шлака при значениях активности оксида железа 0,35 и 0,45, что соответствует составу промышленных медеплавильных шлаков. Сравнение показало хорошее согласование экспериментальных и расчетных значений, что подтверждает справедливость сделанных выводов относительно вклада механических потерь в общие потери меди со шлаками.

1. Пинин Л. Н. Исследование процесса обеднения конверторных шлаков никелевого производства газообразными и жидкими восстановителями : автореф. дис. … канд. техн. наук. — Л., 1980.
2. Досмухамедов Н. К., Жолдасбай Е. Е., Нурлан Г. Б., Сейткулова Ж. Б. Исследование поведения цветных металлов, железа и мышьяка при восстановительном обеднении богатых по меди шлаков // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 1–4. С. 486–491.
3. Oleksiak B., Lipart J., Karbownik A., Burdzik R. Effects of a reducer type on copper flash smelting slag decopperisation // Metalurgija. 2015. Vol. 54, Iss. 1. P. 116–118.
4. Madej P., Kucharski M. Influence of temperature on the rate of copper recovery from the slag of the flash direct-to-blister process by a solid carbon reducer // Archives of metallurgy and materials. 2015. Vol. 60, Iss. 3. P. 1664–1671.
5. Rusen A., Derin B., Geveci A., Topkaya Y. A. Investigation of Copper Losses to Synthetic Slag at Different Oxygen Partial Pressures in the Presence of Colemanite // JOM. 2016. Vol. 68, Iss. 9. P. 2316 –2322.
6. Davis B., Lebel T., Parada R., Parra R. Slag reduction kinetics of copper slags from primary copper production // Advances in Molten Slags, Fluxes, and Salts: Proceedings of the 10-th International Conference on Molten Slags, Fluxes and Salts. 2016. P. 657–665.
7. Huaiwei Z. , Xiaoyan S., Bo Z., Xin H. Reduction of Molten Copper Slags with Mixed CO–CH4–Ar Gas // Metallurgical and Materials Transactions B. 2014. Vol. 45, Iss. 2. P. 582–589.
8. Kucharski M., Sak T., Madej P., Wędrychowicz M., Mróz W. A Study on the Copper Recovery from the Slag of the Outokumpu Direct-to-Copper Process // Metallur gical and Materials Transactions B. 2014. Vol. 45, Iss. 2. P. 590–602.
9. Комков А. А., Камкин Р. И. Поведение меди и примесей при продувке медеплавильных шлаков газовой смесью СО – СО₂ // Цветные металлы. 2011. № 6. C. 26–31.
10. Ладыго Е. А. Закономерности распределения меди и никеля между продуктами обеднительной плавки в восстановительных условиях : дис. … канд. техн. наук. — М., 2003. — 149 с.
11. Васкевич А. Д., Сорокин М. Л., Каплан В. А. Общая термодинамическая модель растворимости меди в шлаках // Цветные металлы. 1982. № 10. С. 22–26.
12. Сорокин М. Л., Андрюшечкин Н. А., Николаев А. Г. Термодинамика системы Cu–Fe // Известия вузов. Цветная металлургия. 1996. № 6. С. 10–14.