RU1788052C - Способ переработки сульфидных железосодержащих концентратов - Google Patents

Abstract

Использование: переработка сульфидных железистых концентратов и фосфогип- са,  вл ющегос  отходом производства. Сущность: переработку концентратов осуществл ют в стационарном агрегате с верхним кислородным дутьем с подачей фосфогипса при соотношении 1:(0,25-0,5), полученные шлаки подвергают электроплавке с добавлением известн ка и кварцита при соотношении шлака, известн ка и кварцита соответственно 1:(0,17- 0,44):(0,03-0,05). Способ позвол ет получать шлаки, которые могут быть использованы в цементной промышленности. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к химической промышленности и может быть использовано дл  переработки сульфидных железистых концентратов (пиритных или колчеданных) и фосфогипса,  вл ющегос  отходом производства и складируемого в отвалы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу  вл етс  способ переработки пиритных концентратов в печи ПВ (Переработка пиритных концентратов в .печи ПЖВ), включающий автогенную плавку пиритных концентратов с добавкой кварцита, с получением штейна, железосиликатного шлака и богатых серосо- держащих газов. Отход щие газы поступают в сернокислотное производство дл  получени  серной кислоты, штейны - на конвертирование в горизонтальных конвертерах . Железосиликатные шлаки автогенной плавки используют дл  засыпки дорог, а шлаки от конвертировани  после объединени  направл ют в отвал.

Недостатком данного способа  вл етс  то, что переработка пиритных концентратов

сопр жена с получением большого количества шлаков, как при автогенной плавке, которые используютс  без утилизации ценных компонентов, так и при конвертировании , направл емых после обеднени  в отвал.

На основании исследований свойств железисто-известковистых шлаков разработаны следующие требовани  к составу шлака, позвол ющие использовать его в цементной промышленности:

1. содержание оксида кальци  (СаО) (27±1)мас.%.

2. содержание оксида кремни  (Si02) (26±2)мас.%.

3. отношение содержаний (выраженных в процентах по массе):

3.1.(CaO)/(Si02) 1,05±12

3.2. (CaO)/(Fe) 1,06±0,03.

Дл  обеспечени  требований данного состава шлака и подбирали шихтовку материалов и при автогенной плавке и при корректировке шлака в электропечи.

Проведенными исследовани ми установлено , что автогенна  плавка пиритных

СО

с

VI 00

со о ел

ю

или колчеданных концентратов с фосфогип- сом позвол ет работать на железисто-изве- стковистые шлаки, последующа  электроплавка которых позвол ет получать шлаки, которые по своему химическому составу могут использоватьс  в цементной промышленности вместо клинкера.

При дальнейшей переработке шлака, полученного в автогенном агрегате, в обеднительной электропечи с заливкой штейна и добавкой восстановител , содержание в нем оксида кальци  и оксида кремни  повышаетс  за счет восстановлени  растворимых в шлаке окислов цветных металлов и магнетита, которые в виде металлов переход т в штейн.

Дл  получени  необходимого дл  цементной промышленности соотношени  CaO/Si02 в шлаке обеднительной электроплавки проводили корректировку состава шлака путем добавки в электропечь извести и кварцита в соотношении 1:(0,17- 0,44):(0,03-0,05). . .,

Примеры осуществлени . Предлагаемый способ опробован на опытной установке , производительность которой составл ет 0,5 т/ч шихты. Установка представл ет собой вертикальный конвертер. Кислород подаетс  через вертикальную фурму сверху.

При плавках использованы следующие материалы:

- пиритный концентрат, содержащий, мас.%: Ре 35,1; 3 34,54; Си 1,06; Si02 14,5; Н20 5,0;

- колчеданный концентрат, содержащий , мас.%: Fe 39,9; S 36,2; Си 0,17; 5102 3,1; Са 1,0; Н20 16,0;

- фосфогипс, содержащий, мас.%: Са - 18,0; S 13,8; Si02 15,0; Н20 - 24,3;

- фосфогипс, содержащий, мас.%: Са - 26,3; S 21,0; ,0; H20 25,1.

Агрегат автогенной плавки разогревали до температуры 800-900°С. Одновременно на опытно-промышленной электропечи наплавл ли шлак дл  исходной ванны, который сливали.в ковш и переливали в автогенный агрегат. В качестве исходного шлака в агрегат заводили через горловину кислородную фурму, включали кислород и устанавливали требуемый его расход.

Одновременно с подачей кислорода, включали загрузку шихты, состо щей из смеси концентрата, фосфогипса и кварцита.

Продолжительность плавки составл ла 3-4 ч.

Результаты испытаний автогенной плавки концентратов и обеднительной электроплавки приведены в таблице.

Слитые из автогенного агрегата расплавы шлака и штейна охлаждали, затем отдел ли шлак от штейна, дробили и определ ли их химический состав.

Шлак и штейн в соотношении 1:0,2 загружали с добавкой 3,0% восстановител  от

массы шлака в электропечи ДС - 0,5, где их расплавл ли, выдерживали в течение 2- 2,5 ч, и делали доводку шлака до требуемых содержаний оксида кальци  и диоксида кремни  путем добавки в печь известн ка и

кварцита в соотношении 1 :(0,44-0,17):(0,03- 0,05). Результаты обеднительных плавок также приведены в таблице.

При автогенной плавке пиритных концентратов , содержащих 14,5% .диоксида

кремни , в смеси с фосфогипсом, содержащим 15,0% диоксида кремни , добавл емом в пределе к 1:(0,25-0,5), содержание оксида кальци  в шлаке увеличиваетс  с 10,0 до 16,2%, содержание диоксида кремни  при

этом измен етс  в пределах 25,8-27%. Шлаки легко выпускаютс  из агрегата. Поэтому при переработке этих материалов добавки в шихту кварцита не требуетс  (пример 1-3). Снижение добавки к концентрату фосфогипса менее 250 кг/концентрата (пример 4) приводит к получению шлаков с пониженным содержанием СаО. Шлак был получен очень в зкий, выпустить его из агрегата АП не удалось. В отобранной ломковой пробе

шлака обнаружено 42,1% Ре0бщ,27,1% Si02 и 8,2% СаО.

Увеличение добавки к концентрату фосфогипса более 500 кг/т концентрата (до 550 кг/т) мало сказываетс  на состав шлака

(пример 5), но так как реакци  взаимодействи  сульфата кальци  с сульфидом железа идет с поглощением тепла, то увеличение добавки фосфогипса ведет к тому, что плавка идет более холодно. В результате последующего обеднени  были получены очень в зкие шлаки, выпустить их из печи ОП не удалось, Кроме того, в фосфогипсе содержитс  до 25% влаги, котора  переходит в газы, ухудша  их качество, хот  сувеличением добавки фосфогипса содержание сернистого ангидрида (в сухих газах) увеличиваетс  с 72 до 76,0%.

Аналогичные  влени  наблюдаютс  при автогенной плавке пиритных и колчеданных

концентратов в смеси с фосфогипсом, содержащим как 15,0, так и 1,0% диоксида кремни .

При переработке шлаков, полученных при автогенных плавках 1-3, в обеднительной электропечи дл  получени  требуемых содержаний оксида кальци  (27±1)% и диоксида кремни  (26±2)% необходимо добавить в печь 380-260 кг/т шлака известн ка и 40 кг/т шлака кварцита. Добавка кварцита

при обеднительной электроплавке вызвана тем, что при введении известн ка процентное содержание диоксида кремни  в шлаке уменьшаетс .

При автогенной плавке пиритных концентратов в смеси с фосфогипсом, содержащим 1,0% диоксида кремни , добавл емом в отношении 1 :(0,25-0,5), содержание диоксида кремни  в шлаке снижаетс  до 21- 18,0%, содержание оксида кальци  повышаетс  до 14-24,0%. Плавки шли довольно стабильно, шлак легко выпускалс  из агрегата. При переработке таких шлаков при обеднительной электроплавке дл  получени  требуемого их. состава в печь нужно будет добавл ть значительное количество кварцита, что приведет к дополнительной затрате электроэнергии. Поэтому часть кварцита экономичнее добавл ть в шихту автогенной плавки. Установлено, что при переработке шихты, составленной в соотношении 1:0,1 :(0,25-0,50), получаютс  шлаки, содержащие 24,6-27,7% диоксида кремни  и 12,6-21,2% оксида кальци  (примеры 6-8). Так как получаемые в этих плавках шлаки богаче по содержанию оксида кальци , то добавка известн ка в электропечь обеднени  снижаетс  до 340-170 кг/т шлака, соответственно снижаетс  и добавка кварцита, т.е. шлаки требуемого состава при электроплавке получаютс  при переработке шихты состава 1:0,2:(0,34- 0,17):0,03.

При автогенной плавке колчеданных концентратов, содержащих 3,1 % диоксида кремни , в смеси с фосфогипсом, содержащим 15,0% диоксида кремни  и добавл емом к концентрату в соотношении 1:(0,25-0,5), получаютс  шлаки, содержащие 10,7-14,5% диоксида кремни  и 11,2- 18,0% оксида кальци .Эти шлаки довольно тугоплавкие, плохо выпускаютс  из агрегата . Дл  получени  более легкоплавких шлаков в шихту необходимо добавить кварцит. Установлено, что при автогенной плавке шихты, вз той в соотношении 1:0,13:(0,25- 0,5), содержание оксида кремни  в шлаке повышаетс  до 21,8-23,7% и эти шлаки легко выпускаютс  из агрегата (примеры 9-11). Но так как при добавке кварцита в шихту автогенной плавки в шлаке снижаетс  содержание оксида кальци  до 9,2-15,3%, то при обеднительной электроплавке добавка известн ка в электропечь увеличиваетс  до 440-330 кг/т шлака. При этом и добавка кварцита увеличиваетс  до 50 кг/т шлака. Следовательно, требуемый состав шлака получаетс  при переработке в электропечи шихты, составленной в соотношении 1:0,2:(0,44-0,33):0,С5.

При автогенной плавке колчеданных концентратов в смеси с фосфогипсом, содержащим 1,0% диоксида кремни  и добавл емом к концентрату в соотношении

1 :(0,25-0,5), получаютс  шлаки, содержащие 5-6,0% диоксидов кремни  и 13-30% оксида кальци . Шлаки довольно в зкие, что затрудн ет их выпуск из агрегата и дальнейшую переработку.

0 Дл  получени  болеелегкрплавких шлаков при автогенной плавке в шихту необходимо вводить кварцит. Установлено, что при переработке шихты, вз той в соотношении 1:0,25:(0,25-0,5), получаютс  шлаки, содер5 жащие 25,1-22,7% диоксида кремни  и 11,6-19,6% оксида кальци , которые легко выпускаютс  из агрегата (примеры 12-14). Содержание сернистого ангидрида в отход щих газах увеличиваетс  до 77,0%, так

0 как и концентрат и фосфогипс более богаты серой.

При переработке этих шлаков в электропечи обеднени  дл  получени  требуемого состава по содержанию оксидов кремни  и

5 кальци  необходимо соблюдение соотношени  в шихте 1:0,2:(0,36-0,20):0,03.

Увеличение расхода известн ка на обеднительную электроплавку до 50 кг/т шлака (пример 15) влечет за собой увеличе0 ние содержани  оксида кальци  в шлаке электропечи обеднени  до 29,3%, снижени  содержани  диоксида кремни  в шлаке до 25,1%. Такие шлаки выход т за пределы требований, предъ вл емых к ним цемент5 ной промышленностью, т.е; CaO/Si02 1,18, СаО/Ре0бщ 1,11.

Снижение расхода известн ка в шихту обеднительной электроплавки ниже указанной в формуле границы (пример 16) привело

0 к получению шлаков, содержащих 28,4% 5Ю2 и 26,1% СаО, которые не удовлетвор ют требовани м, предъ вл емым цементной промышленностью (так как CaO/Si02 0,92, СаО/Ре0бщ 0,9б).

5 Нецелесообразным  вл етс  по этим же соображени м добавление в шихту обеднительной электроплавки шлака ААП пониженного (20 кг/т шлака - пример 17 или повышенного (60 кг/т шлака - пример 18)

0 количества кварцита по сравнению с диапазоном , указанным в формуле. Полученные в этих случа х шлаки характеризовались неу- довлетвор.ительными отношени ми CaO/Si02 и СаО/Реобщ- 1,18 и 1,11; 0,92 и

5 1,02 соответственно (таблица).

Из таблицы видно, что используй указанное в формуле соотношение в шихте автогенной плавки концентрат: фосфогипс равное 1 :(0,25-0,5), можно получить штейн k легкоплавкие шлаки, которые в соотноше

нии шлак: штейн, равном 1:0,2, с добавкой известн ка и кварцита можно переработать в обеднительной электропечи, получив при этом шлаки, соответствующие по своему составу требовани м цементной промышленности . Содержание кварцита, в шихте АП составл ет 0-0,25 т/т концентрата.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ переработки сульфидных желе-- 0 одёржащих концентратов, включающий

   0

   их автогенную плавку с добавкой кварцита, отличающийс  тем, что, с целью получени  шлаков, используемых в цементной промышленности, автогенную плавку концентратов ведут в присутствии фосфо- гипса при их соотношении 1:(0,25-0,5), а получающиес  при этом шлаки перерабатывают в электропечи обеднени  с добавкой известн ка и кварцита при соотношении шлака, известн ка и кварцита соответственно 1:(0,17-0,44):(0,03-0,05).