RU2068533C1

RU2068533C1 - Unit for continuous impoverishment of melted slag

Info

Publication number: RU2068533C1
Authority: RU
Inventors: Николай Трофимович Лифенко; Станислав Сергеевич Паршин; Олег Борисович Ранский; Михаил Георгиевич Васильев; Александр Яковлевич Гармс; Василий Дмитриевич Романов
Original assignee: Николай Трофимович Лифенко; Станислав Сергеевич Паршин; Олег Борисович Ранский; Михаил Георгиевич Васильев; Александр Яковлевич Гармс; Василий Дмитриевич Романов
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1992-07-14
Publication date: 1996-10-27

Abstract

FIELD: impoverishment units. SUBSTANCE: unit has melt reservoir provided with melt inlet and outlet passages, cover fitted with branch pipe for suction gas and loading device for solid materials, Reservoir is divided into reaction and loading zones by partition having port in its lower part. Ratio of square area of these zones ranges from 1.2 to 4.0 Reaction zone is provided with tuyeres for inlet of reducing gas at distance equal to 2-18 calibers of tuyere nozzle from hearth. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к пирометаллургическому обеднению шлаковых расплавов, содержащих цветные металлы. The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to pyrometallurgical depletion of slag melts containing non-ferrous metals.

В настоящее время обеднение шлаковых расплавов осуществляется либо в выносных обогреваемых агрегатах для отстаивания шлака-отстойниках, либо в электрических, фьюминговых печах или горизонтальных конвертерах (Ванюков А. В. Зайцев В. Я. Шлаки и штейны цветной металлургии. М. Металлургия, 1969, с. 360 370). Currently, slag melts are depleted either in portable heated aggregates for settling slag settlers, or in electric, fuming furnaces or horizontal converters (Vanyukov A.V. Zaitsev V.Ya. Slags and mattes of non-ferrous metallurgy. M. Metallurgy, 1969, p. 360 370).

К недостаткам данных агрегатов следует отнести низкую производительность процесса и степень извлечения металлов из шлака при высокой его энергоемкости. Это связано, с тем, что указанные агрегаты работают в периодическом режиме. The disadvantages of these units include the low productivity of the process and the degree of extraction of metals from slag with its high energy intensity. This is due to the fact that these units operate in periodic mode.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является печь для переработки шлаков, содержащая реакционную камеру с подом, сводом, стенами, газоходом, фурмами для подачи дутья, перегородку, разделяющую реакционную камеру на загрузочную и барботажную зону, установленную с образованием окна между подом и перегородкой для перетока расплава, загрузочное устройство и устройства для выпуска продуктов обеднения (авт. св. N 759826, кл. F 27 B 17/00, 1976). Closest to the invention in technical essence is a furnace for processing slag containing a reaction chamber with a hearth, arch, walls, gas duct, tuyeres for supplying blast, a partition dividing the reaction chamber into a loading and bubble zone installed with the formation of a window between the hearth and the partition for melt flow, loading device and devices for the release of depletion products (ed. St. N 759826, class F 27 B 17/00, 1976).

К недостаткам данной конструкции печи следует отнести сложность узла загрузки шлака, связанную с подачей и распылением расплава, что исключает загрузку твердого шлака и других материалов. Кроме того, установка фурм над расплавом не обеспечивает интенсивный массообмен в объеме реакционной камеры. Загрузка твердого восстановителя здесь не эффективна из-за слаборазвитой поверхности контакта шлакового расплава с твердым восстановителем. The disadvantages of this furnace design include the complexity of the slag loading unit associated with the supply and spraying of the melt, which excludes the loading of solid slag and other materials. In addition, the installation of tuyeres above the melt does not provide intensive mass transfer in the volume of the reaction chamber. The loading of a solid reducing agent is not effective here due to the underdeveloped contact surface of the slag melt with a solid reducing agent.

Задача изобретения создание высокопроизводительного агрегата по переработке жидких и твердых шлаков с глубоким их обеднением путем отгонки ценных составляющих в газовую фазу и извлечения металлов в донный продукт. The objective of the invention is the creation of a high-performance unit for the processing of liquid and solid slag with their deep depletion by distillation of valuable components into the gas phase and the extraction of metals in the bottom product.

Это достигается тем, что агрегат для переработки шлаков, содержащий реакционную камеру с подом, сводом, стенами, газоходом, фурмами для подачи дутья, перегородку, разделяющую реакционную камеру на загрузочную и барботажную зоны, установленную с образованием окна между подом и перегородкой, устройства для загрузки шлака и выпуска продуктов обеднения, по предлагаемому изобретению снабжен устройством для подачи твердых материалов, размещенным на своде, перегородка установлена с образованием окна между сводом и перегородкой при этом отношении площадей барботажной и загрузочной зон составляет 1,2 4,0, а расстояние от осей фурм до подины 2 18 калибров сопла фурмы. This is achieved by the fact that the unit for processing slag containing a reaction chamber with a hearth, arch, walls, gas duct, tuyeres for supplying blast, a partition dividing the reaction chamber into a loading and bubble zone installed with the formation of a window between the hearth and the partition, a loading device the slag and the release of depletion products, according to the invention is equipped with a device for supplying solid materials placed on the arch, the partition is installed with the formation of a window between the arch and the partition while SRI bubble area and loading zone is 1.2 4.0, and the distance from the axis to the hearth tuyeres 18 February caliber nozzle lance.

На фиг. 1 изображен предлагаемый агрегат, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху. In FIG. 1 shows the proposed unit, a longitudinal section; in FIG. 2 - the same, top view.

Агрегат содержит реакционную камеру 1 для расплава с сифонами 2 и 3 для ввода и вывода расплава из агрегата, разделенную перегородкой 4 на барботажную 5 и загрузочную 6 зоны с образованием окон между подом и перегородкой и между перегородкой и сводом. В барботажной зоне установлены погрузные фуpмы 7 для ввода газообразного восстановителя. В верней части реакционной камеры расположены загрузочное приспособление 8 для ввода твердых материалов, например, восстановителя или твердого шлака в загрузочную зону и газоход 9 для отвода газов. Шпуровое отверстие 10 реакционной камеры 1 служит для выпуска обогащенной жидкой фазы из агрегата. The unit contains a reaction chamber 1 for the melt with siphons 2 and 3 for input and output of the melt from the unit, divided by a partition 4 into a bubble zone 5 and a loading zone 6 with the formation of windows between the hearth and the partition and between the partition and the arch. In the bubble zone, loading lugs 7 are installed for introducing a gaseous reducing agent. In the upper part of the reaction chamber are loading device 8 for introducing solid materials, for example, a reducing agent or solid slag into the loading zone and a gas duct 9 for venting gases. The hole 10 of the reaction chamber 1 serves to discharge the enriched liquid phase from the unit.

Агрегат работает следующим образом. The unit operates as follows.

Перерабатываемый шлак заливается в предварительно разогретый агрегат посредством сифона 2 при одновременной подаче дутья через фурмы 7 барботажной зоны 5. The processed slag is poured into a preheated unit by means of a siphon 2 while blowing through the tuyeres 7 of the bubble zone 5.

По мере заполнения реакционной камеры 1 расплавом шлака, уровень ванны в барботажной зоне вследствие подачи дутья через фурму 7 повышается. Образуется восходящий газошлаковый поток, который затем сливается через окно между сводом и перегородкой 4 в загрузочную зону 6, обеспечивая нисходящий шлаковый поток в зоне загрузки твердых материалов, подаваемых через загрузочное устройство 8. Таким образом, реализуется направленная циркуляция расплава в агрегате, вовлечение в циркулирующий поток расплава загружаемого твердого материала, его плавка и многократное прохождение расплава с восстановителем через барботажную и загрузочную зоны до выхода его из агрегата, тем самым обеспечивая глубокое обеднение шлака по цветным металлам как за счет отгонки их в газовую фазу, так и осаждения в донный продукт. As the reaction chamber 1 is filled with molten slag, the level of the bath in the bubble zone due to the supply of blast through the lance 7 increases. An upward gas-slag stream is formed, which then merges through the window between the arch and the partition 4 into the loading zone 6, providing a downward slag stream in the zone of loading of solid materials supplied through the loading device 8. Thus, directed melt circulation in the unit is realized, involving in the circulating stream the melt of the loaded solid material, its melting and repeated passage of the melt with the reducing agent through the bubbling and loading zones until it leaves the unit, thereby ensuring Vai deep depletion slag on nonferrous metals both by stripping them in the gas phase and deposition in the bottom product.

Выпуск из агрегата обедненного шлака производится посредством сифона 3. Обогащенный продукт жидкая металлизированная сульфидная фаза выдается через шпуровое отверстие 10. Газы удаляются с помощью газохода 9. The depleted slag is discharged from the aggregate by means of a siphon 3. The enriched product, a liquid metallized sulfide phase, is discharged through a hole 10. Gases are removed using a gas duct 9.

Заявляемое соотношение площадей горизонтальных сечений барботажной и загрузочной зон на уровне фурм, равное 1,2 4,0, обеспечивает массовую скорость циркулирующего расплава, необходимую для вовлечения в него кусков восстановителя, объемная плотность которого меньше плотности шлакового расплава. Согласно расчета, а также исследований на модели и опытной установке скорость движения расплава при соотношении указанных площадей 1,2 составит более 0,2 м/с. При увеличении соотношения площадей горизонтальных сечений барботажной и загрузочной зон более 4,0 скорость циркуляции расплава практически не возрастает. The claimed ratio of the horizontal cross-sectional areas of the bubbling and loading zones at the tuyere level equal to 1.2 4.0 provides the mass velocity of the circulating melt necessary for involving pieces of a reducing agent in it, the bulk density of which is less than the density of the slag melt. According to the calculation, as well as studies on the model and pilot plant, the melt velocity with a ratio of the indicated areas of 1.2 will be more than 0.2 m / s. With an increase in the ratio of the horizontal cross-sectional areas of the bubbling and loading zones to more than 4.0, the melt circulation rate practically does not increase.

Установка фурм для ввода газообразного восстановителя в барботажной зоне на расстоянии от подины агрегата, равном 2 18 калибров сопла фурмы, является оптимальным, поскольку предотвращает образование настылей шлака на подине (при расстоянии оси фурм от подины ≅ 18), или исключает механическое размывание ее газовой струей (при расстоянии оси фуpм от подины ≥ 2). The installation of tuyeres for introducing a gaseous reducing agent in the bubble zone at a distance from the aggregate bottom equal to 2 18 calibres of the tuyere nozzle is optimal, since it prevents the formation of slag deposits on the hearth (when the tuyere axis is ≅ 18 from the hearth), or excludes mechanical erosion by a gas stream (when the distance of the axis of the tuyeres from the bottom ≥ 2).

Наиболее эффективно настоящее изобретение может быть использовано при обеднении шлакового расплава, содержащего легковозгоняемые металлы (цинк, олово и др.). Агрегат может работать в режиме непрерывной плавки и обеднения твердого шлака. Most effectively, the present invention can be used in the depletion of a slag melt containing easily combustible metals (zinc, tin, etc.). The unit can operate in continuous melting and depletion of solid slag.

При этом восстановление металлов и их отгонка осуществляются как газообразным восстановителем, вводимым посредством фурм и получаемым дополнительно в реакционной камере при газификации твердого восстановителя, так и на поверхности последнего. Обеднение расплава шлака осуществляется также за счет промывки шлака металлизированной фазой при постоянном науглероживании этой фазы твердым восстановителем. The reduction of metals and their distillation are carried out as a gaseous reducing agent introduced by tuyeres and obtained additionally in the reaction chamber during gasification of a solid reducing agent, and on the surface of the latter. The slag melt is also depleted by washing the slag with a metallized phase with constant carburization of this phase with a solid reducing agent.

Claims

A unit for depletion of non-ferrous metal slag melts, comprising a reaction chamber with a hearth, vault, walls, gas duct, lances for supplying blast, a partition dividing the reaction chamber into loading and bubbling zones installed with the formation of a window between the hearth and the partition, a device for loading slag and depletion products, characterized in that it is equipped with a device for feeding solid materials placed on the arch, the partition is installed with the formation of the window between the arch and the partition, the ratio of the area s bubble and the loading zone is 1,2-4,0 and the distance from the axes of the lances to the hearth of the lance nozzle calibers 2-18.