Термодинамическое моделирование процесса переработки медных руд на штейн с использованием боратовых руд

Стоимость 1 т меди на Лондонской бирже металлов нередко достигает 9 тыс. долл. США. Столь высокая цена требует принятия мер по максимальному извлечению этого металла в конечную продукцию и снижению потерь. Из открытых источников известно, что суммарное количество меди в техногенных минеральных образованиях ТОО «Корпорация Казахмыс» (Казахстан) составляет около 4 млн т. В настоящей работе предлагаются меры по снижению потерь меди от стадии производства гранул до плавки в металлургических печах. Методом полного термодинамического моделирования изучено влияние борного ангидрида и боратовой руды на процессы окомкования, сушки, обжига концентратов медных руд и получения штейна. Установлено, что в случае использования B₂O₃ ожидается повышение прочности влажных гранул из-за образования кристаллогидратов борного ангидрида(H₃BO₃), скрепляющих рудные частицы. При сушке кристаллогидрат при 285К теряет воду, превращаясь в борный ангирид, который при обжиге уже при температуре 723К плавится, давая жидкую фазу, которая при остывании дает прочный спек совместно с другими компонентами медной руды. При металлургичской переработке такого борсодержащего материала прогнозируется улучшение показателй процесса и снижение потерь штейна из-за образования легкоплавких и подвижных печных шлаков. Предлагаемая к использованию боратовая руда имеет в своем составе присущий бентонитам минерал монтмориллонит, что позволяет расчитывать на получение влажных гранул прочности, достаточной для их транспортировки от цеха окомкования до обжиговых агрегатов. Присутствие в гранулах легкоплавкой боратовой руды приведет при обжиге к образованию в них жидкой фазы, при остывании которой образуется прочный спек. Как и при использовании B₂O₃, в металлургической печи ожидается снижение потерь штейна и-за образования подвижных и пониженной плотности шлаков. Проведенные расчеты и моделирование подтверждают высокую перспективность предложенного подхода для применения в промышленной практике.