FI68660C - METALLURGICAL SHEET METAL ORGANIC FITTING BEHANDLING AV TUNGA RAOMATERIAL AV ICKEJAERNMETALLER - Google Patents
METALLURGICAL SHEET METAL ORGANIC FITTING BEHANDLING AV TUNGA RAOMATERIAL AV ICKEJAERNMETALLER Download PDFInfo
- Publication number
- FI68660C FI68660C FI783821A FI783821A FI68660C FI 68660 C FI68660 C FI 68660C FI 783821 A FI783821 A FI 783821A FI 783821 A FI783821 A FI 783821A FI 68660 C FI68660 C FI 68660C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- metal
- slag
- melt
- shaft
- level
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
6866068660
Metallurginen menetelmä ja uuni raskaiden ei-rautametallien raaka-aineiden käsittelemiseksi - Metallurgiskt förfarande och ugn för behandling av tunga ramaterial av icke-järnmetallerMetallurgical process and furnace for the treatment of heavy non-ferrous raw materials - Metallurgical process for the treatment of heavy non-ferrous metals
Keksinnön kohteena on pyrometallurginen menetelmä raskaita ei-rautametalleja olevien raaka-aineiden käsittelemiseksi kuumentamalla ja sulattamalla raskaita ei-rautametalleja olevat raaka-aineet nestemäisessä kuonassa siten, että muodostuu heterogeeninen sulate, joka koostuu sulfidifaasista ja oksidifaasista, ja johon synnytetään kuplia vuorovaikutuksella happea sisältävän kaasun kanssa, jolloin saadaan sulatustuotteita, jotka sen jälkeen poistetaan. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että kuplien muodostaminen ja hapetus suoritetaan puhaltamalla sulatteeseen kaasua, joka sisältää -3 vähintään 35 % happea nopeudella 200-2 000 m /h (STP) sulatusuunin 2 vaakasuoran poikkileikkauksen m kohden, jolloin sulate jakaantuu kuplivaksi yläosaksi ja tyyneksi pohjaosaksi, joka koostuu kuona-kerroksesta, metallikivikerroksesta ja/tai raakametallikerroksesta, ja että kukin sulatustuote poistetaan vastaavan kerroksen alaosasta. Keksinnön kohteena on myös menetelmässä käytettävä uuni.The present invention relates to a pyrometallurgical process for treating heavy non-ferrous raw materials by heating and melting heavy non-ferrous raw materials in a liquid slag to form a heterogeneous melt consisting of a sulfide phase and an oxide phase, which is bubbled by interaction with an acid-containing gas. to give melting products which are then removed. The process according to the invention is characterized in that the formation and oxidation of bubbles is carried out by blowing a gas containing -3 at least 35% oxygen at a rate of 200-2000 m / h (STP) per horizontal cross-section m of the melting furnace 2, the melt being divided into a bubbling top and a quiet bottom. , consisting of a slag layer, a metal rock layer and / or a crude metal layer, and that each smelting product is removed from the lower part of the corresponding layer. The invention also relates to an oven for use in the method.
* 68660* 68660
Esillä oleva keksintö on erityisen sopiva kuparin, nikkelin, lyijyn, sinkin erottamiseksi yksimetallisista tai monimetallisista raaka-aineista.The present invention is particularly suitable for separating copper, nickel, lead, zinc from monometallic or multimetallic raw materials.
Raskaiden ei-rautameta.l listen raaka-aineiden pyromet.al lurgi-sessa käsittelyssä näiden raaka-aineiden hapettaminen antaa olennaisen määrän lämpöä, joka, kun käytetään hapella rikastettua ilmaa tai puhdasta happea, on riittävä peittämään prosessin vaatimukset. Kuitenkin sulan sulfidin, esim. metallikiven hapettaminen kaasulla, joka sisältää yli 30 % happea, johtaa huomattavaan sen vyöhykkeen ylikuumenemiseen, jossa kaasu puhalletaan sulaan ja tästä seurauksena metallurgisen laitteiston tämän osan vahingoittuminen.Pyrometric treatment of heavy non-ferrous raw materials Pyrometallic oxidation of these raw materials provides a substantial amount of heat which, when oxygen-enriched air or pure oxygen is used, is sufficient to cover the requirements of the process. However, oxidation of a molten sulfide, e.g., a metal rock, with a gas containing more than 30% oxygen results in significant overheating of the zone in which the gas is blown into the melt and, consequently, damage to this part of the metallurgical equipment.
Nykyisin kehitetään ja otetaan teolliseen käyttöön useita menetelmiä raskaiden ei-rautametallien sulfidiraaka-aineiden käsittelemiseksi, menetelmiä, jotka käsittävät mainittujen sulfidien hapet-tamisessa muodostuvan lämmön maksimihyväksikäytön.A number of methods for the treatment of heavy non-ferrous sulphide raw materials are currently being developed and adopted for industrial use, methods involving the maximum utilization of the heat generated in the oxidation of said sulphides.
Pääominaisuuksiensa suhteen mainitut menetelmät voidaan luokitella kolmeen trendiin, joissa on joitakin variaatioita.In terms of their main properties, these methods can be classified into three trends with some variations.
Yksi mainituista teknologisista trendeistä sulfidiraaka-ai-neiden käsittelyn kehittämiseksi käsittää raskaan ei-rautametallin raaka-aineiden kuivan vaahdotuskonsentraatin muodossa olevan puhaltamisen hapen tai hapella rikastetun kaasun avulla sulatusyksikön kaasutilaan ja mainittujen raaka-aineiden hapettumisen ilman suoraa kosketusta mainitun yksikön seiniin. Tässä tapauksessa kehittyy suuri määrä lämpöä ja poistokaasuissa on runsaasti SO^. Kun kuitenkin jokainen raaka-aineosanen hapetetaan yksilöllisesti happea kuljettavassa kaasusuihkussa, suuri suhteellinen osa ei-rautametalleista muuttuu oksideiksi ja liukenee kuonaan. Mainitun kuonan seuraavas-sa käsittelyssä liuenneet ei-rautametallit saostuvat siitä hyvin hienoina sulkeumina, joita on hyvin vaikea erottaa kuonasta, mikä suuresti alentaa prosessin tehokkuutta kokonaisenaan.One of said technological trends for developing the processing of sulphide raw materials involves blowing heavy non-ferrous metal raw materials in the form of a dry flotation concentrate with oxygen or oxygen-enriched gas into the gas space of the smelter and oxidizing said raw materials without direct contact with said unit walls. In this case, a large amount of heat is generated and the exhaust gases are rich in SO 2. However, when each raw material is individually oxidized in an oxygen-carrying gas jet, a large relative proportion of the non-ferrous metals are converted to oxides and dissolved in the slag. In the subsequent treatment of said slag, the dissolved non-ferrous metals precipitate therefrom as very fine inclusions which are very difficult to separate from the slag, which greatly reduces the efficiency of the process as a whole.
Toisena trendinä sulfidiraaka-aineiden käsittelyssä suuren happipitoisuuden omaavan kaasun avulla on syöttää mainittu kaasu hormien kautta sulan pinnalle. Tämä johtaa sulatusyksikön käyttöiän kasuun, mutta vaatii monimutkaisen hormirakenteen, korkeapaineisen kaasun sulan hämmentämiseen, merkitsee hormikärkien nopeaa vikaantumista. Lisäksi kuona, joka on kevyempi tuote, kelluu sulan pinnalla ja peittää sulfidit, tulee ensimmäisenä hapetetuksi, mikä epäkohta johtaa ei-rautametallien suurempiin häviöihin kuonan kanssa.Another trend in the treatment of sulphide raw materials by means of a high oxygen content gas is to supply said gas through flues to the surface of the melt. This results in an increase in the life of the melting unit, but requires a complex flue structure, agitation of the high-pressure gas melt, means rapid failure of the flue tips. In addition, the slag, which is a lighter product, floats on the surface of the melt and covers the sulfides, becoming the first to be oxidized, leading to greater losses of non-ferrous metals with the slag.
3 686603,68660
Vielä yksi trendi käsittää happea kantavan kaasun pulia Itämisen sivuhormien kautta sulaan metallikivikerrokseen tunnetun prosessin, kuten esim. konvertoinnin tapaan ja panoksen syöttämisen hämmennettyyn sulamassaan. Kuitenkin, kuten edellä jo mainittiin, alueilla, joissa puhalletaan yli 30-%:ista kaasua, sula ja sulatus-yksikön sulaa ympäröivät seinät pyrkivät ylikuumenemaan, mistä aiheutuu vahinkoja mainituille seinille. Sen vuoksi käytetään vain sellaista ilmaa, joka on rikastettu hapella alle 30 %. Tämä huonontaa lämpöolosuhteita, vähentää poistokaasun SO^ pitoisuutta ja alentaa kokonaistehokkuutta. Happea kuljettavan kaasun puhaltaminen me-tallikiveen myös lisää ei-rautametal1ien hapettumista ja edistää niiden suurempia häviöitä kuonan mukana.Another trend involves the pulp of oxygen-carrying gas germination through side flues into a molten metal rock layer by a known process, such as, for example, conversion and feeding of the charge into a stirred molten mass. However, as already mentioned above, in areas where more than 30% of the gas is blown, the melt and the walls surrounding the melt of the melting unit tend to overheat, causing damage to said walls. Therefore, only air enriched with less than 30% oxygen is used. This degrades the thermal conditions, reduces the SO 2 content of the exhaust gas and lowers the overall efficiency. Blowing an oxygen-carrying gas into the metal rock also increases the oxidation of non-ferrous metals and promotes their greater losses with the slag.
Edellä esitetyistä teknologisista varianteista on olemassa eri yhdistelmiä, mutta niiden tehokkuus prosessien mahdollisuuksien parantamisessa on vähäinen.There are different combinations of the technological variants presented above, but their effectiveness in improving the capabilities of the processes is limited.
Lähinnä esil'1'ä olevaa keksintöä on kupar.ikivien jatkuva sulatus ja konvertointi (ks. US-patentti 3 832 163, Cl 75-7U H/e??b 15/00).The closest invention to the present invention is the continuous smelting and conversion of copper stones (see U.S. Patent 3,832,163, Cl 75-7U H / e ?? b 15/00).
Prosessi toteutetaan reaktorissa, joka pitkin vaakasuoraa akselia on jaettu kolmeen vyöhykkeeseen: sulatus- ja konvertoin!ivyö-hyke, kuparin kokoamisvyöhyke ja kuonavyöhyke. Kuparikonsentraatti sekoitetaan flussiin ja konsentraattiin kuonan käsittelystä, tuloksena oleva seos muodostetaan pelleteiksi (palloiksi, tableteiksi) ja pelletit panostetaan jatkuvasti tai jaksottaisesti reaktoriin sulan pinnalle. Samalla kertaa hapella rikastettua ilmaa puhalletaan me-tallikivikerroksen alempaan osaan nopeudella, joka varmistaa sulan intensiti ivisen hämmentämisen mainitussa vyöhykkeessä ja korisen! mattien sisältämien raudan ja rikin jatkuvan ja tehokkaan hapeItämisen. Lämpötila sulatus- ja konvertointivyöhykkeessä pidetään arvossa, joka ylittää metallisen kuparin, metallikiven ja kuonan sulamispisteet, sillä seurauksella, että kaikki vaiheet reaktorissa ovat sulassa tilassa. Pelkistetty metallinen kupari kootaan sen kokoamis-vyöhykkeeseen, mistä se juoksutetaan pois tarvittavin välein. Sula kuona kerääntyy kuonavyöhykkeeseen, mistä myös se jaksottaisesti tai jatkuvasti poistetaan. Ilmaa ja pelkistävää kaasua puhalletaan kuonavyöhykkeeseen. Kiinteää pelkistysainetta tai panoksen kupari-konsentraatin osa voidaan myös puhaltaa kuonaan. Reaktorista poistettu kuona jäähdytetään hitaasti, jauhetaan, vaahdotetaan ja vaah-dotuskonsentraatti sekoitetaan lähtö-kuparikonsentraattiin ja flussiin ennen pellettien muodostamista.The process is carried out in a reactor which is divided along the horizontal axis into three zones: a smelting and converting zone, a copper collection zone and a slag zone. The copper concentrate is mixed into the flux and concentrate from the slag treatment, the resulting mixture is formed into pellets (balls, tablets) and the pellets are continuously or intermittently charged to the reactor on the surface of the melt. At the same time, oxygen-enriched air is blown into the lower part of the metallic rock layer at a rate that ensures intensive agitation of the melt in said zone and a basket! continuous and efficient oxidation of the iron and sulfur contained in the mats. The temperature in the smelting and conversion zone is maintained at a value that exceeds the melting points of metallic copper, metal rock, and slag, with the result that all steps in the reactor are in the molten state. The reduced metallic copper is collected in its assembly zone, from where it is drained away at the required intervals. The molten slag accumulates in the slag zone, from where it is also periodically or continuously removed. Air and reducing gas are blown into the slag zone. A solid reducing agent or a portion of the copper concentrate in the charge can also be blown into the slag. The slag removed from the reactor is slowly cooled, ground, foamed and the flotation concentrate is mixed with the starting copper concentrate and flux before pelleting.
4 686604,68660
Kun edellä selitetyssä sulatusmenetelmässä happea kuljettavaa kaasua puhalletaan metallikivikerrokseen, kaasu on vain vähän rikastettu hapella. Tästä on seurauksena huomattavia lämpöhäviöitä poistokaasujen mukana ja se tekee tarpeelliseksi polttaa suuren mää- 0 rän hiilipitoista polttoainetta eli niin paljon kuin 3,96 · 10 kcal/tonni kuivaa konsentraattia. Lisäksi koko happea kuljettavan kaasun puhaltaminen metallikivimassaan johtaa huomattavaan lisäykseen hapettuneiden ei-rautametallien määrässä, jotka oksidit menevät kuonaan, mikä ilmiö on hyvin tunnettu konvertointikäytännössä.When the oxygen-carrying gas is blown into the metal rock layer in the smelting method described above, the gas is only slightly enriched with oxygen. This results in considerable heat losses with the exhaust gases and makes it necessary to burn a large amount of carbonaceous fuel, i.e. as much as 3.96 · 10 kcal / ton of dry concentrate. In addition, blowing the entire oxygen-carrying gas into the metal rock mass results in a significant increase in the amount of oxidized non-ferrous metals that the oxides go to the slag, a phenomenon well known in conversion practice.
Ja vaikka tässä käsitellyssä menetelmässä käytetään erityismenettelyjä kuonan vähentämiseksi ennen sen poistoa, ei kuparin pitoisuus kuonassa ole alempi kuin 8-10 %. Täten suora kuparin saanto raaka-metalliksi on vain 50-60 %, ja tuloksena oleva kuona vaatii vaah-dotus-metallinpoiston. Siitä johtuen, että olosuhteet eivät ole suotuisat metallikiven tehokkaaseen erottamiseen kuonasta ja koska kuonaa ja metallikiveä hämmennetään hapettavassa atmosfäärissä, noin 50 % suora kuparin saanto vaatii mainitussa menetelmässä sulan pitämisen uunissa pitkän aikaa, mikä alentaa yksikön ominaistehokkuut- . 2 ta uunin vaakasuoran osan neliömetriä kohden määrään 10 t/m > 24 h tai 0,42 t/m^ · h.And although special processes are used in this process to reduce the slag before it is removed, the copper content in the slag is not lower than 8-10%. Thus, the direct yield of copper to the crude metal is only 50-60%, and the resulting slag requires flotation metal removal. Due to the fact that the conditions are not favorable for the efficient separation of the metal rock from the slag and because the slag and the metal rock are stirred in an oxidizing atmosphere, about 50% direct copper yield requires a long time to keep the melt in the furnace, which reduces the unit efficiency. 2 ta per square meter of the horizontal part of the furnace to 10 t / m> 24 h or 0.42 t / m ^ · h.
Täten edellä esitetyssä menetelmässä ei ole saatu aikaan olosuhteita sulfidiraaka-aineiden tehokkaaksi käsittelemiseksi hapella rikastettua kaasua käyttäen.Thus, the above process does not provide conditions for efficient treatment of sulfide feedstocks using oxygen-enriched gas.
Niiden tunnettujen laitteistojen joukossa, joita käytetään raskaiden ei-rautametallien raaka-aineiden käsittelyyn, lähinnä esillä olevaa keksintöä on modifioitu höyrystävä (fuming) uuni (ks. US-patentti 3 892 559, heinäk. 1, 1975, Cl 75/21), joka on olennaisesti suorakulmainen torni, joka kokonaan koostuu teräksisistä, vesijäähdytteisistä vesivaipoista. Sivuhormit kaasun puhaltamiseksi sulaan on sijoitettu lähelle arinaa, mistä käytännöllisenä seurauksena on happea kuljettavan kaasun puhaltaminen metallikivikerrokseen. Laitteet, joita käytetään panoksen syöttämiseksi sulaan, ovat modifioituja hormeja, jotka on varustettu lisäholkeilla, yksi kussakin hormissa. Kuona, metallikivi ja raakametalli poistetaan tarpeellisin välein päästöreiästä ilman, että niitä on erotettu uu-nikuilun (-tornin) sisällä, kun taas kaasumaiset sulatustuotteet poistetaan savuhormin avulla, joka on sijoitettu kuilun yläosaan.Among the known equipment used for processing heavy non-ferrous metal raw materials, the present invention is mainly a modified fuming furnace (see U.S. Patent 3,892,559, July 1, 1975, Cl 75/21), which is a substantially rectangular tower consisting entirely of steel, water - cooled water casings. Side flues for blowing gas into the melt are placed close to the grate, with the practical consequence of blowing oxygen-carrying gas into the metal rock layer. The devices used to feed the charge to the melt are modified flues equipped with additional sleeves, one in each flue. Slag, metal rock and crude metal are removed at the required intervals from the discharge hole without being separated inside the furnace shaft (tower), while gaseous smelting products are removed by means of a flue located at the top of the shaft.
Edellä kuvatuilla laitteistoilla ei pystytä aikaansaamaan tehokasta kuonan erottamista metallikivestä tai raakametallista uunin sisällä ja näiden aineiden yksilöllistä poistoa johtuen hormien alas sijoittamisesta ja koko sulan massan hämmentämisestä uunin kuilun 5 68660 sisällä. Teräksiset vesivaipat hormivyöhykkeessä ja sulan hämmentäminen, jossa on suuri metallikivipitoisuus, tekevät mahdottomaksi nostaa sulatusyksikön tehokkuutta käyttämällä suuren happipitoisuuden omaavaa puhallusta, koska on vaara, että vesivaippoja verhoava kuona sulaa ja niiden seinät vahingoittuvat riittämättömän lämmönpoiston ollessa kysymyksessä. Mainitun laitteiston huomattavana epäkohtana on se, että siitä puuttuu jatkuvat erilliset kuonan ja metallikiven poistot.The equipment described above is not able to provide efficient separation of slag from metal stone or crude metal inside the furnace and individual removal of these substances due to the placement of flues and agitation of the entire molten mass within the furnace shaft 5,68660. Steel casings in the flue zone and agitation of the melt with a high metal rock content make it impossible to increase the efficiency of the smelting unit by using a high oxygen blowing, as there is a risk that the slag covering the casings will melt and damage the walls due to insufficient heat removal. A significant disadvantage of said equipment is that it lacks continuous separate slag and metal rock removal.
Kaikesta tästä on seurauksena kuona, jossa on suuri jäännös-pitoisuus ei-rautametalleja ja sen vuoksi prosessin huona taloudellinen suorituskyky.All of this results in slag with a high residual content of non-ferrous metals and therefore poor economic performance of the process.
Sen vuoksi on esillä olevan keksinnön kohteena edellä mainittujen epäkohtien poistaminen.It is therefore an object of the present invention to obviate the above-mentioned drawbacks.
Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan pyrometallurginen prosessi raskaiden ei-rautametallien raaka-aineiden käsittelemiseksi niin, että varmistetaan raaka-aineiden hyödyllisten komponenttien suuri saanto tuotteiksi, jotka ovat rikkaita mainituista hyödyllisistä komponenteista, suurella tehokkuudella ja hiilipitoisen polttoaineen vähimmällä kulutuksella.The object of the invention is to provide a pyrometallurgical process for treating heavy non-ferrous metal raw materials so as to ensure a high yield of useful components of the raw materials into products rich in said useful components with high efficiency and minimum consumption of carbonaceous fuel.
Sen vuoksi on esillä olevan keksinnön kohteena saada aikaan raaka-aineiden hyödyllisten komponenttien suuri saanto tuotteiksi, jotka ovat rikkaita mainituista hyödyllisistä komponenteista, suurella tehokkuudella ja hiilipitoisen polttoaineen vähimmällä kulutuksella pyrometallurgisesti käsiteltäessä raskaiden ei-rautametallien raaka-aineita.It is therefore an object of the present invention to provide a high yield of useful components of raw materials into products rich in said useful components, with high efficiency and minimum consumption of carbonaceous fuel in pyrometallurgical treatment of heavy non-ferrous metal raw materials.
Sen vuoksi on esillä olevan keksinnön kohteena saada aikaan pyrometallurginen menetelmä ja uuni raskaiden ei-rautametallien raaka-aineiden käsittelemiseksi yhdistäen kemiallisten reaktioiden suuret nopeudet sulatustuotteiden nopeaan ja täydelliseen erottamiseen puhaltamalla (kuplittamalla) heterogeenista sulaa happirikkaalla kaasulla ja erottamalla sula massa eri kerroksiksi.It is therefore an object of the present invention to provide a pyrometallurgical process and a furnace for treating heavy non-ferrous metal raw materials by combining high rates of chemical reactions for rapid and complete separation of smelters by blowing (bubbling) heterogeneous melt with oxygen-rich gas and separating the melt into separate layers.
Tämä päämäärä saavutetaan pyrometallurgisella menetelmällä raskaiden ei-rautametallien raaka-aineiden käsittelemiseksi sulattamalla sulaksi aineeksi. Menetelmän mukaan raskaiden ei-rautametallien raaka-aineet kuumennetaan ja sulatetaan sulassa kuonassa, jolloin muodostuu heterogeeninen sula, joka koostuu sulfidi- ja oksidi-faaseista ja jota puhalletaan (kuplitetaan) sen kanssa vuorovaikutuksessa olevalla happipitoisella kaasulla sillä seurauksella, että muodostuu sulatustuotteita, jotka sen jälkeen poistetaan, keksinnön mukaisesti sula pannaan kuplimaan ja se hapetetaan puhaltamalla sii- 68660 hen kaasua, joka sisältää vähintään 35 % happea, intensiteetillä 200 - 2 000 ra3/h (STP) sulan vaakasuoran osan neliömetriä kohden, sillä seurauksella, että sula jakaantuu kuplivaan yläosaan ja tyyneen alaosaan, käsittäen kuonakerroksen, metallikivikerroksen ja/tai raa-kametallikerroksen, kunkin sulatustuotteen tullessa erikseen poistetuksi asianomaisen kerroksen alaosasta.This object is achieved by a pyrometallurgical method for processing heavy non-ferrous raw materials by smelting to a molten substance. According to the method, the raw materials of heavy non-ferrous metals are heated and melted in molten slag to form a heterogeneous melt consisting of sulfide and oxide phases and blown (bubbled) with the oxygen-containing gas interacting with it, resulting in melting products which according to the invention, the melt is bubbled and oxidized by blowing 68660 h of a gas containing at least 35% oxygen at an intensity of 200 to 2,000 ra3 / h (STP) per square meter of the horizontal part of the melt, with the result that the melt distributes to the bubbling top and the lower part, comprising a slag layer, a metal rock layer and / or a crude metal layer, each smelting product being separately removed from the lower part of the respective layer.
Tämä tekee mahdolliseksi saada aikaan, suurilla nopeuksilla, erilaiset tarpeelliset kemialliset prosessit, kuten rautasulfidien edullinen hapettuminen ja ei-rautametallien happiyhdisteiden sulfi-doituminen, niin että saadaan korkealaatuista metallikiveä ja kuonaa, jossa on vähän ei-rautametalleja ja saadaan tehokkaasti erotetuksi kuona metallikivestä ja/tai raakametallista.This makes it possible to carry out, at high speeds, various necessary chemical processes, such as the preferred oxidation of ferrous sulphides and the sulphation of non-ferrous oxygen compounds, so as to obtain high-quality metal rock and slag with low non-ferrous metals and efficient separation of slag from metal rock and / or raw metal.
Jotta varmistettaisiin riittävät lämmitysolosuhteet, voidaan hiilipitoista polttoainetta, kuten luonnonkaasua, polttoöljyä, jauhennettua hiiltä, isokappaleista hiilikoksia ja muita ruiskuttaa heterogeenisen sulan kuplivaan yläosaan.To ensure adequate heating conditions, carbonaceous fuel such as natural gas, fuel oil, pulverized coal, lump coal coke, and the like can be injected into the bubbling top of the heterogeneous melt.
On edullista jatkuvasti hapettaa heterogeenisesta sulasta erotettu metallikivi happea sisältävällä kaasulla raakametalliksi ja sekoittaa tuloksena olevat poistokaasut sulatusprosessista tuleviin kaasuihin rikin tehokkaasti poistamiseksi ja hyväksikäyttämiseksi .It is preferable to continuously oxidize the metal rock separated from the heterogeneous melt with an oxygen-containing gas to a crude metal and to mix the resulting exhaust gases with the gases from the smelting process to efficiently remove and utilize sulfur.
Tämä tekee mahdolliseksi metallikiven konvertoinnin lisäämättä ei-rautametallien häviöitä kuonaan ja voimakkaasti parantaa ei-. rautametallien suoraa saantia raakametalliksi ilman, että tarvitaan kuonan denudaatiota.This makes it possible to convert the metal rock without increasing the losses of non-ferrous metals to the slag and greatly improves the non- direct intake of ferrous metals into crude metal without the need for slag denudation.
Metallikiven hapettamisesta tuleva kuona voidaan kiinteänä tai nesteenä palauttaa heterogeenisen sulan kuplivaan yläosaan hyödyllisten komponenttien poistamiseksi siitä.The slag from the oxidation of the metal rock can be returned as a solid or liquid to the bubbling top of the heterogeneous melt to remove useful components therefrom.
Kun lähtöraaka-aineissa on sinkkiä, on hyödyllistä erottaa kuona heterogeenisesta sulasta ja kuplittaa se kaasulla pelkistävissä olosuhteissa haihtuvien komponenttien poistamiseksi ja kuonan voimakkaan denudaation aikaansaamiseksi.When zinc is present in the feedstocks, it is useful to separate the slag from the heterogeneous melt and bubble it under gas under reducing conditions to remove volatile components and provide strong denaturation of the slag.
Tämä tekee mahdolliseksi koota helposti haihtuvat komponentit sublimaatteina yhdessä pienen määrän mukaan tullutta pölyä kanssa ja siten terävästi parantaa mainitun pölyn seuraavan käsittelyn tehokkuutta. Lisäksi kuonan pelkistävästä käsittelystä voi olla seurauksena haihtumattomien ei-rautametallien pelkistyminen yhdessä pienen määrän kuonan rautaa kanssa, jotka metallit kootaan pohjafaasiin ja poistetaan sulatusyksiköstä joko itsenäisesti taikka yhdessä primäärisen pohjafaasin kanssa.This makes it possible to assemble the volatile components as sublimates together with a small amount of entrained dust and thus sharply improves the efficiency of the subsequent treatment of said dust. In addition, the reductive treatment of the slag may result in the reduction of non-volatile non-ferrous metals together with a small amount of iron in the slag, which metals are collected in the bottom phase and removed from the smelting unit either independently or together with the primary bottom phase.
7 686607 68660
Pelkistävät olosuhteet saadaan aikaan tavalla, joka sopii kysymyksessä olevien prosessien erityisiin tarkoituksiin, mikä parantaa pelkistysprosessien nopeuksia ja saa aikaan kuonien syvemmän denudaation.The reducing conditions are provided in a manner suitable for the specific purposes of the processes in question, which improves the speeds of the reduction processes and results in a deeper denotation of the slags.
Kuona voidaan kuplittaa kaasulla pelkistävissä olosuhteissa lisäämällä sulfidia poistava faasi, esim. pyriitti, pyrrotiitti, sulfidimalmi ja muita aineita pelkistävän käsittelyn kuluessa, mikä edistää haihtumattomien ei-rautametallien nopeampaa poistamista kuonasta sulfideina, kuonan syvempää denudaatiota ja kuonan tehokasta erottamista metallikivestä lyhyimmässä mahdollisessa ajassa. Tämä päämäärä saavutetaan myös uunissa tämän pyrometallurgisen prosessin toteuttamiseksi raskaiden ei-rautametallien raaka-aineiden käsittelemiseksi, johon uuniin kuuluu kuilu, jonka keskiosassa on vesivaip-paosa ja jossa on sivuhormit kaasun puhaltamiseksi sulaan, joka kuilu päättyy pohjaosassaan arinaan ja joka on varustettu laitteilla kuonan, metallikiven ja raakametallin poislaskemiseksi, jonka uunikuilun yläosassa on aukko panoksen sisäänsyöttämistä varten ja poistohormi kaasumaisten sulatustuotteiden poistamiseksi. Keksinnön mukaisesti uuni on varustettu jäähdytetyillä sivuhormeilla, jotka on sijoitettu tasolle, joka jakaa uunikuilun kahteen pystysuoraan osaan, jolloin yläosan korkeuden suhde alaosan korkeuteen on 2:1 -10:1, uunissa on laite kuonan poispäästämiseksi kuonakerroksen pohjaosasta ja uuniin on muodostettu vastaanottaja, joka on yhteydessä kuilun sisätilaan tiehyen välityksellä, joka on sijoitettu hormien tason alapuolelle, mutta yläpuolelle metallikiven tasoa kuilun sisällä sillä seurauksella, että kuonan taso vastaanottajassa määrää sulan tason kuilun sisällä.Slag can be bubbled under gas under reducing conditions by adding a sulfide removal phase, e.g., pyrite, pyrrotite, sulfide ore, and other substances during the reducing treatment, which promotes faster removal of non-volatile non-ferrous metals from the slag as sulfides, deeper denotation of slag This object is also achieved in a furnace for carrying out this pyrometallurgical process for processing heavy non-ferrous metal raw materials, the furnace comprising a shaft with a water jacket part in the middle and side flues for blowing gas into the melt, the shaft ending in a grate at the bottom and equipped with slag, metal rock and for discharging the crude metal having an opening at the top of the furnace shaft for introducing the charge and an outlet flue for removing gaseous melting products. According to the invention, the furnace is provided with cooled side flues arranged on a plane dividing the furnace shaft into two vertical parts, the ratio of top height to bottom height being 2: 1 to 10: 1, the furnace having a device for discharging slag from the bottom of the slag layer. in connection with the interior of the shaft via a duct located below the level of the flues but above the level of the metal rock inside the shaft, with the result that the level of slag in the receiver determines the molten level inside the shaft.
Tämä tekee mahdolliseksi toteuttaa sulatusprosessi jatkuvasti stationäärisissä olosuhteissa samalla, kun säilytetään kuplivan heterogeenisen sulakerroksen vakiokorkeus.This makes it possible to carry out the melting process continuously under stationary conditions while maintaining a constant height of the bubbling heterogeneous melt layer.
Uuniin voi sisältyä laite metallikiven ja/tai raakametallin poislaskemiseksi, joka laite on muodostettu siten, että vastaanottotila on yhteydessä kuilun sisätilaan tiehyen kautta, joka sijaitsee metallikiven tai raakametallin tason alapuolella kuilun sisällä, jolloin metallikiven määrä uunin sisällä pysyy vakiona läpi koko sulatusprosessin.The furnace may include a device for discharging metal rock and / or crude metal, the device being configured to communicate with the interior of the shaft through a duct located below the level of metal rock or raw metal within the shaft, keeping the amount of metal stone inside the furnace constant throughout the smelting process.
On hyödyllistä varustaa eri vaiheiden ulosottotilat kuumen- 68660 nuslaitteilla, millä vältetään sulakuoren muodostuminen sulatuspro-sessin pysäyttämisessä ja käynnistämisessä.It is useful to equip the outlet spaces of the different stages with heating devices, which avoids the formation of a molten shell in stopping and starting the melting process.
Sivuhormit voidaan varustaa holkeilla panoksen ja/tai polttoaineen syöttämiseksi niiden lävitse, mikä tekee mahdolliseksi hienojakoisten panosten käsittelyn.The side flues can be provided with sleeves for feeding the charge and / or fuel through them, which makes it possible to process the fine charges.
Vastaanottotilat metallikiven uloslaskemiseksi voivat olla varustetut laitteilla happea sisältävän kaasun syöttämiseksi metallikiven hapettamiseksi raakametalliksi ja aukolla, joka on sijoitettu metallikiven tasolle, kuonan poisvirtaamista varten.The receiving spaces for discharging the metal rock may be provided with means for supplying an oxygen-containing gas for oxidizing the metal rock to the raw metal and with an opening located at the level of the metal rock for draining the slag.
Kaikki tämä tekee mahdolliseksi raaka-aineiden sulatuksesta seurauksena olevan metallikiven jatkuvan konvertoinnin.All this makes it possible to continuously convert the metal rock resulting from the smelting of raw materials.
On hyödyllistä varustaa uuni laitteella metallikiven hapet-tamisella saadun raakametallin poislaskemiseksi, jona laitteena on vastaanottotila, joka on yhteydessä sen vastaanottotilan kanssa, joka on vastaanottotilana metallikiven ulospäästämiseksi, tiehyen kautta, joka on sijoitettu raakametallin tason alapuolelle, sillä seurauksella, että raakametallin taso vastaanottotilassa määrää raakametallin tason kuilun sisällä ja metallikiven ulospäästämisvas-taanottotilan sisällä, mikä toteuttaa raakametallin suoran valmistuksen yhdessä prosessivaiheessa.It is advantageous to equip the furnace with a device for discharging crude metal obtained by oxidizing a metal stone, the device having a receiving space communicating with a receiving space as a receiving space for discharging the metal rock through a duct located below the crude metal level, with the result that the crude metal level in the receiving space inside the level gap and inside the metal rock discharge receiving space, which implements the direct production of the crude metal in one process step.
Kuonan paikallisen pelkistyskäsittelyn organisoimiseksi voidaan uuniin asentaa pystysuora välisenä ja järjestää tämä kuilun sisälle sillä tavoin, että kuilun sisäpuoli metallikivikerrokseen saakka jakaantuu kahdeksi toistensa kanssa yhteydessä olevaksi kammioksi, ensimmäiseksi ja toiseksi kammioksi, jolloin panos sulatetaan ja sulatustuotteet muodostetaan ensimmäisessä kammiossa ja kuona pelkistetään ja denudoidaan (riisutaan) toisessa kammiossa, jolloin molemmissa kammioissa on yksilölliset laitteet kaasumaisten sulatustuotteiden poistamiseksi.In order to organize the local reduction treatment of the slag, the furnace can be mounted vertically between and arranged inside the shaft in such a way that the inside of the shaft up to the metalstone layer is divided into two interconnected chambers, first and second chambers. ) in a second chamber, both chambers having individual devices for removing gaseous melting products.
Pystysuoran väliseinän käyttöikää voidaan lisätä tekemällä se rakenteeltaan jäähdytetyksi sillä vyöhykkeellä, jossa sula huuhtoo sitä.The service life of a vertical partition can be increased by making it structurally cooled in the zone where it is flushed by the melt.
Käytännössä on hyvä asentaa pystysuora jäähdytetty lisäväli-seinä toiseen kammioon sillä tavoin, että sen toinen pää sijaitsee metallikivessä ja toinen hormien yläpuolella.In practice, it is good to install a vertical cooled additional partition wall in the second chamber in such a way that one end is located in the metal stone and the other above the chimneys.
Tämä tekee mahdolliseksi saada aikaan kuonan suunnattu virtaus ensimmäisestä kammiosta toiseen kammioon.This makes it possible to provide a directed flow of slag from the first chamber to the second chamber.
6866068660
Kammio kuonan pelkistämiseksi ja riisumiseksi kuilun yläosassa voi olla varustettu aukolla pelkistävän aineen ja/tai sulfidi-aineiden syöttämiseksi.A chamber for reducing and removing slag at the top of the shaft may be provided with an opening for the supply of reducing agent and / or sulphide substances.
Uuni voi myös olla varustettu laitteella, jolla kuilun sisään puhalletaan happipitoista kaasua tai happea kaikkien niiden kaasumaisten tuotteiden tehokkaan hapettamisen varmistamiseksi, joita on tuloksena sulatusprosessista, joka laite on asennettu kuilun vesivaippaisen osan yläosaan olennaisesti keskelle kuilun korkeus-suuntaa.The furnace may also be provided with a device for blowing oxygen-containing gas or oxygen into the shaft to ensure efficient oxidation of all gaseous products resulting from the smelting process installed at the top of the water jacketed portion of the shaft substantially in the height direction of the shaft.
Keksinnön nämä ja muita kohteita ja piirteitä ilmenee helposti sen suoritusmuodosta, jota seuraavassa esimerkkinä selitetään oheisiin piirustuksiin liittyen.These and other objects and features of the invention will be readily apparent from an embodiment thereof, which will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings.
Kuvio 1 on kaaviollinen poikkileikkauskuva keksinnön mukaisesta uunista pyrometallurgista menetelmää varten raskaiden ei-rau-tametallien raaka-aineiden käsittelemiseksi.Figure 1 is a schematic cross-sectional view of a furnace for a pyrometallurgical process for treating heavy non-ferrous metal raw materials according to the invention.
Kuvio 2 on kaaviollinen pituus leikkauskuva keksinnön mukaisesta uunista ilman pelkistävää ensimmäistä kammiota.Figure 2 is a schematic longitudinal sectional view of a furnace according to the invention without a reducing first chamber.
Kuvio 3 on kaaviollinen pituus leikkauskuva keksinnön mukai sesta uunista, jossa on pelkistyskammio ja vastaanottotila 17, jota käytetään metallikiven konvertoimiseksi.Fig. 3 is a schematic longitudinal sectional view of a furnace according to the invention with a reduction chamber and a receiving space 17 used for converting a metal rock.
Kuvio 4 on kaaviollinen isometrinen projektio keksinnön mukaisesta uunista.Figure 4 is a schematic isometric projection of an oven according to the invention.
Esillä oleva keksintö koostuu olennaisesti seuraavasta.The present invention essentially consists of the following.
Happea sisältävää kaasua 1 (kuvio 1), jossa on yli 35 % hap- 3 pea, puhalletaan paineella noin 1 atm noin 200 - 2 000 m /h (STP) sulan aineen vaakasuoran poikkileikkauksen neliömetriä kohden tasolle, joka on likimain 300-400 mm sulan kuonan, jonka kokonaissyvyys on 2,0 - 2,5 m, tyynen massan ylätason 2 (kuvio 3) alapuolella. Happea sisältävä kaasu 1 (kuvio 1) kuplittaa sulan yläosan, hämmentää sitä voimakkaasti ja synnyttää kaasulla kyllästetyn kerroksen heterogeenista sulaa 3, jonka korkeus on 1,5 - 2,5 m ja joka koostuu pääasiallisesti kuonasta, jossa on noin 10-30 tilavuus-% sulfidisulkeu-mia ja joka tarvittaessa sisältää hiiltä ja koksia. Happea sisältävä kaasu 1 (kuvio 1) kupliessaan läpi heterogeenisen sulakerroksen 3 on vuorovaikutuksessa ensi sijassa sulfidien ja/tai hiilen kanssa synnyttääkseen tasaisesti läpi koko yläkerroksen tarpeellisen lämmön sulattamaan panoksen ja kuumentamaan tuloksena olevan sulan. Johtuen voimakkaasta hämmentämisestä sulfidipisarat kuplivassa yläkerrok- 1 o 68 6 6 0 sessa törmäävät jatkuvasti ja kasaantuvat saaden riittävän koon putoamista varten pois yläkerroksesta ja painuvat nopeasti pohjalle.Oxygen-containing gas 1 (Fig. 1) with more than 35% oxygen is blown at a pressure of about 1 atm about 200 to 2,000 m / h (STP) per square meter of horizontal cross-section of the molten material to a level of about 300-400 mm molten slag with a total depth of 2.0 to 2.5 m, below the upper level 2 of the Pacific pulp (Fig. 3). The oxygen-containing gas 1 (Fig. 1) bubbles the upper part of the melt, confuses it strongly and generates a gas-saturated layer of heterogeneous melt 3 with a height of 1.5 to 2.5 m and consisting mainly of slag with about 10-30% by volume. sulphide seals and containing carbon and coke if necessary. The oxygen-containing gas 1 (Fig. 1), when bubbling through the heterogeneous melt layer 3, interacts primarily with sulfides and / or carbon to uniformly generate the necessary heat throughout the upper layer to melt the charge and heat the resulting melt. Due to the strong agitation, the sulphide droplets in the bubbling upper layer collide continuously and accumulate, getting enough size to fall out of the upper layer and quickly sink to the bottom.
Panos, joka koostuu vaahdotuskonsentraatista tai kappaleises-ta malmista ja flussista yhdessä hiilipitoisen polttoaineen kanssa tai ilman polttoainetta syötetään ylhäältä tai puhalletaan yhdessä kaasun kanssa kuplivaan yläkerrokseen ja jakaantuu tasaisesti läpi mainitun kerroksen, kun sitä hämmennetään. Sulfidit dissosioituvat, sulavat ja ovat vuorovaikutuksessa puhalluksen ja kuonan hapen kanssa, mikä laskee magnetiitin ja hyödyllisten komponenttien pitoisuutta kuonassa. Kvartsi ja muut panoksen vaikeasti sulatettavat komponentit liukenevat nopeasti kuonan voimakkaan hämmennyksen aikana, täten tulee optimaalinen kuonakoostumus ylläpidetyksi kautta sulan koko massan.A charge consisting of flotation concentrate or lump ore and flux with or without carbonaceous fuel is fed from above or blown together with gas into a bubbling top layer and is evenly distributed through said layer when agitated. Sulfides dissociate, melt, and interact with blast and slag oxygen, which lowers the concentration of magnetite and beneficial components in the slag. Quartz and other difficult-to-melt components of the charge dissolve rapidly during intense agitation of the slag, thus maintaining an optimal slag composition throughout the molten mass.
Hienoja pisaroita sulfideja pysyy pitkän aikaa sulan hämmennetyssä osassa, mikä varmistaa hapen täydellisen assimiloitumisen ja tarkoitetun rikinpoiston saavuttamisen. Rinnan sulfidien hapet-tamisen kanssa tapahtuu sulfidipisaroiden koon kasvua kuonassa. Suurilla sulilla sulfidipisaroilla on suurempi vajoamisnopeus ja ne nopeasti ohittavat kuonan tyynen kerroksen happipitoisen kaasun pu-hallustason alapuolella kokoontuen hienoiksi sulfidisulkeumiksi ne tapaavat toisensa kulkutiellään ja lopuksi muodostavat pohjafaasin.Fine droplets of sulfides remain in the agitated part of the melt for a long time, ensuring complete assimilation of oxygen and achievement of the intended desulfurization. Along with the oxidation of sulfides, there is an increase in the size of sulfide droplets in the slag. Large molten sulfide droplets have a higher rate of subsidence and quickly bypass the slag below the blowing level of the oxygen-containing gas in the Pacific layer, assembling into fine sulfide inclusions, they meet each other in their path and eventually form the bottom phase.
Kuonaa ajetaan jatkuvasti ulos kuonan tyynen kerroksen 4 pohjaosasta. Tämän johdosta koko kuona asteittain liikkuu ylhäältä alaspäin, välin kulkuun kuluu 2-4 h, ja kuona tulee ikään kuin pestyksi metallikivi- ja raakametallipisaroiden suihkulla, joita muodostuu sulan yläosassa, mikä virtausorganisaatio estää käsittelemättömän, ei-rautametalleista rikkaan kuonan nopean poistumisen uunista. Sen jälkeen, kun kuonasta on erotettu sulfidifaasi ja raakametalli sitä voidaan kuplittaa pelkistävällä kaasulla kiinteän pelkistävän aineen tai sulfidoivan faasin läsnäollessa sinkin ja muiden helposti haihtuvien komponenttien haihduttamiseksi ja kuonan syvän riisumisen (denudaatio) aikaansaamiseksi. Sulfidi- ja metallinen pohjafaasi kuonan riisumisesta voidaan poistaa joko yhdessä primäärisen pohja-faasin kanssa taikka erikseen.The slag is continuously driven out of the bottom of the Pacific layer 4 of the slag. As a result, the entire slag gradually moves from top to bottom, the interval takes 2-4 h, and the slag is as if washed with a jet of metal rock and crude metal droplets formed at the top of the melt, preventing the untreated, non-ferrous metal-rich slag from rapidly leaving the furnace. After the sulfide phase and the crude metal are separated from the slag, it can be bubbled with a reducing gas in the presence of a solid reducing agent or sulfiding phase to evaporate the zinc and other volatile components and provide deep stripping of the slag. The sulfide and metallic bottom phase from the slag removal can be removed either together with the primary bottom phase or separately.
Kun primäärinen pohjafaasi on rikas metallikivi tai valkoki-vi, voidaan sulfidisula 5 hapettaa raakametalliksi taikka nikkeli-kupari-Bessemer -kiveksi erossa kosketuksesta hylkykuonaan, jossa hyödyllisten komponenttien pitoisuus on alhainen, mikä aikaansaa ei- 11 68660 rautametallien korkean suoran saannin ja estää kuonan rikastumisen hyödyllisillä komponenteilla.When the primary bottom phase is a rich metal rock or white rock, the sulfide melt 5 can be oxidized to crude metal or nickel-copper-Bessemer rock away from contact with waste slag with a low concentration of useful components, resulting in high direct yield of non-ferrous metals and preventing components.
Jos sulfidisulan 5 konvertointi antaa kuonaa, tämä kuona palautetaan heterogeenisen sulan 3 kuplivaan yläkerrokseen nestemäisessä tai kiinteässä muodossa denudaatiota varten.If the conversion of the sulphide melt 5 gives slag, this slag is returned to the bubbling upper layer of the heterogeneous melt 3 in liquid or solid form for denotation.
Täten on mahdollista yhdessä prosessissa täydellisesti jakaa raskaiden ei-rautametallien raaka-aineet raakametalliksi, runsaasti rikkipitoisten poistokaasujen muodossa olevaksi rikiksi, sublimaa-teiksi, joissa on pieni määrä primääripölyä ja jätekuonaksi, jossa hyödyllisten komponenttien pitoisuus on alhainen.Thus, in one process, it is possible to completely divide the raw materials of heavy non-ferrous metals into crude metal, sulfur in the form of high-sulfur exhaust gases, sublimates with a small amount of primary dust and waste slag with a low content of useful components.
Uuniin, jolla toteutetaan pyrometallurginen menetelmä raskaiden ei-rautametallien raaka-aineiden käsittelemiseksi, kuuluu kuilu 6, joka on varustettu vesijäähdytteisillä hormeilla 7, jotka on sijoitettu tasolle, joka jakaa kuilun 6 kahteen pystysuoraan osaan, jolloin yläosan korkeuden suhde alaosan korkeuteen on 2:1 - 10:1, laite kuonan poistamiseksi kuonakerroksen alaosasta, mitä laitetta nimitetään kuonasifoniksi, joka muodostuu vastaanottotilasta 8, joka on yhteydessä kuilun 6 sisätilaan tiehyen 9 kautta, joka on sijoitettu hormien 7 tason alapuolelle, mutta kuilun sisällä olevan metallikiven tason 10 yläpuolelle. Tämä uunimuoto muodostaa kuilulle 6 riittävän jatko-osan hormien 7 tason alapuolelle synnyttääkseen tyynen kuonan kerroksen, jossa kuona hitaasti liikkuu alaspäin niin, että varmistetaan kuonan tehokas erottaminen metallikivestä ja/tai raakametallipisaroista ja tulee mahdolliseksi ylläpitää sulan vakio-taso kuilun 6 sisällä samanaikaisesti, kun jatkuvasti syötetään panosta ja jatkuvasti poistetaan kuonaa. Kuilun 6 yläosa päättyy poistohormiin 11. Kuilun 6 yläosan poistohormin 11 ylävirtaan tulisi varmistaa ainakin sulan meno nousevaan kaasuvirtaukseen. Kuilun 6 keskiosa hormien 7 vyöhykkeellä on muodostettu vaipallisesta osasta 12. Kuilun 6 yläosa sulalla huuhdotun vaipallisen osan 12 yläpuolella voidaan rakentaa joko jäähdytetyistä elementeistä taikka tulenkestävästä aineesta.The furnace, which implements a pyrometallurgical process for processing heavy non-ferrous metal raw materials, comprises a shaft 6 provided with water-cooled flues 7 placed on a plane dividing the shaft 6 into two vertical parts, the ratio of the height of the top to the height of the bottom being 2: 1 - 10: 1, a device for removing slag from the lower part of the slag layer, called a slag siphon consisting of a receiving space 8 communicating with the interior of the shaft 6 via a duct 9 located below the level of the flues 7 but above the level 10 of the metal stone inside the shaft. This furnace shape forms a sufficient extension of the shaft 6 below the level of the flues 7 to create a layer of Pacific slag in which the slag slowly moves downwards to ensure effective separation of the slag from metal rock and / or crude metal droplets and to maintain a constant molten constant level within the shaft 6 feed is fed and slag is continuously removed. The upper part of the shaft 6 ends in the outlet flue 11. Upstream of the outlet flue 11 of the upper part of the shaft 6, at least the flow of the melt into the rising gas flow should be ensured. The central part of the shaft 6 in the zone of the flues 7 is formed by a jacketed part 12. The upper part of the shaft 6 above the melt-rinsed jacketed part 12 can be constructed of either cooled elements or a refractory material.
Osa kuilusta 6 hormien 7 alapuolella on tarkoitettu aikaansaamaan olosuhteet maksimaalisen suhteellisen osan metallikiveä tai raakametallin erottamiseksi kuonasta. Kuilun 6 lähellä hormeja 7 olevan osan yläpää on osa vaipattua osaa 12, kun taas kuilun pohjaosa ja arina ovat tulenkestävää tiiltä ja suojatut ulkopuolelta lisätyillä jäähdytetyillä levyillä (jätetty pois kuviosta) samalla ta- 12 68660 .voin kuin sähkölämpöuunit. Koska vaipat 14 vaipatussa osassa 12 ovat intensiivisesti huuhdotut hämmennetyllä heterogeenisella sulalla 3, ne on suunniteltu raskaiksi osiksi riittävästi lämpöäjohtavasti aineesta, esimerkiksi kuparista, mikä varmistaa lämmön tehokkaan poiston. Hormien 7 päät, jotka ulottuvat sulaan, on jäähdytettävä samalla intensiteetillä kuin vaipallisen osan 12 vaipat 14.Part of the shaft 6 below the flues 7 is intended to provide the conditions for separating the maximum relative part of the metal rock or crude metal from the slag. The upper end of the part of the shaft 6 near the flues 7 is part of the sheathed part 12, while the bottom part of the shaft and the grate are made of refractory brick and protected from the outside by added cooled plates (omitted from the figure) at the same time as electric furnaces. Because the sheaths 14 in the sheathed portion 12 are intensively rinsed with the agitated heterogeneous melt 3, they are designed as heavy portions of a sufficiently thermally conductive material, such as copper, to ensure efficient heat removal. The ends of the flues 7, which extend into the melt, must be cooled with the same intensity as the casings 14 of the jacketed part 12.
Aukko 15 on sijoitettu kuilun 6 yläosaan eli uunin kattoon panoksen ja polttoaineen syöttämistä varten, panos syötetään esimerkiksi hihnakuljettimen (jätetty pois kuviosta) avulla.The opening 15 is placed in the upper part of the shaft 6, i.e. in the roof of the furnace, for the supply of the charge and the fuel, the charge is fed, for example, by means of a belt conveyor (omitted from the figure).
Jotta tehtäisiin mahdolliseksi jauhennetun kuivan aineen syöttäminen kuiluun 6, on hormit 7 varustettu lisäholkeilla 16, joiden avulla mainitut aineet, pneumaattisilla kuljetusvälineillä, viedään sulaan, mikä vähentää pölyn mukaantuloa. Kuilusta 6 poisvievän tiehyen 9 katto ja ulkopuolisen vastaanottotilan 8 seinät kuonan sulan tasolla 2 on rakennettu jäähdytetyistä vaipoista, jotta vältettäisiin tulenkestävien aineiden liukeneminen virtaavaan kuonaan. Ulkopuolisessa vastaanottotilassa 8 on aukko (ei näy kuvassa) asetalta-valla tasolla kuonan poistamiseksi, mikä tekee mahdolliseksi asetella sulan tasoa kuilun 6 sisällä. Laite, jolla otetaan ulos metalli- kivi ja/tai raakametalli, nimeltään metallikivisifoni, on ulkopuolinen vastaanottotila 17 tulenkestävästä aineesta, joka tila on yhteydessä kuilun 6 sisätilaan tiehyellä 18, joka on sijoitettu kuilun 6 sisällä olevan metallikiven tason 10 alapuolelle. Ulkopuolisessa vastaanottotilassa 17 on aukko 19 (kuvio 4), jolla on aseteltava taso, metallikiven tai raakametallin poisjohtamiseksi, mikä tekee mahdolliseksi sen tason 10 säätelyn, jolla metallikivi ja/tai raakametalli on kuilun 6 sisällä. Kun metallikivi tai valkokivi kuilusta 6 on korkealaatuista, voi ulkopuolinen vastaanottotila 17 (kuvio 3) olla varustettu laitteella 20 happeasisältävän kaasun syöttämiseksi hapettamaan metallikivi raakametalliksi. Vastaanottotilan 17 seinässä on metallikiven pinnan tasolla aukko 21 konvertoinnista tuloksena olevan kuonan poistamiseksi. Kaasut metallikiven konvertoinnista vastaanottotilassa 17 poistetaan poistohormiin 11 poistohormin 22 kautta, yhdistettyinä kaasuihin sulatus- ja hapettamis-prosessista ja suunnattuna yhteiseen kaiken sen rikin talteenottoon, joka uuniin panostetaan sulfideina.In order to enable the powdered dry matter to be fed into the shaft 6, the flues 7 are provided with additional sleeves 16 by means of which said substances, by pneumatic conveying means, are introduced into the melt, which reduces the ingress of dust. The roof of the duct 9 leading out of the shaft 6 and the walls of the external receiving space 8 in the slag melt level 2 are constructed of cooled jackets in order to avoid the dissolution of refractory substances in the flowing slag. The external receiving space 8 has an opening (not shown) in an adjustable plane for removing slag, which makes it possible to adjust the level of melt inside the shaft 6. The device for extracting metal rock and / or raw metal, called metal rock siphon, is an external receiving space 17 of refractory material which communicates with the interior of the shaft 6 by a duct 18 located below the level 10 of the metal stone inside the shaft 6. The external receiving space 17 has an opening 19 (Fig. 4) with an adjustable level for discharging the metal stone or raw metal, which makes it possible to control the level 10 at which the metal stone and / or the raw metal is inside the shaft 6. When the metal stone or white stone from the shaft 6 is of high quality, the external receiving space 17 (Fig. 3) may be provided with a device 20 for supplying an oxygen-containing gas to oxidize the metal stone to a crude metal. At the level of the surface of the metal stone, there is an opening 21 in the wall of the receiving space 17 to remove the slag resulting from the conversion. The gases from the conversion of the metal rock in the receiving space 17 are removed to the outlet flue 11 via the outlet flue 22, combined with the gases from the smelting and oxidation process and directed to the joint recovery of all the sulfur charged to the furnace as sulphides.
Uuni on varustettu ulkopuolisella vastaanottotilalla 23, joka on yhteydessä vastaanottotilan 17 sisätilaan tiehyen 24 kautta, 13 68660 joka on sijoitettu kuilun 6 sisällä olevan raakametallin tason 25 alapuolelle, mainitussa konvertoinnissa saadun raakametallin poistamiseksi .The furnace is provided with an external receiving space 23 which communicates with the interior of the receiving space 17 via a duct 24, 13 68660 located below the level 25 of crude metal inside the shaft 6, to remove the crude metal obtained in said conversion.
Jotta estettäisiin kiinteän karstan muodostuminen sulan pinnan jäähtyessä vastaanottotiloissa, jotka ovat tarkoitetut nestemäisten sulatustuotteiden poistamiseen, vastaanottotilat 8, 17, 23 sulien poistamiseksi kuilusta 6 voivat olla varustetut laitteella polttoaineen polttamiseksi ja siten mainittujen vastaanottotilojen ja sulien kuumentamiseksi (ei esitetty kuviossa).In order to prevent the formation of a solid scale when the molten surface cools in the receiving spaces for removing liquid melting products, the receiving spaces 8, 17, 23 for removing melt from the shaft 6 may be provided with a device for burning fuel and thus heating said receiving spaces and melt (not shown).
Kun kuonan sinkki- ja muiden aineiden pitoisuus, jotka pyrkivät haihtumaan pelkistävissä olosuhteissa, on suuri, kuilu 6 on jaettu pystysuoralla väliseinällä 26, joka päättyy hormien 7 tason alapuolelle, mutta metallikiven tason 10 yläpuolelle ja joka jakaa kuilun 6 sisätilan ensimmäiseen kammioon 27 ja toiseen kammioon 28, jolloin panos sulatetaan ja sulatustuotteet muodostetaan ensimmäisessä kammiossa 27 ja tuloksena oleva kuona pelkistetään kemiallisesti ja käsitellään riisuvasti hyödyllisten komponenttien pitoisuuden alentamiseksi toisessa kammiossa 28. Väliseinän 26 alaosan tulee olla jäähdytettyä rakennetta pitkän käyttöiän varmistamiseksi intensiivisesti hämmennetyssä heterogeenisessa sulassa 3. Jotta aikaansaataisiin pakotettu kuonan virtaus ensimmäisen (sulatus) kammion 27 pohjaosasta sulan kuplivaan yläosaan 29 toisessa (pelkistys) kammiossa 28, on toinen pystysuora välisenä 30 asennettu toisen (pelkistys) kammion 28 pohjaosaan sillä tavoin, että sen yksi pää on sulan sisällä hormien 7 tason yläpuolella ja toinen pää saavuttaa metallikiven tason 10.When the concentration of zinc and other substances in the slag, which tend to evaporate under reducing conditions, is high, the gap 6 is divided by a vertical partition 26 ending below the level of the flues 7 but above the level of the metal stone 10 and dividing the interior of the shaft 6 into a first chamber 27 and a second chamber. 28, wherein the charge is melted and the melt products are formed in the first chamber 27 and the resulting slag is chemically reduced and stripped to reduce the concentration of useful components in the second chamber 28. The lower portion of the septum 26 must be cooled to ensure long life in an intensely agitated heterogeneous melt. (melting) from the bottom of the chamber 27 to the bubbling upper part 29 of the melt in the second (reduction) chamber 28, a second vertical intermediate 30 is mounted in the bottom of the second (reduction) chamber 28 in such a way that one end is inside the melt above the level of the flues 7 and the other end reaches the level 10 of the metal stone.
Toisen (pelkistys) kammion 28 yläosaan taikka uunin kattoon on sijoitettu aukko 31 kappaleisen pelkistysaineen tai sulfidiai-neiden syöttämiseksi kuonan riisumista (denudaatio) varten. Mainitut aineet voidaan kuljettaa panostusaukkoon 31 esimerkiksi hihnakul-jettimen (ei esitetty piirustuksessa) avulla. Kammiot 27 ja 28 on varustettu yksilöllisillä poistohormeilla 11 ja 32 tarkoituksella tehdä mahdolliseksi niistä tulevien kaasumaisten sulatustuotteiden erillinen hyväksikäyttö.An opening 31 is provided in the upper part of the second (reduction) chamber 28 or in the roof of the furnace for the supply of 31 reducing agents or sulphide substances for the removal of slag. Said substances can be conveyed to the loading opening 31, for example by means of a belt conveyor (not shown in the drawing). Chambers 27 and 28 are provided with individual discharge ducts 11 and 32 for the purpose of enabling the separate utilization of the gaseous melting products derived therefrom.
Vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa kammio 28 kuonan pelkistämiseksi ja riisumiseksi voi hormien 7 sijasta olla varustettu polttimilla luonnankaasun polttamiseksi (jätetty pois kuviosta), mikä tekee mahdolliseksi puhaltaa kuumia kaasuja sulaan vapaan ha- 1" 68660 pen vähimmällä pitoisuudella ja siten parantaa pelkistysprosessin tehokkuutta. Vaipatun osan 12 yläosa voi olla varustettu aukoilla 33 happea sisältävän kaasun syöttämiseksi käyttämättömien pelkistys-kaasujen polttamiseksi ja haihtuneiden metallien hapettamiseksi.In an alternative embodiment, the chamber 28 for slag reduction and stripping may be provided with burners for burning natural gas (omitted) instead of flues 7, allowing hot gases to be blown at a minimum concentration of molten free acid and thus improving the efficiency of the reduction process. be provided with openings 33 for supplying an oxygen-containing gas for burning unused reduction gases and for oxidizing the evaporated metals.
Sulatus voidaan aloittaa kahdella tavalla. Ensimmäisessä menettelyssä kuuma nestemäinen metallikivi tai kuona kaadetaan vastaanottotilan 8 tai 17 kautta, hormien 7 tasolla uuniin, joka on esikuumennettu likimain lämpötilaan 1 150-1 200°C sifonien kuumen-nuslaitteilla (ei esitetty kuviossa) ja puhaltamalla polttoaine yhdessä happea sisältävän kaasun kanssa hormien 7 kautta. Panostus aloitetaan, kun loiskuvat olosuhteet on muodostettu kuilun 6 sisälle puhaltamalla happeasisältävää kaasua hormien 7 kautta. Kun kuona ja metallikivi sulaa, asianomaiset sulat vastaanottotiloissa 8 ja 17 saavuttavat poistotasot ja alkavat virrata jatkuvasti ulos uunista, mikä merkitsee stationääristen prosessiolosuhteiden alkamista.Defrosting can be started in two ways. In the first procedure, hot liquid metal rock or slag is poured through the receiving space 8 or 17, at the level of the flues 7, into a furnace preheated to approximately 1,150-1,200 ° C by siphon heating devices (not shown) and blowing the fuel together with oxygen-containing gas through. The charge is started when the splashing conditions have been formed inside the shaft 6 by blowing oxygen-containing gas through the flues 7. As the slag and metal rock melt, the respective melts in the receiving spaces 8 and 17 reach the discharge levels and begin to flow continuously out of the furnace, which means the onset of stationary process conditions.
Sulan kuonan ja metallikiven poissaollessa uuni voidaan käynnistää sulattamalla vain kiinteitä aineita. Silloin on suositeltavaa sulattaa kylpy hormien 7 tasolle käyttämällä kiinteää metalli-. kiveä tai puhdasta sulfidiainetta, jotka ovat helposti sulavia. Kylvyn sulattamiseen tarpeellinen lämpö synnytetään polttamalla hiili-pitoista polttoainetta, joka syötetään yhdessä panoksen kanssa tai suihkutetaan hormien 7 kautta.In the absence of molten slag and metal rock, the furnace can be started by melting only solids. It is then recommended to melt the bath flues to 7 levels using a solid metal. stone or pure sulphide material which are easily digestible. The heat required to melt the bath is generated by burning carbonaceous fuel, which is fed together with the charge or injected through the flues 7.
Keksinnön luonteen ja sen kohteiden täydellisempää ymmärtämistä varten selitetään seuraavassa sen yksityiskohtaisia esimerkkejä.For a more complete understanding of the nature of the invention and its objects, detailed examples thereof will be explained below.
Esimerkki 1Example 1
Kuparisulfidipanos sen sulattamiseksi sulassa väliaineessa koostuu malmikappaleista, joiden läpimitat ovat aina 100 mm saakka, vaahdotuskonsentraatista ja hiekkakivestä kappaleina aina 50 mm läpimittaan saakka, minkä panoksen kosteuspitoisuus on olennaisesti 7 % ja likimääräinen kemiallinen koostumus kuiva-aineina: kuparia 20 %, rautaa 20 %, rikkiä 22 %, SiO^ 17 %, erilaisia muita aineita 12 %. Tämä panos syötetään jatkuvasti uunin kuiluun 6 aukon 15 kautta esimerkiksi 1 600 t/24 h tai 66,6 t/h. Panos kuljetetaan panos-tusaukkoon 15 hihnakuljettimilla, joilla se sekoitetaan purkamalla vastaavat määrät raaka-aineita bunkkereista, jotka on varustettu 15 68660 punnitsemis- ja annostus- (mittaus-) laitteilla (ei esitetty piirustuksessa). Panos putoaa heterogeenisen sulan 3 kuplivaan yläkerrokseen, kuumenee ja sulaa tässä. Johtuen sulan intensitiivises-tä hämmentämisestä ja panoksen kovien komponenttien suurista liuke-nemisnopeuksista sulaksi, kuonan muodostumisesta ja sulfidin hapettumisesta, on uunin tehokkuus sulattamisessa sulaksi aineeksi liki-main 80 t/m . 24 h kuilun 7 vaakasuoralle poikkileikkaukselle hormien 7 vyöhykkeessä, mikä on 2,5 x 8 m. Kun kuilu 6 on karkeasti 7 m korkea, uunin tehokkuus tilavuusyksikköä kohden on likimain 3 11 t/m · 24 h. Sulfidien hapettamiseksi ja sulan lämmittämiseksi lämpötilaan 1 350°C ja 50-%:isen kuparikiven saamiseksi puhalletaan hormien 7 kautta sulaan ilma-happiseosta, jossa on noin 60 % happea, ja luonnonkaasua. Ottaen huomioon raaka-aineet ja lämpötasapaino, . 3 uunin kuiluun syötetään hormien 7 kautta 2 100 m /h (STP) luonnonkaasua paineella 1,3 atm, 1 0 500 m^/h(STP) kaupallista happea ja 1 0 900 m /h(STP) ilmaa paineella 1,0 atm. Mainittu seos puhalletaan hormien 7 kautta nopeudella olennaisesti lähellä 230 m/s. Johtuen korkeampien sulfidien dissosiaatiosta kautta heterogeenisen sulan 3 koko hämmennetyn kerroksen, rautasulfidi ei ainoastaan kulje yli metal-likiven, vaan myös liukenee kuonaan. Happi reagoi metallikiven rau-tasulfidin kanssa ja kuonan kanssa seuraavien reaktioiden mukaan: fFeSJ + 1,5 02 -> (FeO) + S02, (FeS) + 1,5 C>2 -> £F e Oj + S 0 2 , ja kuonassa olevan rautaoksidin kanssa 3 (FeO) + 0,5 02 -> (Fe^)The copper sulphide charge for melting it in a molten medium consists of ore bodies up to 100 mm in diameter, flotation concentrate and sandstone in pieces up to 50 mm in diameter, with a moisture content of substantially 7% and an approximate chemical composition of 20% dry matter, copper: 20%, 22%, SiO 2 17%, various other substances 12%. This charge is continuously fed into the shaft 6 of the furnace through the opening 15, for example 1,600 t / 24 h or 66.6 t / h. The batch is conveyed to the batch port 15 by belt conveyors, by which it is mixed by unloading corresponding amounts of raw materials from bunkers equipped with 15,68660 weighing and dosing (measuring) devices (not shown in the drawing). The charge falls into the 3 bubbling upper layer of the heterogeneous melt, heats up and melts here. Due to the intense agitation of the melt and the high dissolution rates of the hard components of the charge into the melt, the formation of slag and the oxidation of the sulfide, the efficiency of the furnace in melting into the molten material is approximately 80 t / m. 24 h for the horizontal cross section of the shaft 7 in the zone of the flues 7, which is 2.5 x 8 m. When the shaft 6 is roughly 7 m high, the furnace efficiency per unit volume is approximately 3 11 t / m · 24 h. For oxidizing sulphides and heating the melt to 1 To obtain 350 ° C and 50% copper rock, a molten mixture of air-oxygen with about 60% oxygen and natural gas is blown through the flues 7. Taking into account raw materials and thermal balance,. 2 100 m / h (STP) of natural gas at a pressure of 1.3 atm, 1 0 500 m ^ / h (STP) of commercial oxygen and 1 0 900 m / h (STP) of air at a pressure of 1.0 atm are fed into the shaft of the 3 furnaces through flues 7 . Said mixture is blown through the flues 7 at a speed substantially close to 230 m / s. Due to the dissociation of the higher sulfides through the entire agitated layer of the heterogeneous melt 3, the iron sulfide not only passes over the metal liquor but also dissolves in the slag. Oxygen reacts with iron sulphide and slag of the metal rock according to the following reactions: fFeSJ + 1.5 02 -> (FeO) + SO2, (FeS) + 1.5 C> 2 -> £ F e Oj + S 0 2, and with iron oxide in slag 3 (FeO) + 0.5 02 -> (Fe ^)
Johtuen rikin suuresta konsentraatiosta ja sen suuresta aktiviteetistä, ei tapahdu käytännöllisesti lainkaan kuonassa olevien kuparisulfidien hapettumista. Tätä edistävänä tekijänä on myös rikin kehittyminen magnetiitin ja rautasulfidin keskinäisestä vaikutuksesta seuraavien reaktioiden mukaan: 2 (Fe304) + 2 £FeSJ ->8 (FeO) + S2 3 (Fe 0) + fFeSj ->10 (FeO) + S02Due to the high concentration of sulfur and its high activity, there is virtually no oxidation of the copper sulfides in the slag. The development of sulfur by the interaction of magnetite and iron sulphide according to the following reactions is also a contributing factor: 2 (Fe304) + 2 £ FeSJ -> 8 (FeO) + S2 3 (Fe 0) + fFeSj -> 10 (FeO) + SO 2
Sulan metallikiven pisarat kokoontuvat, putoavat pois kuplivasta heterogeenisesta sulasta, kulkevat läpi tyynen kuonan 4 ja muodostavat pohjakerroksen metallikiven 5. Koska mainittu kerros tie- 16 68660 hyen 18 kautta on yhteydessä metallikivellä poistotasoon täytetyn vastaanottotilan 17 kanssa, metallikiven lisämäärän muodostuminen johtaa siihen, että kuilusta poistuu vastaava määrä metallikiveä, karkeasti 26,5 t/h, lämpötilassa noin 1 200°C.Drops of molten metal rock collect, fall out of the bubbling heterogeneous melt, pass through the Pacific slag 4 and form a base layer of metal stone 5. Since said layer communicates with the receiving space 17 filled with the metal stone in the discharge plane through the road 18, an additional amount of metal stone is removed from the shaft. an equivalent amount of metal rock, roughly 26.5 t / h, at a temperature of about 1,200 ° C.
Kun kuona kerääntyy heterogeenisen sulan 3 kerrokseen kuilun 6 sisällä ja sen taso nousee, vastaava määrä kuonaa virtaa kuonan tyynen kerroksen 4 alaosasta pitkin tiehyttä 9 onteloon 8 ja tulee jatkuvasti poistetuksi kuonasifonista, kun sen taso 2 vastaanottotilassa 8 nousee sen tason yläpuolelle, joka on aseteltu kuonan poistolle. Täten uunin sisällä ylläpidetään stationääriset olosuhteet, jotka edistävät kuonan muodostamista, jossa on 32 % SiO^, 5 % (ei enempää) Fe^O^ ja 0,4 % Cu, 64 t 24 h:ssa tai 26,7 t/h lämpötilassa 1 250 - 1 300°C.As the slag accumulates in the heterogeneous melt 3 layer inside the shaft 6 and its level rises, a corresponding amount of slag flows from the lower part of the slag Pacific layer 4 along the duct 9 to the cavity 8 and is continuously removed from the slag siphon when its level 2 in the receiving space 8 rises above the level erasure. Thus, stationary conditions are maintained inside the furnace that promote the formation of slag with 32% SiO 2, 5% (no more) Fe 2 O 2 and 0.4% Cu, 64 h at 24 h or 26.7 t / h 1,250-1,300 ° C.
33
Tuloksena olevat kaasut, joiden määrä on noin 18 000 m /h (STP) , joiden lämpötila on noin 1 300°C ja jotka sisältävät likimain 40 % SC^, poistetaan uunin kuilusta 6 poistohormin 11 kautta; pölyn ja sularoiskeiden määrä, joka menee mukaan mainittuihin kaasuihin, on keskimäärin 1 paino-% panoksesta. Kuparin saanto metal-likiveen on likimain 98,5 %.The resulting gases of about 18,000 m / h (STP), having a temperature of about 1,300 ° C and containing approximately 40% SC 2, are removed from the furnace shaft 6 through an outlet flue 11; the amount of dust and melt splashes entering said gases is on average 1% by weight of the charge. The yield of copper in the metal liquor is approximately 98.5%.
Sulan lämpötilaa voidaan säädellä vaihtelemalla puhalletun luonnonkaasun määrää taikka happipitoisuutta happeasisältävässä kaasussa samalla, kun pidetään muuttumattomana tämän kokonaismäärä sekä metallikiven koostumuksen että rikinpoiston stabiloimiseksi.The melt temperature can be controlled by varying the amount of blown natural gas or the oxygen content in the oxygen-containing gas while keeping its total amount constant to stabilize both the composition and desulfurization of the metal rock.
Esimerkki 2Example 2
Panos, jonka määrä on noin 1 200 t 24 h:ssa tai 50 t/h, jonka kosteuspitoisuus on 6 % ja joka koostuu 1 000 t:sta kupari-sinkki -konsentraattia, jossa on 19 % kuparia, 30 % rautaa, 5,5 % sinkkiä, 36,7 % rikkiä ja 200 t:sta kvartsitlussia, joka sisältää 79 %A batch of about 1,200 t in 24 h or 50 t / h with a moisture content of 6% and consisting of 1,000 t of copper-zinc concentrate with 19% copper, 30% iron, 5, 5% zinc, 36.7% sulfur and 200 t of quartz lusce containing 79%
Si0o, syötetään aukon 15 lävitse kuilun 6 sulatuskammioon 27 arinan z 2 pinnan alan ollessa 20 m .Si0o, is fed through the opening 15 into the melting chamber 27 of the shaft 6 with a surface area of the grate z 2 of 20 m.
Happea sisältävää kaasua, jossa on 90 % happea, puhalletaan hormien 7 kautta heterogeeniseen kuplivaan sulaan 3 12 000 m /h (STP). Silloin muodostuu sulatuskammioon 27 metallikivi, jossa on noin 75 % kuparia, samalla kun synnytetyn lämmön määrä on aivan riittävä panoksen autogeeniseen sulattamiseen. Metallikivi virtaa pitkin tiehyttä 18 vastaanottotilaan 17, missä se hapetetaan laitteen 20 avulla, joka puhaltaa happea sisältävää kaasua paineella 5 atm, raakakupariksi 34, joka laskeutuu pohjaan, virtaa tiehyen 24 17 68660 kautta vastaanottotilaan 23 ja poistetaan uunista.· Metallikiven ha-pettamisesta tuloksena oleva kuona poistetaan vastaanottotilasta 17 aukon 21 kautta ja palautetaan kiinteänä panoskomponenttina heterogeenisen sulan kuplivaan kerrokseen 3 aukon 15 kautta. Rikkipitoinen kaasu metallikiven hapettamisesta vastaanottotilassa 17 johdetaan poistohormin 22 kautta hapetuskaasujen yhteiseen poitohormiin 11. Sulatuskammion 27 kuona, joka sisältää 10 % sinkkiä, 28 % SiO^ ja 1 % kuparia, virtaa väliseinien 26 ja 30 välissä kammion 28 kuplivaan kerrokseen 29 kuonan pelkistämistä ja denudaatiota varten. Happea sisältävää kaasua 1, jossa on 90 % happea, hiilijauhetta (-pölyä) puhalletaan kuilun 6 kammion 28 sisään läpi hormien 7 pa- 3 nostusholkkien 16 avulla määrät, jotka vastaavasti ovat 3 500 m /h (STP) ja 90 t/h tai 3,5 t/h.Oxygen-containing gas with 90% oxygen is blown through flues 7 into a heterogeneous bubbling melt 3 of 12,000 m / h (STP). A metal rock with about 75% copper is then formed in the melting chamber 27, while the amount of heat generated is quite sufficient to autogenously melt the charge. The metal rock flows along the duct 18 into the receiving space 17, where it is oxidized by means of a device 20 which blows oxygen-containing gas at a pressure of 5 atm, crude copper 34 which settles to the bottom, flows through the duct 24 17 68660 into the receiving space 23 and is removed from the furnace. the slag is removed from the receiving space 17 through the opening 21 and returned as a solid charge component to the bubbling layer 3 of the heterogeneous melt through the opening 15. Sulfur-containing gas from the oxidation of the metal rock in the receiving space 17 is led through a discharge flue 22 to a common flue of the oxidation gases 11. The slag of the smelting chamber 27 containing 10% zinc, 28% SiO 2 and 1% copper flows between the partitions 26 and 30 into the bubbling layer 29 of the slag . Oxygen-containing gas 1 with 90% oxygen, carbon powder (dust) is blown into the chamber 28 through the shaft 6 by means of the feed sleeves 16 of the flues 7 in amounts of 3,500 m / h (STP) and 90 t / h, respectively, or 3.5 t / h.
Kuonasta pelkistetty kupari vaipuu pisaroina pohjafaasiin, kun taas sinkki pelkistyy ja haihtuu 90-%:isesti kaasufaasiin. Happea sisältävää kaasua, jossa on 35 % happea, puhalletaan kammion 28 yläosaan aukon 33 lävitse 3 000 m^/h(STP) hapettamaan CO ja Zn SC^iksi ja ZnO:ksi. Sinkkioksidi kootaan pölynä, jossa on 65 % sinkkiä.The copper reduced from the slag sinks as droplets to the bottom phase, while the zinc is reduced and evaporates 90% to the gas phase. Oxygen-containing gas with 35% oxygen is blown into the top of chamber 28 through orifice 33 at 3,000 m 2 / h (STP) to oxidize CO and Zn to SC 2 and ZnO. Zinc oxide is collected as a dust containing 65% zinc.
Kammion 28 kuona, joka sisältää 0,3 % kuparia, 1,7 % sinkkiä ja 33 % SiOj virtaa vastaanottotilan 8 kautta ja poistetaan kuona-sankovaunuihin kuljetettavaksi kaatopaikalle (ei esitetty kuviossa).The slag from chamber 28 containing 0.3% copper, 1.7% zinc and 33% SiO 2 flows through the receiving space 8 and is removed to slag bucket wagons for transport to a landfill (not shown).
Täten edellä kuvattu menetelmä tekee mahdolliseksi yhdessä laitteistossa käsitellä kupari-sinkki-raaka-ainetta kuparin saannilla 98,5 % raakakuparia, rikin saannilla 95 % korkealaatuisiksi poistokaasuiksi ja sinkin saannilla 90 % sublimaateiksi.Thus, the method described above makes it possible to treat copper-zinc raw material in one apparatus with a copper yield of 98.5% crude copper, a sulfur yield of 95% to high quality exhaust gases and a zinc yield of 90% sublimate.
Esimerkki 3Example 3
Nikkelisulfidipanos, jonka kosteuspitoisuus on 6 %, joka koostuu nikkelikonsentraatista ja kvartsiflussista ja sisältää 9 % nikkeliä, 34 % rautaa, 32 % rikkiä, 14 % SiC^» 11 % erilaisia muita komponentteja, syötetään jatkuvasti aukon 15 kautta heterogeeniseen kuplivaan sulaan 3 1 300 t/24 h tai 54 t/h. Yhdessä panoksen kanssa syötetään myös 2 t/h hiiltä kappaleina, joiden mitat ovat aina 100 mm saakka. Happea sisältävää kaasua, jossa on 70 % happea, syötetään sulaan hormien 7 kautta.A nickel sulfide charge with a moisture content of 6%, consisting of nickel concentrate and quartz flux and containing 9% nickel, 34% iron, 32% sulfur, 14% SiO 2, 11% various other components, is continuously fed through orifice 15 into a heterogeneous bubbling melt 3 1,300 t / 24 h or 54 t / h. Together with the charge, 2 t / h of coal is also fed in pieces with dimensions up to 100 mm. Oxygen-containing gas with 70% oxygen is fed to the melt through flues 7.
Hapen reaktio sulfidien ja hiilen kanssa sulassa pitää lämpötilan noin 1 350°C ja tuloksena on nikkeli-Bessemer -metallikiven '? muodostuminen nikkelin talteensaannilla Bessemer-metallikiveen 97 %, 18 6 8 6 6 0 joka metallikivi lasketaan pois uunista vastaanottotilan 17 kautta ja siirretään yhdessä sen mukana kulkevan koboltin (koboltin tal-teensaanti mainittuun metallikiveen on aina 75 % saakka) kanssa seu-raavaan prosessitoimintaan nikkelin ja koboltin erikseen erottamiseksi. Kuona, joka sisältää 36 % SiO^ ja 0,2 % nikkeliä, poistetaan kuonasifonista ja viedään kaatopaikalle. Kaasut, joissa lähtömäärä rikkiä on 85 %, johdetaan laitoksiin rikkihapon tuottamiseksi.The reaction of oxygen with sulfides and carbon in the melt maintains a temperature of about 1,350 ° C and results in a nickel-Bessemer metal rock '? formation by nickel recovery of Bessemer metal rock 97%, 18 6 8 6 6 0 which metal rock is discharged from the furnace through the receiving space 17 and transferred together with the accompanying cobalt (up to 75% recovery of cobalt to said metal rock) to the next process operation of nickel and to separate the cobalt separately. Slag containing 36% SiO 2 and 0.2% nickel is removed from the slag siphon and landfilled. Gases with an initial sulfur content of 85% are fed to plants to produce sulfuric acid.
Esimerkki 4Example 4
Sulfidi lyijy konsentraattia, joka sisältää 56,6 % lyijyä, >4,06 % sinkkiä, 0,65 % kuparia, 6,97 % rautaa, 12,56 % rikkiä ja 6 % kosteutta, syötetään jatkuvasti aukon 15 kautta kuilun 6 yläosasta sulatuskammioon 27, jonka vaakasuora poikkileikkaus on 2,5 x 8 m, likimain 1 000 t/24- h yhdessä 13,0 t kalkkikiven (CaO 53 %) ja 3 80 t hiiltä kanssa. Noin 12 000 m /h(STP) kaupallisen hapen ja ilman . seosta, joka sisältää 70 % happea, puhalletaan heterogeeniseen sulaan 3 hormien 7 kautta. Kuplivassa heterogeenisessa sulassa 3 kuona pidetään lämpötilassa 1 200 - 1 220°C.Sulphide lead concentrate containing 56.6% lead,> 4.06% zinc, 0.65% copper, 6.97% iron, 12.56% sulfur and 6% moisture is continuously fed through orifice 15 from the top of shaft 6 into the melting chamber 27 with a horizontal cross-section of 2.5 x 8 m, approximately 1,000 t / 24-h together with 13.0 t of limestone (CaO 53%) and 3 80 t of carbon. Approximately 12,000 m / h (STP) of commercial oxygen and air. a mixture containing 70% oxygen is blown into the heterogeneous melt 3 through flues 7. In the bubbling heterogeneous melt 3, the slag is maintained at a temperature of 1,200 to 1,220 ° C.
Sulfidien hapettuminen ja lyijysulfidin ja lyijyoksidin vuorovaikutus antaa raakalyijyä, joka sisältää 96 % lyijyä ja 0,9 % kuparia, joka raakalyijy kerääntyy arinalle 13. Sulatuskammion 27 kuona H, joka sisältää 11,5 % lyijyä, 11 % sinkkiä, 20 % rautaa, 15 % SiC>2 ja 6 % CaO, virtaa väliseinien 26 ja 30 välitse kammioon 28 kuonan pelkistystä ja denudaatiota varten. Sulatuskammion 27 poistokaasut sisältävät 22 % CO^, 21 % CO, 27 % SO2 ja niiden lämpötila on noin 1 200UC. Pölyn poistamisen ja jäähdyttämisen jälkeen kaasut suunnataan rikkihapon valmistamislaitokseen.Oxidation of sulfides and the interaction of lead sulfide and lead oxide gives crude lead containing 96% lead and 0.9% copper, which crude lead accumulates in grate 13. Slag H of the smelting chamber 27 containing 11.5% lead, 11% zinc, 20% iron, 15 % SiO 2 and 6% CaO, flows through the partitions 26 and 30 into the chamber 28 for slag reduction and denotation. The exhaust gases from the melting chamber 27 contain 22% CO 2, 21% CO, 27% SO 2 and have a temperature of about 1200 ° C. After dust removal and cooling, the gases are directed to a sulfuric acid production plant.
Kammioon 28 kuonan pelkistämiseksi ja riisumiseksi, jonka kammion vaakasuora poikkileikkaus on 2,5 x 5 m, panostetaan jatku- 3 vasti aukon 31 kautta 80 t/2k h hiiltä, samalla kun 3 100 m/h (STP) kaupallisen hapen ja ilman seosta, jossa on 70 % happea, puhalletaan hormien 7 lävitse. Hapen vuorovaikutuksella hiilen kanssa ja hiilen ja pelkistävien kaasujen (22 % CO2 , 56 % CO) vuorovaikutuksella kuonan kanssa kuonan lyijy pelkistyy metalliksi ja kulkee pohjafaasiin samalla, kun sinkki haihtuu 90-%:isesti, hapettuu kaasutaasissa oksidiksi ja kootaan pölynä, joka sisältää noin 70 % ZnO.80 t / 2k h of carbon are continuously charged into the chamber 28 to reduce and remove slag with a horizontal cross-section of the chamber of 2.5 x 5 m through the opening 31, while 3 100 m / h (STP) of a mixture of commercial oxygen and air, with 70% oxygen is blown through the flues 7. By the interaction of oxygen with carbon and the interaction of carbon and reducing gases (22% CO2, 56% CO) with slag, the slag lead is reduced to metal and enters the bottom phase while 90% of the zinc evaporates, oxidizes to oxide in gas gas and is collected as dust containing about 70 % ZnO.
Kuonan pelkistämistä ja denudaatiota varten olevasta kammiosta 28 poistetaan jatkuvasti kuonasifonin kautta noin 260 t/h jäte- 19 68660 kuonaa, joka sisältää 1 % lyijyä, 1,7 % sinkkiä, 0,2 % kuparia, 20 % SiC^ , 8 % CaO, 33 % rautaa lämpötilassa 1 200 - 1 250°C.Approximately 260 t / h of waste slag containing 1% lead, 1.7% zinc, 0.2% copper, 20% SiO 2, 8% CaO is continuously removed from the slag reduction chamber 28 through the slag siphon. 33% iron at a temperature of 1,200 to 1,250 ° C.
Raaka lyijy lämpötilassa 1 050UC otetaan myös jatkuvasti ulos raa'an metallin vastaanottotilan 23 kautta. Lyijyn talteensaanti panoksesta raakametalliksi on 98 %.Crude lead at 1,050 ° C is also continuously taken out through the crude metal receiving space 23. The recovery of lead from the input to the crude metal is 98%.
Edellä annetuista tiedoista käy selvästi ilmi, että olemme ehdottaneet radikaalisesti uutta menetelmää raskaiden ei-rautametal-lien raaka-aineiden käsittelemiseksi taikka sulattamiseksi sulaksi aineeksi, jolla menetelmällä on joukko olennaisia etuja verrattuna muihin menetelmiin. Ehdottamamme menetelmän tehokkuus on 5-7 kertaa suurempi kuin tunnettujen prosessien, kuparipitoisuus metallikivessa saavuttaa 70-75 % samalla, kun se kuonassa ei ole suurempi kuin 0,4 - 0,7 %, mikä on olennaisesti parempi kuin vastaavat arvot vaihtoehtoisissa tunnetuissa menetelmissä. Ehdotettu menetelmä ja uuni tekevät mahdolliseksi saada raakametalleja yksivaiheisella prosessilla ja siirtää haihtuvat komponentit kaasufaasiin.From the above information, it is clear that we have proposed a radically new method for processing or smelting heavy non-ferrous raw materials into a molten material, which method has a number of substantial advantages over other methods. The efficiency of the method we propose is 5-7 times higher than the known processes, the copper content in the metal rock reaches 70-75% while it is not higher than 0.4-0.7% in the slag, which is substantially better than the corresponding values in the alternative known methods. The proposed method and furnace make it possible to obtain the crude metals by a one-step process and to transfer the volatile components to the gas phase.
Ei-rautametallien yksinkertaisemman ja täydellisemmän tal-teensaannin lisäksi esillä oleva pyrometallurginen menetelmä ja uuni raskaiden ei-rautametallien raaka-aineiden käsittelemiseksi tekee mahdolliseksi suuresti yksinkertaistaa raaka-aineiden esisula-tusvalmistelua, poistaa kuivattamisen alhaiseen kosteuspitoisuuteen ja murksaamisen, mikä on olennainen etu tarkasteltaessa sitä taustaa vastaan, että kysymyksessä on irtonaisten raaka-aineiden suurten tonnimäärien käsittely. Puhalluksen olennainen rikastus hapel-la johtaa joko autogeeniseen sulatukseen taikka selvään alenemiseen hiilipitoisen polttoaineen kulutuksessa ja kaasuiksi, joilla on suuri rikkipitoisuus, jotka kaasut suunnataan rikkihapon tuotantolaitoksiin, missä rikki täydellisesti saadaan talteen erinomaisella taloudellisella tehokkuudella, mikä suuresti vähentää ympäristön saastumista metallurgisen tuotannon jätteillä.In addition to a simpler and more complete recovery of non-ferrous metals, the present pyrometallurgical method and furnace for treating heavy non-ferrous metal raw materials makes it possible to greatly simplify the pre-smelting preparation of raw materials, eliminate drying to low moisture content and crushing, which is an essential advantage that large quantities of bulk raw materials are being handled. Substantial enrichment of blowing Hapel-la leads to either autogenous smelting or a clear reduction in carbon fuel consumption and high sulfur gases, which are directed to sulfuric acid production plants where sulfur is completely recovered with excellent economic efficiency, greatly reducing environmental pollution from metallurgical production waste.
Likimääräiset taloudelliset laskelmat osoittavat, että edellä kuvatun menetelmän teollinen käyttö aikaansaa merkittävää säästöä, johtuen edellä mainituista eduista nykyiseen tekniikkaan verrattuna.Approximate economic calculations show that the industrial use of the method described above provides significant savings due to the above-mentioned advantages over current technology.
Claims (22)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI783821A FI68660C (en) | 1978-12-13 | 1978-12-13 | METALLURGICAL SHEET METAL ORGANIC FITTING BEHANDLING AV TUNGA RAOMATERIAL AV ICKEJAERNMETALLER |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI783821A FI68660C (en) | 1978-12-13 | 1978-12-13 | METALLURGICAL SHEET METAL ORGANIC FITTING BEHANDLING AV TUNGA RAOMATERIAL AV ICKEJAERNMETALLER |
| FI783821 | 1978-12-13 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI783821A FI783821A (en) | 1980-06-14 |
| FI68660B FI68660B (en) | 1985-06-28 |
| FI68660C true FI68660C (en) | 1985-10-10 |
Family
ID=8512221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI783821A FI68660C (en) | 1978-12-13 | 1978-12-13 | METALLURGICAL SHEET METAL ORGANIC FITTING BEHANDLING AV TUNGA RAOMATERIAL AV ICKEJAERNMETALLER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI68660C (en) |
-
1978
- 1978-12-13 FI FI783821A patent/FI68660C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI783821A (en) | 1980-06-14 |
| FI68660B (en) | 1985-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7513929B2 (en) | Operation of iron oxide recovery furnace for energy savings, volatile metal removal and slag control | |
| EP0302111B1 (en) | Method and furnace for making iron-carbon intermediate products for steel production | |
| FI66198C (en) | METALLURGICAL FOERFARANDE MED ANVAENDNING AV SYRE OCH ANORDNING TILL UTFOERANDE AV FOERFARANDE | |
| FI64189C (en) | FRAMEWORK FOR CONTAINING CONTAINER FRAMSTAELLNING AV RAOKOPPAR UR SULFIDKOPPARMALM | |
| CN111074080B (en) | One-step nickel smelting device | |
| FI62341B (en) | ADJUSTMENT OF CONTAINERS OF CONTAINERS OF CONVERTERING AV CONFECTIONERY | |
| AU2007204927B2 (en) | Use of an induction furnace for the production of iron from ore | |
| US4252560A (en) | Pyrometallurgical method for processing heavy nonferrous metal raw materials | |
| US4571259A (en) | Apparatus and process for reduction of metal oxides | |
| US4294433A (en) | Pyrometallurgical method and furnace for processing heavy nonferrous metal raw materials | |
| CA2387683C (en) | Continuous nickel matte converter for production of low iron containing nickel-rich matte with improved cobalt recovery | |
| WO1997020954A1 (en) | Simplified duplex processing of nickel ores and/or concentrates for the production of ferronickels, nickel irons and stainless steels | |
| FI115774B (en) | Pyrometallurgical system and low dust process for melting and / or converting baths of molten non-ferrous materials | |
| US7785389B2 (en) | Feed material composition and handling in a channel induction furnace | |
| FI68660C (en) | METALLURGICAL SHEET METAL ORGANIC FITTING BEHANDLING AV TUNGA RAOMATERIAL AV ICKEJAERNMETALLER | |
| Mackey et al. | Modern continuous smelting and converting by bath smelting technology | |
| WO1999041420A1 (en) | Process and apparatus for the continuous refining of blister copper | |
| US4274870A (en) | Smelting of copper concentrates by oxygen injection in conventional reverberatory furnaces | |
| PL122628B1 (en) | Method of manufacture of metal matte from mineral concentrate containing non-ferrous metal sulfide | |
| CA2136425A1 (en) | Oxygen smelting | |
| CA1123206A (en) | Pyrometallurgical method and furnace processing heavy nonferrous metal raw materials | |
| RU2152436C2 (en) | Method of melting materials in molten-metal bath and furnace for realization of this method | |
| KR960011796B1 (en) | Pyrometallurgical process for treating a feed material | |
| WO2024213822A1 (en) | Smelting furnace arrangement | |
| KR101639959B1 (en) | Equipment and method for processing combustibles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: BALKHASHSKY GORNO-METALLURGICHESKY Owner name: NORILSKY GORNO-METALLURGICHESKY KOMBINAT Owner name: MOSKOVSKY INSTITUT STALI I SPLAVOV Owner name: INSTITUT METALLURGII I OBOGASCHENIA |