Результаты исследований по влиянию подачи кварцита на вторую стадию конвертирования медно-никелевого файнштейна

Abstract

В связи с прогнозируемым ростом потребления кобальта и увеличением цены на этот металл возрастает необходимость рассмотрения возможности повышения извлечения кобальта в пирометаллургической цепочке по переработке медно-никелевого сырья, богатого кобальтом на Надеждинском металлургическом заводе имени Б.И. Колесникова (НМЗ) Заполярного филиала ПАО «ГМК «Норильский никель» (ЗФ). Пирометаллургическая переработка сульфидных медно- никелевых руд и концентратов на НМЗ включает в себя три передела: плавка исходного сырья в печах взвешенной плавки (ПВП) с получением богатого штейна и шлака, обеднение шлаков головного передела и оборотных в обеднительных электропечах (ОЭП) с получением отвального шлака и бедного штейна, конвертирование (КО) богатого штейна ПВП и бедного штейна ОЭП с получением файнштейна и конвертерного шлака, возвращающегося в ОЭП. В настоящее время сквозное извлечение кобальта в пирометаллургическом производстве (ПМП) не превышает 55 % отн. от поступающего на переработку сырья, т.е. 45 % отн. кобальта безвозвратно теряется с отвальным отвальными шлаком ОЭП. В тоже время установлено, что более 30 % отн. от всего объема кобальта участвуют в обороте между ОЭП и конвертерным переделом. Таким образом, снижение концентрации кобальта в оборотных продуктах приведет к росту сквозного извлечения кобальта по НМЗ и ЗФ в целом. В настоящей работе приведены результаты лабораторных и опытно-промышленных исследований по повышению показателей извлечения кобальта в конвертерном переделе при применении кварцевого флюса (кварцита) на финальной стадии конвертирования и доводки готового файнштейна удалением растворенных в сульфидной фазе оксидов железа. Промывка практически готового файнштейна кварцевым флюсом взамен применения кислорода дутья (доокисление железа) приводит к сохранению кобальта в файнштейне

Expected growth of cobalt consumption and increase of the metal price promotes a pressing need to consider possibility to enhance recovery of cobalt from copper-nickel feed containing high amount of this metal in pyrometallurgical process chain at the Nadezhda Metallurgical Plant named after B. I. Kolesnikov (NMP) of PJSC “MMC “Norilsk Nickel” Polar Branch. Pyrometallurgical processing of copper-nickel sulphide ores and concentrates at NMP comprises three stages: smelting of the incoming feed in flash smelting furnaces (FSF) to produce high- grade matte and slag, FSF slag and recycled slag treatment in slag cleaning electric furnaces (EF) to produce waste slag and low-grade matte, and converting high-grade FSF and low-grade EF mattes to produce converter matte and converter slag which is recycled to EF. Currently, total pyrometallurgical chain cobalt recovery does not exceed 55 % rel. of the incoming feed, i.e. 45 % rel. of cobalt are permanently lost with waste EF slag. At the same time, studies reveal that more than 30 % rel. of the total cobalt amount are circulated between EF and converter. Thus, decrease of cobalt concentration in the recycled materials will result in increase in cobalt recovery at NMP, and at Nornickel Polar Branch as a whole. This paper presents the results of laboratory tests and pilot studies on increasing cobalt recovery rates during converting using quartz flux (quartzite) at the final stage of converting and finishing ready-to-tap converter matte by removing iron oxides dissolved in sulfide phase. Treatment of almost ready-to-tap converter matte with quartz flux instead of using blast oxygen (for additional oxidation of iron) leads to preservation of cobalt in converter matte