ООО «Институт «Гипроникель», Санкт-Петербург, Россия:

Ю. А. Савинова, научный сотрудник лаборатории пирометаллургии
Л. Ш. Цемехман, советник генерального директора, эл. почта: lev.tsem1@gmail.com
В. А. Попов, ведущий научный сотрудник лаборатории пирометаллургии

В ходе разработки эффективной технологии переработки медных, медно-никелевых и полиметаллических сульфидных концентратов проведена серия экспериментов по их обжигу в печах кипящего слоя. Обжиг проводили в лабораторном и укрупненно-лабораторном масштабе в широком диапазоне условий: температура — от 500 до 950 ^oC; подаваемое дутье — от воздуха до кислородно-воздушной смеси с содержанием кислорода 35 % (об.); продолжительность обжига — от 30 мин до 2 ч. Полученные огарки исследованы локальными методами растровой электронной микроскопии (РЭМ) и рентгеноспектрального микроанализа (РСМА). Установлено, что вне зависимости от параметров обжига все полученные в рамках настоящих испытаний продукты представлены схожими группами составляющих. Основные компоненты: реликтовые сульфиды, оксидные, сульфатные и шпинельные (ферритные) составляющие. Вместе с тем выявлена четкая воспроизводящаяся зависимость вещественного состава огарков от условий реализации процесса. В исследованном диапазоне условий обжига с увеличением температуры, равно как и с увеличением содержания кислорода в дутье, наблюдается рост содержания в продуктах глубоко окисленных составляющих (оксидов и ферритов) на фоне снижения объемной доли сульфидных и сульфатных составляющих. Проведен термодинамический анализ процесса обжига в кипящем слое рудного сульфидного полиметаллического концентрата. Показано наличие в огарках тех же групп составляющих, что были диагностированы в реальных продуктах методами РЭМ и РСМА. На основе полученных данных обсуждается вопрос о равновесности процессов окисления сульфидных концентратов в условиях обжига в кипящем слое.

1. Набойченко С. С., Агеев Н. Г., Дорошкевич А. П. Процессы и аппараты цветной металлургии. — Екатеринбург : УГТУ, 1997. — 648 с.
2. Ванюков А. В., Уткин Н. И. Комплексная переработка медного и никелевого сырья. — Челябинск : Металлургия, 1988. — 432 с.
3. Tyushnyakov S. N., Selivanov E. N., Chumarev V. M. Estimation of rate of zinc distillation from slag in direct-current furnace // Non-ferrous Metals. 2014. No. 1. P. 9–12.
4. Снурников А. П. Гидрометаллургия цинка. — М. : Металлургия, 1981. — 384 с.
5. Клушин Д. Н., Серебренникова Э. Я., Бессер А. Д. и др. Кипящий слой в цветной металлургии. — М. : Металлургия, 1978. — 280 с.
6. Со Ту. Физико-химические основы комбинированного способа переработки сульфидного медного концентрата Удоканского месторождения : автореф. дис. … канд. техн. наук. — М., 2011. — 26 с.
7. Савинова Ю. А., Портов А. Б., Попов В. А. Исследование процесса обжига сульфидного полиметаллического концентрата в печи кипящего слоя // Металлы. 2014. № 3. С. 3–10.
8. Савинова Ю. А., Цемехман Л. Ш., Портов А. Б. Влияние параметров обжига сульфидного полиметаллического концентрата на качество получаемого огарка // Цветные металлы. 2013. № 7. С. 40–45.
9. Савинова Ю. А., Портов А. Б., Цемехман Л. Ш. Исследование процесса обжига смешанного медного концентрата Удоканского месторождения в печах кипящего слоя // Цветные металлы. 2014. № 9. С. 37–42.
10. Портов А. Б., Озеров С. С., Савинова Ю. А., Цемехман Л. Ш. Отработка технологии обжига рудного медно-никелевого концентрата на укрупненно-лабораторной установке кипящего слоя // Цветные металлы. 2014. № 9. С. 44–51.
11. Савинова Ю. А., Цемехман Л. Ш., Портов А. Б. Влияние параметров обжига сульфидного медно-никелевого концентрата на вещественный состав получаемого огарка // Цветные металлы. 2014. № 6. С. 23–27.
12. Ertseva L. N. The experience of scanning electron microscopy and electron probe microanalysis use for the purpose of nonferrous materials study // Non-ferrous Metals. 2011. No. 2. P. 53–58.
13. Криштал М. М., Ясников И. С., Полунин В. И., Филатов А. М., Ульянинков А. Г. Сканирующая электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ в примерах практического применения. — М. : Техносфера, 2009. — 208 с.
14. Цемехман Л. Ш., Фомичев В. Б., Ерцева Л. Н., Кайтмазов Н. Г., Козырев С. М., Максимов В. И., Шнеерсон Я. М., Дьяченко В. Т. Атлас минералогического сырья, технологических продуктов и товарной продукции ЗФ ОАО ГМК «Норильский никель». — М. : Руда и Металлы, 2010. — 336 с.
15. Савинова Ю. А., Попов В. А., Цемехман Л. Ш., Чумаков Ю. А. Исследование вещественного состава пылей конвертерного передела комбината «Печенганикель» ОАО «Кольская ГМК» // Цветные металлы. 2012. № 11. С. 48–52.
16. Ерцева Л. Н., Цемехман Л. Ш., Цымбулов Л. Б. и др. О строении твердых штейнов никелевого производства // Цветные металлы. 2008. № 3. С. 21–23.
17. Crundwell F., Moats M. S. et al. Smelting of nickel sulfide concentrates by roasting and electric furnace smelting // Extractive metallurgy of nickel, cobalt and platinum-group metals. 2011. P. 199–207.
18. Метсеринта Л., Таскинен П., Ниберг Й., Ово Э. Механизмы обжига загрязненного цинкового концентрата в кипящем слое // Цветные металлы. 2005. № 5. С. 92–99.
19. Yu D., Torstein A., Utigard T. et al. Fluidized Bed Selective Oxidation-Sulfation Roasting of Nickel Sulfide Concentrate. Part I: Oxidation Roasting // Metallurgical and Materials Transactions B. 2014. Vol. 45. P. 653–661.
20. Yu D., Torstein A., Utigard T. et al. Fluidized Bed Selective Oxidation-Sulfation Roasting of Nickel Sulfide Concentrate. Part II. Sulfation Roasting // Metallurgical and Materials Transactions B. 2014. Vol. 45. P. 662–674.
21. Производство металлов за Полярным кругом / под ред. Н. Г. Кайт мазова. — Норильск : Антей лимитед, 2007. — 178 с.