EA029428B1 - METHOD AND APPARATUS FOR RECOVERING PLATINUM GROUP METALS (PGMs) AND FERROCHROME FROM PGM BEARING CHROMITE ORE - Google Patents

METHOD AND APPARATUS FOR RECOVERING PLATINUM GROUP METALS (PGMs) AND FERROCHROME FROM PGM BEARING CHROMITE ORE Download PDF

Info

Publication number
EA029428B1
EA029428B1 EA201591659A EA201591659A EA029428B1 EA 029428 B1 EA029428 B1 EA 029428B1 EA 201591659 A EA201591659 A EA 201591659A EA 201591659 A EA201591659 A EA 201591659A EA 029428 B1 EA029428 B1 EA 029428B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
furnace
slag
concentrate
metal alloy
mig
Prior art date
Application number
EA201591659A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201591659A1 (en
Inventor
Лаури Нярхи
Original Assignee
Оутотек (Финлэнд) Ой
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Оутотек (Финлэнд) Ой filed Critical Оутотек (Финлэнд) Ой
Publication of EA201591659A1 publication Critical patent/EA201591659A1/en
Publication of EA029428B1 publication Critical patent/EA029428B1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B11/00—Obtaining noble metals
    • C22B11/02—Obtaining noble metals by dry processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/30—Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
    • C22B34/32—Obtaining chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/04—Working-up slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B19/00—Combinations of furnaces of kinds not covered by a single preceding main group
    • F27B19/04—Combinations of furnaces of kinds not covered by a single preceding main group arranged for associated working
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

In a method for recovering platinum group metals (PGMs) and ferrochrome from PGM bearing chromite ore, a concentrate is prepared that contains most of PGMs and chromite of the ore and the concentrate is subjected to a heating step to dry and/or preheat the concentrate, after which the preheated concentrate is smelted under reducing conditions in a DC smelting furnace (14) to produce molten metal alloy containing the PGMs of the feed and molten slag containing the chromium of the feed. The molten slag is tapped from the smelting furnace (14) into an AC slag furnace (16), where iron and chromium are reduced to produce a ferrochrome alloy. PGMs are recovered from the metal alloy tapped from the smelting furnace (14) utilizing hydro-metallurgical processes.

Description

изобретение относится к способу и устройству для получения металлов платиновой группы (МПГ) и феррохрома из содержащей МПГ хромитовой руды.The invention relates to a method and apparatus for producing platinum group metals (PGM) and ferrochrome from PGM-containing chromite ore.

Уровень техникиThe level of technology

Большая часть известных мировых запасов платины расположена в Южно-Африканской Республике (ЮАР), которая производит большую часть мировой платины. ЮАР также является единственным крупнейшим в мире производителем феррохрома. Металлы платиновой группы, или МПГ, включают платину, родий, палладий, рутений, иридий, осмий. МИГ часто встречаются вместе с хромитами. В качестве источника сырья платиновая промышленность в ЮАР со все возрастающей скоростью переходит от традиционного рифа Меренского (Метеикку гееГ) к рифу ИС2 (ИС2 тее£). Риф ИС2 содержит большую часть известных мировых запасов МПГ, а также имеет высокое содержание хромита.Most of the world's famous platinum reserves are located in the Republic of South Africa (South Africa), which produces most of the world's platinum. South Africa is also the world's largest producer of ferrochrome. Metals of the platinum group, or PGM, include platinum, rhodium, palladium, ruthenium, iridium, osmium. MIG is often found along with chromites. As a source of raw materials, the platinum industry in South Africa is moving at an ever-increasing rate from the traditional reef of Merensky (Meteikku GeyG) to the IS2 reef (IP2 tee £). The IS2 reef contains most of the world’s known IPY reserves and also has a high chromite content.

Существует несколько проблем, связанных с использованием материала сырья на основе рифа ИС2, для существующих в настоящее время способов получения МИГ. Одной из проблем является то, что традиционные плавильные печи не могут использовать концентрат, который содержит более 2,5% Сг. Когда содержание хрома является слишком высоким, Сг имеет тенденцию образовывать корку в плавильной печи, и высок риск взрыва. Традиционные, расположенные в ряд по шесть плавильные печи чувствительны к накоплению плавящихся при высокой температуре хромитовых шпинелей, если содержание Сг2О3 в сырье является слишком высоким. Также очень проблематичным является регулирование работы печи. Кроме того, если цель заключается в отделении хромита от МПГ, то процесс обогащения является довольно сложным. Традиционно руду ИО2 обогащают посредством удаления хромита из руды в максимально возможной степени, чтобы достичь низкого содержания хромита в сырье для печи выплавки МИГ. Очень трудно полностью удалить хромит из концентрата путем флотации. Хром плавится при температурах выше 1600°С, в то время как печи выплавки МИГ работают при 1400-1500°С. Присутствие хрома в сырье приводит к более низкой эффективности восстановления в печи, а хромит также может повреждать плавильную печь.There are several problems associated with the use of raw material based on the IS2 reef for existing methods for producing an MIG. One of the problems is that traditional smelters cannot use a concentrate that contains more than 2.5% Cr. When the chromium content is too high, Cr tends to form a crust in a smelting furnace, and the risk of an explosion is high. Traditional, arranged in a row of six melting furnaces are sensitive to the accumulation of chromite spinels melting at high temperature, if the content of Cr 2 O 3 in the raw material is too high. Also very problematic is the regulation of the furnace. In addition, if the goal is to separate chromite from PGM, then the enrichment process is quite complex. Traditionally, IO2 ore is enriched by removing chromite from ore as much as possible in order to achieve a low chromite content in the raw materials for the MIG smelting furnace. It is very difficult to completely remove chromite from the concentrate by flotation. Chromium melts at temperatures above 1600 ° C, while MIG smelting furnaces operate at 1400-1500 ° C. The presence of chromium in the raw material leads to a lower reduction efficiency in the furnace, and chromite can also damage the smelting furnace.

В процессе обогащения ИО2, применяемом в платиновой промышленности в ЮАР, производят большое количество содержащих хромит отходов. Производители феррохрома могут использовать эти отходы в качестве сырья. ЮАР страдает от недостатка электроэнергии, поэтому местные производители не могут использовать все содержащие хромит отходы платиновой промышленности, но экспортируют их в Китай. В Китае в настоящее время строят много феррохромовых производств, что вызывает обеспокоенность производителей в ЮАР. Одной из целей настоящего изобретения является обеспечение способа, который позволит производителям в ЮАР более полно использовать ресурсы ИО2 в их собственной стране.In the process of enrichment IO2, used in the platinum industry in South Africa, produces a large amount of chromite-containing waste. Ferrochrome manufacturers can use this waste as a raw material. South Africa suffers from a shortage of electricity, so local producers cannot use all the chromite-containing waste from the platinum industry, but export it to China. In China, many ferrochromic industries are currently being built, which is a concern for manufacturers in South Africa. One of the purposes of the present invention is to provide a method that allows manufacturers in South Africa to more fully utilize the resources of IO2 in their own country.

Предпринимали попытки разработать пирометаллургические процессы, которые допускают более высокие содержания хромита в концентрате МИГ. В патенте И8 6699302 В1 описан способ переработки концентрата сульфидов металлов, который содержит по меньшей мере один металл, выбранный из группы, состоящей из МПГ, никеля, кобальта и цинка. Способ включает окислительный обжиг концентрата сульфидов металлов до полного удаления серы, плавку прошедшего окислительный обжиг концентрата в восстановительных условиях в электрически стабилизированной печи с открытой дугой и отбор металлов со стадии плавки в виде сплава или пара. Хром является нежелательным элементом, и его удаляют из металлического сплава в конвертере.Attempts have been made to develop pyrometallurgical processes that allow higher concentrations of chromite in an MIG concentrate. Patent I86699302 B1 describes a method for processing a concentrate of metal sulphides, which contains at least one metal selected from the group consisting of PGM, nickel, cobalt and zinc. The method includes the oxidative roasting of the metal sulphide concentrate to complete removal of sulfur, melting the oxidized roasting of the concentrate under reducing conditions in an electrically stabilized open arc furnace and the selection of metals from the melting stage in the form of an alloy or a pair. Chromium is an undesirable element and is removed from the metal alloy in the converter.

Хотя в способе, описанном в И8 6699302 В1, можно использовать сырье с высоким содержанием хрома, хром в конце удаляют из процесса. Кроме того, этот способ разработан только для применения с сульфидным сырьем.Although the method described in I8 6699302 B1 can use raw materials with a high chromium content, chromium is finally removed from the process. In addition, this method is designed only for use with sulfide raw materials.

В промышленности отсутствует способ, который эффективно объединяет получение МИГ и феррохрома из содержащей МИГ хромитовой руды, такой как руда ИО2.There is no method in industry that effectively combines the production of MIG and ferrochrome from MIG-containing chromite ore, such as IO2 ore.

Цель изобретенияPurpose of the invention

Целью настоящего изобретения является устранение или, по меньшей мере, уменьшение проблем существующего уровня техники.The aim of the present invention is to eliminate or at least reduce the problems of the current level of technology.

Дополнительной целью является обеспечение нового способа эффективного использования содержащей МПГ хромитовой руды.An additional objective is to provide a new way of efficiently using MPG-containing chromite ore.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

Отличительные признаки способа по настоящему изобретению представлены в п.1 формулы изобретения.Distinctive features of the method according to the present invention are presented in claim 1 of the claims.

Отличительные признаки устройства по настоящему изобретению представлены в п.10 формулы изобретения.Distinctive features of the device according to the present invention are presented in paragraph 10 of the claims.

Новый способ включает приготовление концентрата, который содержит большую часть МПГ и хромита из руды, проведение стадии нагрева концентрата, чтобы высушить и/или предварительно нагреть концентрат, и плавку концентрата в восстановительных условиях в плавильной печи постоянного тока с получением расплавленного металлического сплава, который содержит МПГ из сырья, и расплавленного шлака, который содержит хром из сырья. Расплавленный шлак выпускают из плавильной печи в шлаковую печь переменного тока, где происходит восстановление оксидов железа и хрома, которые со- 1 029428A new method involves preparing a concentrate that contains most of PGM and chromite from ore, conducting a concentrate heating step to dry and / or preheat the concentrate, and melting the concentrate under reducing conditions in a direct-current melting furnace to produce a molten metal alloy that contains PGM from raw materials, and molten slag, which contains chromium from raw materials. The molten slag is discharged from the melting furnace to the AC slag furnace, where the reduction of iron and chromium oxides takes place, which are

держатся в шлаке, с получением феррохрома.kept in the slag, to produce ferrochrome.

Согласно одному из воплощений данного изобретения стадия нагрева дополнительно включает обжиг концентрата для удаления серы и/или летучих веществ, содержащихся в концентрате.According to one embodiment of the present invention, the heating step further includes calcining the concentrate to remove sulfur and / or volatile substances contained in the concentrate.

Согласно одному из воплощений данного изобретения свойства шлака регулируют с применением флюса.According to one embodiment of the present invention, the properties of the slag are controlled using a flux.

Предпочтительно способ включает добавление флюса и/или восстановителя в плавильную печь и/или в шлаковую печь.Preferably, the method comprises adding a flux and / or a reducing agent to a smelting furnace and / or to a slag furnace.

Согласно одному из воплощений данного изобретения восстановительные условия в плавильной печи и/или в шлаковой печи регулируют путем добавления восстановителя.According to one embodiment of the invention, the reducing conditions in the smelting furnace and / or in the slag furnace are controlled by the addition of a reducing agent.

Согласно одному из воплощений данного изобретения свойства шлака в плавильной печи и/или в шлаковой печи регулируют путем добавления флюса.According to one embodiment of the present invention, the properties of the slag in the smelting furnace and / or in the slag furnace are controlled by the addition of flux.

Предпочтительно расплавленный металлический сплав выпускают из плавильной печи, после чего из металлического сплава получают МИГ посредством гидрометаллургических способов или сочетания пирометаллургических и гидрометаллургических способов.Preferably, the molten metal alloy is released from the melting furnace, after which MIG is produced from the metal alloy by means of hydrometallurgical methods or a combination of pyrometallurgical and hydrometallurgical methods.

Согласно одному из воплощений данного изобретения расплавленный металлический сплав из плавильной печи выпускают в конвертер Пирса-Смита, после чего обработанный в конвертере металлический сплав подвергают действию технологических стадий распыления и гидрометаллургической обработки.According to one embodiment of the present invention, the molten metal alloy from the smelting furnace is released into a Pierce-Smith converter, after which the metal alloy treated in the converter is subjected to the action of spraying and hydrometallurgical processing steps.

Согласно другому воплощению данного изобретения расплавленный металлический сплав выпускают из плавильной печи непосредственно в распылитель, после чего распыленный металлический сплав подвергают действию гидрометаллургических стадий обработки.According to another embodiment of the present invention, the molten metal alloy is discharged from the melting furnace directly to the sprayer, after which the sprayed metal alloy is subjected to the action of hydrometallurgical processing steps.

Новое устройство включает плавильную печь постоянного тока для получения расплавленного металлического сплава, содержащего МПГ из сырья, и расплавленного шлака, содержащего хром из сырья, и шлаковую печь переменного тока для получения феррохромового сплава из расплавленного шлака, выпущенного из плавильной печи постоянного тока.The new device includes a DC melting furnace to produce a molten metal alloy containing PGM from raw materials, and molten slag containing chromium from raw materials, and an AC slag furnace to produce a ferrochromic alloy from molten slag released from a DC melting furnace.

Согласно одному из воплощений данного изобретения устройство дополнительно включает нагревательное устройство для сушки и/или предварительного нагрева концентрата перед тем, как его подают в плавильную печь. Нагревательное устройство предпочтительно выбирают из группы, включающей реактор с псевдоожиженным слоем, вращающуюся печь, сушильную башню и т.п.According to one embodiment of the present invention, the device further includes a heating device for drying and / or preheating the concentrate before it is fed to the smelter. The heating device is preferably selected from the group consisting of a fluidized bed reactor, a rotary kiln, a drying tower, and the like.

Шлаковая печь может представлять собой печь переменного тока с открытой ванной и т.п.The slag furnace may be an AC open bath furnace or the like.

Согласно одному из воплощений данного изобретения устройство дополнительно включает конвертер Пирса-Смита для удаления железа из расплавленного металлического сплава, выпущенного из плавильной печи.According to one embodiment of the present invention, the device further includes a Pierce-Smith converter for removing iron from a molten metal alloy released from the melting furnace.

Согласно другому воплощению данного изобретения устройство дополнительно включает распылитель для распыления расплавленного металлического сплава, выпущенного из плавильной печи или из конвертера.According to another embodiment of the present invention, the device further comprises a spray for spraying a molten metal alloy released from the melting furnace or from the converter.

Вместо использования отходов из обогатительной установки МИГ настоящее изобретение предлагает использовать расплавленный шлак из печи для плавки МПГ в качестве материала сырья в производстве феррохрома. В соответствии с новым способом как МПГ, так и феррохром производят одновременно, что придает гибкость в отношении использования материала сырья и облегчает обогащение руды, содержащей МИГ и хромит. Этот способ также экономит энергию по сравнению с другими существующими в настоящее время способами получения. Фракцию шлака, содержащего феррохром, не нужно охлаждать и снова нагревать перед введением в способ получения феррохрома.Instead of using waste from an MIG processing plant, the present invention proposes to use molten slag from a furnace for smelting PGM as a raw material in the production of ferrochrome. In accordance with the new method, both PGM and ferrochrome are produced simultaneously, which gives flexibility with respect to the use of the raw material and facilitates the enrichment of ore containing MIG and chromite. This method also saves energy compared to other currently existing production methods. The slag fraction containing ferrochrome does not need to be cooled and reheated before being introduced into the process for producing ferrochrome.

Настоящее изобретение позволяет регулировать отношение Ст/Ре в феррохроме посредством регулирования количества железа, восстановленного в плавильной печи. Типичное применение чистой руды ИС2 приводит к отношению Сг/Ре приблизительно 1,35, что означает, что содержание Сг в феррохроме составляет менее 50%. Для конечных потребителей феррохрома, то есть для промышленности, производящей нержавеющую сталь, предпочтительны более высокие содержания Сг.The present invention makes it possible to regulate the C / D ratio in ferrochrome by controlling the amount of iron reduced in the smelting furnace. A typical application of pure IS2 ore results in a Cr / Re ratio of approximately 1.35, which means that the Cr content in ferrochrome is less than 50%. For end users of ferrochrome, that is, for the stainless steel industry, higher Cr contents are preferred.

Краткое описание чертежаBrief description of the drawing

Ирилагаемый чертеж, который включен для того, чтобы обеспечить более полное понимание данного изобретения и является частью данного описания, иллюстрирует воплощение данного изобретения и совместно с описанием помогает объяснить принципы данного изобретения.The enclosed drawing, which is included to provide a more complete understanding of the present invention and is part of this description, illustrates the embodiment of the present invention and, together with the description, helps explain the principles of the present invention.

Ирилагаемый чертеж представляет собой иллюстрацию технологической схемы одного из воплощений способа по настоящему изобретению.The enclosed drawing is an illustration of the technological scheme of one of the embodiments of the method according to the present invention.

Подробное описание воплощения изобретенияDetailed description of the embodiment of the invention

Содержащую МИГ хромитовую руду тонко измельчают, чтобы высвободить частицы МИГ. Тонкоизмельченную руду обогащают в обогатительной установке 10, при этом задачей является удалить пустую породу, в то же время сохраняя в концентрате железо, хром, неблагородные металлы и МИГ. Этот способ является более простым, чем способы обогащения, применяемые в настоящее время при получении МИГ, поскольку отсутствует необходимость отделять хром и железо от неблагородных металлов и МИГ.MIG-containing chromite ore is finely crushed to release MIG particles. Fine-grained ore is enriched in the enrichment plant 10, and the task is to remove waste rock, while at the same time keeping iron, chromium, non-precious metals and MIG in the concentrate. This method is simpler than the enrichment methods currently used in the preparation of an MIG, since there is no need to separate chromium and iron from non-precious metals and MIG.

Концентрат подвергают термообработке в нагревательном устройстве 12, где концентрат сушат, ес- 2 029428The concentrate is subjected to heat treatment in a heating device 12, where the concentrate is dried, es- 2 029428

ли это необходимо, и, возможно, предварительно нагревают перед тем, как направить его в плавильную печь 14. Нагревательное устройство 12 может представлять собой, например, реактор с псевдоожиженным слоем, вращающуюся печь или сушильную башню. Если материал сырья содержит большое количество сульфидов и/или летучих веществ, в нагревательном устройстве 12 можно проводить обжиг, чтобы окислить сульфиды металлов. В качестве источника тепла в нагревательном устройстве 12 можно использовать газообразный СО, полученный в последующих плавильной и шлаковой печах 14, 16.whether it is necessary and possibly preheated before it is sent to the smelting furnace 14. The heating device 12 may be, for example, a fluidized bed reactor, a rotary kiln or a drying tower. If the raw material contains a large amount of sulphides and / or volatile substances, roasting can be carried out in the heating device 12 to oxidize the metal sulphides. As the heat source in the heating device 12, CO gas obtained in the subsequent smelting and slag furnaces 14, 16 can be used.

Предварительно нагретый концентрат загружают в качестве сырья в плавильную печь 14 постоянного тока. В то же время в плавильную печь 14 загружают углеродсодержащий восстановитель, например антрацит или кокс. Также можно загрузить некоторое количество флюса, если это необходимо.Pre-heated concentrate is loaded as raw material into the smelting furnace 14 DC. At the same time, a carbon-containing reductant, such as anthracite or coke, is charged to the smelting furnace 14. You can also download some amount of flux, if necessary.

В плавильной печи 14 постоянного тока концентрат плавят и МИГ, неблагородные металлы и часть железа, которые содержатся в сырье, восстанавливают до элементарных металлов, которые отделяют в виде расплавленного металлического сплава под слоем более легкой фазы шлака. Однако большая часть сырья переходит в фазу шлака. Например, весь Сг и большая часть Ре, А12О3, δίθ2, МдО и СаО переходят из сырья в фазу шлака. Восстановление в плавильной печи 14 ограничивают путем регулирования количества углерода, загружаемого в печь 14. Целью является переведение только МИГ в металлическую фазу вместе с только лишь частью железа. Капли железа захватывают МИГ и другие неблагородные металлы, образуя расплавленный металлический сплав. Νί и Си также могут присутствовать в расплавленном металлическом сплаве, полученном в плавильной печи 14.In the direct current melting furnace 14, the concentrate is melted and MIG, non-precious metals and some of the iron contained in the raw materials are reduced to elemental metals, which are separated in the form of a molten metal alloy under a layer of a lighter slag phase. However, most of the raw material goes into the slag phase. For example, all of Cr and most of Pe, A1 2 O 3 , δίθ 2 , MgO and CaO are transferred from the raw material to the slag phase. Recovery in the smelting furnace 14 is limited by controlling the amount of carbon loaded into the furnace 14. The goal is to transfer only MIG to the metal phase along with only a portion of the iron. Drops of iron capture MIG and other base metals, forming a molten metal alloy. Νί and Cu may also be present in the molten metal alloy obtained in the smelting furnace 14.

В плавильной печи 14 постоянного тока загруженный материал непосредственно подвергают действию электрической дуги, а ток между катодом и анодом проходит через загруженный материал. Энергию обеспечивают за счет открытой плазменной дуги. Температура в плавильной печи 14 является относительно высокой, поэтому реакции протекают быстро. Илазменная дуга перемешивает фазу шлака и создает интенсивные потоки, которые дополнительно ускоряют реакции. В замкнутом пространстве печи создается атмосфера монооксида углерода. Еще одним преимуществом использования плавильной печи постоянного тока является то, что она позволяет загружать тонкоизмельченный материал.In the direct current melting furnace 14, the loaded material is directly subjected to the action of an electric arc, and the current between the cathode and the anode passes through the loaded material. Energy is provided by an open plasma arc. The temperature in the melting furnace 14 is relatively high, so the reactions proceed quickly. The plasma arc mixes the slag phase and creates intense flows that further accelerate the reactions. An atmosphere of carbon monoxide is created in the confined space of the furnace. Another advantage of using a DC melting furnace is that it allows the loading of finely divided material.

Жидкий шлак выпускают из плавильной печи 14 постоянного тока в шлаковую печь 16 переменного тока. Жидкий металлический сплав выпускают из нижней части плавильной печи 14 постоянного тока на последующие стадии рафинирования в пирометаллургических и/или гидрометаллургических процессах.Liquid slag is discharged from the direct-current melting furnace 14 to an alternating current slag furnace 16. Liquid metal alloy is released from the bottom of the smelting furnace 14 DC at the subsequent stages of refining in pyrometallurgical and / or hydrometallurgical processes.

Шлаковая печь 16 предпочтительно представляет собой печь переменного тока с открытой ванной, в которой электроды погружены в засыпку из кусковых материалов, состоящую из расплавленного шлака, поступившего из плавильной печи постоянного тока. В печь переменного тока загружают углеродсодержащий восстановитель и флюс, чтобы регулировать реакции восстановления и оптимизировать количество и качество шлака. Обычные операции в печи получения феррохрома включают восстановление оксидов железа и хрома до металлической фазы. Полученный шлак содержит в основном А12О3, МдО, СаО и §Ю2. Металлический сплав, полученный из шлаковой печи 16, содержит Ре, Сг, некоторое количество С и δί. Все остальное сырье остается в шлаке. Продуктами, получаемыми из шлаковой печи 16, являются металлический феррохром и шлак. Обычно температура шлака, выпускаемого из шлаковой печи 16 переменного тока, составляет 1650-1750°С, а температура феррохрома, выпускаемого из шлаковой печи 16 переменного тока, составляет 1550-1600°С.The slag furnace 16 is preferably an alternating current furnace with an open bath, in which the electrodes are immersed in a bulk material charge consisting of molten slag supplied from a direct-current smelting furnace. A carbonaceous reducing agent and a flux are loaded into the AC furnace to regulate the reduction reactions and optimize the quantity and quality of slag. Common operations in a ferrochrome production furnace include the reduction of iron oxides and chromium to the metallic phase. The resulting slag contains mainly A1 2 O 3 , MDO, CaO, and §O 2 . The metal alloy obtained from the slag furnace 16 contains Fe, Cr, a certain amount of C and δί. All other raw materials remain in the slag. Products derived from the slag furnace 16 are metallic ferrochrome and slag. Typically, the temperature of the slag discharged from the AC slag furnace 16 is 1650-1750 ° C, and the temperature of the ferrochrome discharged from the AC slag furnace 16 is 1550-1600 ° C.

Обогащенный МИГ металлический сплав, выпускаемый из плавильной печи 14, можно или непосредственно направить на стадии гидрометаллургической обработки, или его можно переработать в конвертере 18 Пирса-Смита перед подачей на гидрометаллургическую обработку. Целью переработки в конвертере является удаление железа и других примесей из металлического сплава. Иолучение МИГ может включать, например, распыление в распылителе 20 и выщелачивание.The MIG enriched metal alloy produced from the smelting furnace 14 can either be directly sent to the hydrometallurgical processing stage, or it can be processed in the Pierce-Smith converter 18 before being fed to the hydrometallurgical processing. The purpose of processing in the converter is to remove iron and other impurities from the metal alloy. The MI chill may include, for example, spraying in sprayer 20 and leaching.

Основная идея настоящего изобретения заключается в плавке концентрата в плавильной печи 14 постоянного тока, где восстанавливают МИГ, с последующим получением сплава РеСг из шлака плавильной печи постоянного тока в отдельной шлаковой печи 16 переменного тока. Это обеспечивает гибкость в отношении материалов сырья и упрощает процесс 10 обогащения.The main idea of the present invention is to melt the concentrate in a direct current melting furnace 14, where the MIG is reduced, and then to obtain the alloy ReCg from the slag of the direct current melting furnace in a separate AC slag furnace 16. This provides flexibility with respect to raw materials and simplifies the enrichment process 10.

Преимущества нового способа включают простоту предшествующего процесса обогащения, так как отсутствует необходимость удалять хромит на ранней стадии. Так как РеСг и МИГ получают одновременно, затраты на концентрирование, охлаждение и плавление меньше, и способ является более энергетически эффективным. Повышается безопасность способа, так как отсутствует риск образования корки или взрыва. Имеется меньше ограничений по материалам сырья, и отсутствуют ограничения по содержанию Сг в загружаемом материале. В способе отсутствуют потери как Сг, так и МИГ.The advantages of the new method include the simplicity of the prior enrichment process, since there is no need to remove chromite at an early stage. Since PeSG and MIG get simultaneously, the cost of concentration, cooling and melting is less, and the method is more energy efficient. The safety of the method is increased, since there is no risk of a crust or explosion. There are fewer restrictions on the materials of raw materials, and there are no restrictions on the Cr content in the feed material. In the method there are no losses as Cr, and MIG.

Для специалиста является очевидным, что с развитием технологии основную идею данного изобретения можно осуществлять разными способами. Таким образом, данное изобретение и его воплощения не ограничены описанными выше примерами; напротив, они могут изменяться в пределах объема формулы изобретения.It is obvious to a person skilled in the art that with the development of technology, the basic idea of this invention can be implemented in different ways. Thus, the invention and its embodiments are not limited to the examples described above; on the contrary, they may vary within the scope of the claims.

- 3 029428- 3 029428

Claims (14)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ получения металлов платиновой группы (МИГ) и феррохрома из содержащей МИГ хромитовой руды, включающий следующие стадии:1. A method of producing platinum group metals (MIG) and ferrochrome from MIG-containing chromite ore, comprising the following steps: приготовление концентрата, который содержит большую часть МИГ и хромита из руды, проведение стадии нагрева концентрата, чтобы высушить и/или предварительно нагреть концентрат,preparing a concentrate that contains most of the MIG and chromite from the ore, conducting the stage of heating the concentrate in order to dry and / or preheat the concentrate, плавка концентрата в восстановительных условиях в плавильной печи (14) постоянного тока с получением расплавленного металлического сплава, содержащего МИГ из сырья, и расплавленного шлака, содержащего хром из сырья,smelting the concentrate under reducing conditions in a direct current melting furnace (14) to produce a molten metal alloy containing MIG from the raw material and molten slag containing chromium from the raw material, выпуск расплавленного шлака из плавильной печи (14) в шлаковую печь (16) переменного тока, восстановление оксидов железа и хрома, содержащихся в шлаке, в шлаковой печи (16) переменногоthe release of molten slag from the smelting furnace (14) into the slag furnace (16) of alternating current, the reduction of iron oxides and chromium contained in the slag in the slag furnace (16) of alternating current тока с получением феррохромового сплава.current with obtaining ferrochromic alloy. 2. Способ по п.1, в котором стадия нагрева также включает обжиг концентрата для удаления серы и/или летучих веществ, содержащихся в концентрате.2. The method according to claim 1, wherein the heating step also includes calcining the concentrate to remove sulfur and / or volatile substances contained in the concentrate. 3. Способ по п.1 или 2, в котором свойства шлака регулируют с применением флюса.3. The method according to claim 1 or 2, in which the properties of the slag regulate with the use of flux. 4. Способ по любому из пп.1-3, включающий добавление флюса и/или восстановителя в плавильную печь (14) и/или в шлаковую печь (16).4. The method according to any one of claims 1 to 3, comprising adding a flux and / or a reducing agent to a smelting furnace (14) and / or to a slag furnace (16). 5. Способ по п.4, в котором восстановительные условия в плавильной печи (14) и/или в шлаковой печи (16) регулируют путем добавления восстановителя.5. The method according to claim 4, in which the reducing conditions in the melting furnace (14) and / or in the slag furnace (16) are adjusted by adding a reducing agent. 6. Способ по любому из пп.3-5, в котором свойства шлака в плавильной печи (14) и/или в шлаковой печи (16) регулируют путем добавления флюса.6. The method according to any one of claims 3 to 5, in which the properties of the slag in the smelting furnace (14) and / or in the slag furnace (16) are controlled by the addition of flux. 7. Способ по любому из пп.1-6, включающий выпуск расплавленного металлического сплава из плавильной печи (14) и получение МИГ из этого металлического сплава.7. A method according to any one of claims 1 to 6, comprising discharging a molten metal alloy from a smelting furnace (14) and producing an MIG from this metal alloy. 8. Способ по п.7, включающий выпуск расплавленного металлического сплава из плавильной печи (14) в конвертер (18) Пирса-Смита и/или проведение обработки переработанного в конвертере металлического сплава на технологических стадиях распыления и гидрометаллургической обработки.8. The method according to claim 7, comprising releasing the molten metal alloy from the smelting furnace (14) into a Pierce-Smith converter (18) and / or processing the metal alloy processed in the converter during the spraying and hydrometallurgical processing steps. 9. Способ по п.7, включающий выпуск расплавленного металлического сплава из плавильной печи (14) в распылитель (20) и проведение стадий гидрометаллургической обработки распыленного металлического сплава.9. The method according to claim 7, comprising discharging the molten metal alloy from the melting furnace (14) to the atomizer (20) and conducting the hydrometallurgical processing steps of the sprayed metal alloy. 10. Устройство для получения металлов платиновой группы и феррохрома из рудного концентрата, содержащего МИГ и хромит, включающее плавильную печь (14) постоянного тока, выполненную для приема рудного концентрата, содержащего МИГ и хромиты, в качестве сырья для получения расплавленного металлического сплава, содержащего МИГ из сырья, и расплавленного шлака, содержащего хром из сырья, и шлаковую печь (16) переменного тока, соединенную с плавильной печью (14) постоянного тока и выполненную для приема расплавленного шлака, выпущенного из плавильной печи (14) постоянного тока, при этом шлаковая печь (16) переменного тока предназначена для восстановления железа и оксидов хрома до металлической фазы с получением феррохромового сплава из расплавленного шлака, выпущенного из плавильной печи (14) постоянного тока.10. A device for producing platinum group metals and ferrochrome from ore concentrate containing MIG and chromite, including a direct current smelting furnace (14), designed to receive ore concentrate containing MIG and chromites, as a raw material for producing molten metal alloy containing MIG from raw materials, and molten slag containing chromium from raw materials, and a slag furnace (16) of alternating current connected to a melting furnace (14) of direct current and made to receive molten slag released from the melting th furnace (14) DC, the furnace slag (16) is designed for AC reduction of iron and chromium oxides to the metal phase to obtain a ferrochrome alloy from the molten slag discharged from a melting furnace (14) DC. 11. Устройство по п.10, включающее нагревательное устройство (12), выполненное для сушки и/или предварительного нагрева рудного концентрата перед подачей его в плавильную печь (14) постоянного тока; причем нагревательное устройство (12) выбирают из группы, включающей реактор с псевдоожиженным слоем, вращающуюся печь, сушильную башню и т.п.11. The device according to claim 10, comprising a heating device (12), made for drying and / or preheating the ore concentrate before it is supplied to the smelting furnace (14) of direct current; wherein the heating device (12) is selected from the group consisting of a fluidized bed reactor, a rotary kiln, a drying tower, and the like. 12. Устройство по п.10 или 11, в котором шлаковая печь (16) переменного тока представляет собой печь переменного тока с открытой ванной и т.п.12. The device according to claim 10 or 11, in which the slag furnace (16) AC is an AC furnace with an open bath, etc. 13. Устройство по любому из пп.10-12, дополнительно включающее конвертер (18) Иирса-Смита, выполненный для удаления железа из расплавленного металлического сплава, выпущенного из плавильной печи (14).13. A device according to any one of claims 10-12, further comprising an Iirs-Smith converter (18) configured to remove iron from the molten metal alloy released from the smelting furnace (14). 14. Устройство по любому из пп.10-13, дополнительно включающее распылитель (20), выполненный для распыления расплавленного металлического сплава, выпущенного из плавильной печи (14) или из конвертера (18).14. A device according to any one of claims 10 to 13, further comprising a nebulizer (20) made for spraying a molten metal alloy released from a melting furnace (14) or from a converter (18). - 4 029428- 4 029428
EA201591659A 2013-03-25 2014-03-25 METHOD AND APPARATUS FOR RECOVERING PLATINUM GROUP METALS (PGMs) AND FERROCHROME FROM PGM BEARING CHROMITE ORE EA029428B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20135284A FI125099B (en) 2013-03-25 2013-03-25 Method and apparatus for recovering platinum group metals and ferrochrome from chromite ore containing platinum group metals
PCT/FI2014/050214 WO2014154945A1 (en) 2013-03-25 2014-03-25 Method and apparatus for recovering pgm and ferro-chrome from pgm bearing chromite ore

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201591659A1 EA201591659A1 (en) 2016-04-29
EA029428B1 true EA029428B1 (en) 2018-03-30

Family

ID=50630817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201591659A EA029428B1 (en) 2013-03-25 2014-03-25 METHOD AND APPARATUS FOR RECOVERING PLATINUM GROUP METALS (PGMs) AND FERROCHROME FROM PGM BEARING CHROMITE ORE

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP2978866A1 (en)
CN (1) CN105164285A (en)
BR (1) BR112015024481A2 (en)
CA (1) CA2907005C (en)
EA (1) EA029428B1 (en)
FI (1) FI125099B (en)
WO (1) WO2014154945A1 (en)
ZA (1) ZA201507020B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023096525A1 (en) * 2021-11-28 2023-06-01 Татьяна Михайловна ПАРПОЛИТО Furnace for producing ferrochromium alloys

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10323302B2 (en) * 2016-11-18 2019-06-18 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Process for the production of a PGM-enriched alloy
PE20210977A1 (en) 2018-03-01 2021-05-26 Aurum Integra Inc METHOD FOR SELECTIVELY OXIDIZING METALS FROM AN ALLOY
US10435767B2 (en) 2019-04-29 2019-10-08 Techemet, LP Low-flux converting process for PGM collector alloy
US10472700B1 (en) 2019-04-29 2019-11-12 Techemet, LP Converting process with partial pre-oxidation of PGM collector alloy
CN112760549B (en) * 2020-12-30 2022-02-22 邬海宇 Process for smelting rare and noble metal ferroalloy in intermediate frequency furnace

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4295881A (en) * 1979-04-23 1981-10-20 Texasgulf Inc. Process for extraction of platinum group metals from chromite-bearing ore
US6699302B1 (en) * 1999-02-26 2004-03-02 Mintek Treatment of metal sulphide concentrates by roasting and electrically stabilized open-arc furnace smelt reduction
DE102006052181A1 (en) * 2006-11-02 2008-05-08 Sms Demag Ag A process for the continuous or discontinuous recovery of a metal or metals from a slag containing the metal or compound of the metal

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4295881A (en) * 1979-04-23 1981-10-20 Texasgulf Inc. Process for extraction of platinum group metals from chromite-bearing ore
US6699302B1 (en) * 1999-02-26 2004-03-02 Mintek Treatment of metal sulphide concentrates by roasting and electrically stabilized open-arc furnace smelt reduction
DE102006052181A1 (en) * 2006-11-02 2008-05-08 Sms Demag Ag A process for the continuous or discontinuous recovery of a metal or metals from a slag containing the metal or compound of the metal

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy", 1 March 2006, SOUTHERN AFRICAN INSTITUTE OF MINING AND METALLURGY - SAIMM, Johannesburg, South Africa, ISSN: 2225-6253, article R.T. JONES, T.R.CURR: "Pyrometallurgy at Mintek", pages: 127 - 150, XP002726584 *
CRAMER L A, BASSON J, NELSON L R: "The impact of platinum production from UG2 ore on ferrochrome production in South Africa", JOURNAL OF THE SOUTH AFRICAN INSTITUTE OF MINING AND METALLURGY, SOUTHERN AFRICAN INSTITUTE OF MINING AND METALLURGY, ZA, 1 October 2004 (2004-10-01), ZA, pages 517 - 524, XP002726586, ISSN: 0038-223X *
JONES R T, KOTZÉ L J: "DC arc smelting of difficult PGM-containing feed materials", JOURNAL OF THE SOUTH AFRICAN INSTITUTE OF MINING AND METALLURGY, SOUTHERN AFRICAN INSTITUTE OF MINING AND METALLURGY, ZA, 1 January 2004 (2004-01-01), ZA, pages 33 - 36, XP002726587, ISSN: 0038-223X *
Jones R.T.: "ConRoast: DC arc smelzing of dead-roasted sulphide concentrates", February 2002 (2002-02), XP002726585, Retrieved from the Internet: URL:http://www.mintek.co.za/pyromet/conroast/conroast.htm [retrieved on 2014-06-04] figure 1 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023096525A1 (en) * 2021-11-28 2023-06-01 Татьяна Михайловна ПАРПОЛИТО Furnace for producing ferrochromium alloys

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014154945A1 (en) 2014-10-02
ZA201507020B (en) 2017-01-25
EP2978866A1 (en) 2016-02-03
EA201591659A1 (en) 2016-04-29
CA2907005A1 (en) 2014-10-02
CN105164285A (en) 2015-12-16
FI125099B (en) 2015-05-29
BR112015024481A2 (en) 2017-07-18
CA2907005C (en) 2017-07-25
FI20135284A (en) 2014-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI402356B (en) A method for recycling residues having an elevated content of zinc and sulfates
EA029428B1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR RECOVERING PLATINUM GROUP METALS (PGMs) AND FERROCHROME FROM PGM BEARING CHROMITE ORE
RU2510419C1 (en) Method of making blister copper directly from copper concentrate
CN101903543B (en) Method for refining copper concentrate
AU759420B2 (en) Treatment of metal sulphide concentrates by roasting and arc furnace smelt reduction
JP6378683B2 (en) Plasma induced transpiration
CN105886771A (en) Method for efficiently collecting platinum group metals through mixing reduction smelting of iron powder and iron ores
JPS58177421A (en) Recovery of metal from molten slag
FI119774B (en) Process for the treatment of cobalt-containing copper concentrate
CN106332549B (en) Process for converting copper-containing materials
FI20185910A1 (en) Method for continuously converting nickel-containing copper sulphide materials
JPH0665657A (en) Production of high-purity nickel mat and metallized sulfide mat
CA2966706C (en) Treatment of complex sulfide concentrate
Cui et al. Pyrometallurgical recovery of valuable metals from flue dusts of copper smelter through lead alloy
US3077396A (en) Method of feni alloy production from nickel bearing iron ores
NO177435B (en) Method and apparatus for treating sincere
RU2354710C2 (en) Method for complex reprocessing of metal iron concentrate, containing nonferrous and precious metals
EP3488021B1 (en) Method for refining sulfidic copper concentrate
RU2193605C1 (en) Method of processing iron-manganese concretions containing phosphorus
KR20170047227A (en) Method and device for processing iron silicate rock
UA44078A (en) METHOD OF EXTRACTION OF ZINC FROM MATERIALS CONTAINING IRON AND ZINC OXIDES
MXPA94009508A (en) Method for producing high-grade nickel matte from at least partly pyrometallurgically refined nickel-bearing raw materials

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG TJ TM