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

С. С. Озеров, ведущий научный сотрудник лаборатории пирометаллургии, канд. техн. наук, эл. почта: OzerovSS@nornik.ru
Л. Б. Цымбулов, директор Департамента по исследованиям и разработкам, член-корреспондент РАЕН, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: tsymbulovlb@nornik.ru

ПАО «ГМК «Норильский никель», Москва, Россия:

С. Ю. Ерошевич, начальник управления Департамента управления стратегическими проектами
В. Б. Грицких, главный менеджер Департамента управления стратегическими проектами

Традиционная технология конвертирования медных никельсодержащих штейнов с использованием горизонтальных конвертеров Пирса – Смита не удовлет воряет современным экологическим требованиям. Общей тенденцией в мировой практике является переход от традиционного периодического процесса к технологии непрерывного конвертирования с получением жидкотекучих шлаков. Основной целью процесса непрерывного конвертирования штейнов является получение конди ционной черновой меди, не требующей при последующем анодном рафинировании проведения окислительной стадии, для чего необходимо строгое соблюдение рациональных параметров процесса. Существующий способ контроля за работой печи Ванюкова по результатам анализа продуктов плавки является необходимым, но недостаточным условием для управления процессом в режиме реального времени. Получаемая в ходе непрерывного конвертирования черновая медь по своему составу, в первую очередь по содержанию кислорода и никеля, отличается от получаемой по традиционной технологии, поэтому необходим оперативный способ контроля за ее составом. Исследованы закономерности изменения состава черновой меди, получаемой в процессе непрерывного конвертирования штейна. При выполнении работы синтезированы образцы черновой меди различных составов, характерных для пускового режима процесса непрерывного конвертирования штейнов. При увеличении температуры процесса требуемые кондиции черновой меди достигаются при более высоком окислительном потенциале, следствием чего явля ется рост концентрации в черновой меди кислорода. Определены математические зависимости содержания в черновой меди никеля и серы при различных темпе ратурах в зависимости от содержания в ней кислорода. Предложен способ оперативного контроля содержания примесей в черновой меди.

1. Jie Y. Development on copper smelters in China today. Engineering Solutions for Sustainability. Springer, Cham. 2015. pp. 43–54.
2. Wood J., Hoang J., Hughes S. Energy efficiency of the Outotec® Ausmelt process for primary copper smelting. JOM. 2017. Vol. 69. pp. 1013–1020.
3. Kojo I., Lahtinen M., Miettinen E. Flash converting-sustainable technology now and in the future. International Peirce-Smith Converting Centennial. 2009. pp. 383–395.
4. Kapusta J. The international Peirce-Smith converting centennial symposium: A look ahead. JOM. 2008. Vol. 60, Iss. 10. pp. 23–23.
5. Tsemekhman L. Sh., Tsymbulov L. B., Knyazev M. V., Kajtmazov Н. G., Fomichev V. B. Continious converting of copper and copper-nickel matte. The modern state and results of researches. Tsvetnye Metally. 2009. No. 9. pp. 43–49.
6. Goonan T. G. Flows of selected materials associated with World copper smelting. USGS, 2014. 132 p.
7. Schlesinger M. E., King M. J., Davenport W. G. Extractive metallurgy of copper: Fifth Edition. Elsevier, 2011. 455 p.
8. Tsymbulov L. B., Tsemekhman L. Sh., Knyazev M. V. Processing method of copper sulphide materials on blister copper. Patent RF, No. 2359046. Applied: 09.01.2008. Published: 20.06.2009. Bulletin No. 17.
9. Miroevskiy G. P., Demidov G. P., Ermakov K. A., Golov A. N., Tsymbulov L. B. et al. Method of continuous processing of copper concentrate into blister copper. Patent RF, No. 2169202. Applied: 04.10.2000. Published: 20.06.2001.
10. Bystrov V. P., Fedorov A. N., Komkov A. A., Shubskiy A. G., Kirillin I. I. et al. Method for continuous converting of copper sulfide materials. Patent RF, No. 2071982. Applied: 11.06.1993. Published: 20.01.1997.
11. Tsymbulov L. B., Knyazev M. V., Tozik V. M., Pigarev S. P., Fomichev V. B. et al. Method of continuous processing of copper nickel-containing sulfide materials for blister copper, waste slag and copper-nickel alloy. Patent RF, No. 2625621. Applied: 01.04.2016. Published: 17.07.2017. Bulletin No. 20.
12. Golov A. N. Understanding and developing an environmentally friendly autogenous technique for processing low-iron high-grade copper concentrates and producing copper with desired composition: PhD dissertation. Monchegorsk, 2001. 200 p.
13. Abramov N. P. Basic research and optimization of autogenous processes designed for processing of sulphide concentrates and semiproducts containing copper and nickel: Doctorate dissertation. Moscow, 2000. 374 p.
14. Fedorov M. S. Looking at the behaviour of non-ferrous metals in the novel processing technology designed for nickel-bearing copper concentrates and copper-nickel high-magnesia concentrates: PhD dissertation. Saint Petersburg, 2006. 187 p.
15. Lukavyi S. L. Optimization of the Vanyukov process in application to continuous converting of copper mattes: PhD dissertation. Moscow, 2013. 139 p.
16. Fedorova N. A. Physico-chemical regularities in the behaviour of metals during oxidizing smelting of low-iron nickel-bearing copper concentrate: PhD dissertation. Saint Petersburg, 2003. 152 p.
17. Pigarev S. P. The structure and properties of slags resultant from continuous converting of nickel-bearing copper mattes and concentrates: PhD dissertation. Saint Petersburg, 2013. 209 p.
18. Tsymbulov L. B., Kniazev M. V., Tsemekhman L. Sh. et al. Pilot testing of a process treatment of Ni-containing copper concentrate after high-grade matte separation resulting in blister copper production in two-zone Vaniukov furnace. Proceedings of the Sixth International Copper-Cobre Conference. The Carlos Diaz Symposium on Pyrometallurgy. Toronto, Ontario, Canada. 2007. Vol. III (Book 1). pp. 397–409.
19. Wang S., Guo X. Thermodynamic modeling of oxygen bottom-blowing continuous converting process. Extraction 2018. Springer, Cham, 2018. DOI: 10.1007/978-3-319-95022-8_45.
20. Kurmanseytov M. B., Fedorov A. N., Dosmukhamedov N. K. Peculiarities of behavior of non-ferrous metals and impurities during the conversion of copper-lead converter mattes. Tsvetnye Metally. 2015. No. 12. pp. 25–29.
21. Komkov A. A., Bystrov V. P., Fedorov A. N. Understanding the behaviour of copper and nickel during matte deep oxidation in the presence of slag. Tsvetnye Metally. 2006. No. 9. pp. 11–46.
22. Komkov A. A., Bystrov V. P., Nikolaev A. G. The thermodynamics of copper and nickel distribution in continuous converting of copper mattes into blister copper. Tsvetnye Metally. 2004. No. 7. pp. 17–22.
23. Tsymbulov L. B., Tsemekhman L. Sh., Kniazev M. V., Fedorov M. S., Galantsev V. N. Behaviour of copper and nickel during oxidizing smelting of low-iron nickel-bearing copper mattes and concentrates into blister copper. Tsvetnye Metally. 2004. No. 12. pp. 36–42.
24. Vanyukov A. V., Bystrov V. P., Vaskevich A. D. et al. Bath smelting. Ed. by A. V. Vanyukov. Moscow : Metallurgiya, 1988. 207 p.
25. Morachevskiy A. G., Tsemekhman L. Sh., Tsymbulov L. B. The coppernickel-oxygen system. Phase diagram and thermodynamic properties. Saint Petersburg : Izdatelstvo Politekhnicheskogo universiteta, 2010. 107 p.