2.1. Переработка штейнов и шпейзы.

Наиболее рациональный способ переработка полиметаллических медьсодержащих штейнов для извлечения из них черновой меди – конвертирование. Однако конвертирование бедных по меди штейнов с высоким содержание свинца экономически не выгодно. Поэтому первичные полиметаллические штейны предварительно подвергают первичной обработке для обогащения их медью. Наиболее простой способ, применяемый на УКСЦК, заключается в переплавке первичных, бедных по содержанию меди штейнов, с промпродуктами, содержащими большое количество меди. Такими продуктами могут быть медные шликеры рафинировочного цеха. Содержание в них металлической меди достигает 30 %, а остальное - металлический свинец. При сократительной плавке медь в связи с большим сродством к сере переходит в штейн, а свинец концентрируется в черновом металле, который образуется при совместной плавке оборотных материалов и агломерата. Применяемый состав первичного и обогащённого медью штейна приводится в таблице 2.

Таблица 2.

Продукты	Cu	Pb	Zn	Fe	S
Первичный штейн, %(масс)	10	20	5	25	21
Обогащённый штейн, %(масс)	22	12	6	35	21

Можно проводить обогащение штейнов по меди методами осадительной плавки с использованием металлического железа за счёт различия сродства к сере железа и свинца. В качестве исходного продукта, содержащего металлическое железо, может быть использован железный скрап, а также магнитная фракция клинкера цинкового производства.

Полиметаллические штейны, обогащённые медью, подвергаются конвертированию. Процесс осуществляется в обычных горизонтальных конверторах, оснащённых хромомагнезитовой футеровкой. В связи с небольшим объёмом штейнов объём конвертеров невелик: от 8 до 20 т по черновой меди.

В связи с тем, что штейны являются полиметаллическими, возникают трудности в получении черновой меди. Обычные приёмы оценки полноты удаления примесей при переработке чисто медных штейнов, в которых содержания сульфидов железа (2) и меди (1) на несколько порядков превышает концентрацию сульфидов цинка и свинца, оказываются уже не пригодными.

Поэтому в процессе конвертирования полиметаллических штейнов сначала (ещё при концентрациях сернистого железа) должен окисляться сульфид цинка, затем сульфид свинца, что должно привести к выделению меди в донную массу по реакции [Cu₂S] + O₂ = 2[Cu] + SO₂.

Однако в ходе процесса неизбежно образование металлического свинца по реакции [PbS] + O₂ = [Pb] + SO₂.

Согласно диаграмме состояния системы Pb – Cu, металлический свинец может частично растворяться в жидкой меди. Активность его при этом резко снижается и рафинирование меди от свинца во втором периоде конвертирования по реакции: [Pb] + 1/2O₂ = (PbO) окисления полиметаллических штейнов не удаётся довести до конца.

В результате этого, как правило, получается некондиционная по свинцу черновая медь, иногда содержащая до 4 % свинца.

Состав продуктов конвертирования полиметаллических штейнов приведён в таблице 3.