RU2071981C1 - Method of copper granulation - Google Patents
Method of copper granulation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2071981C1 RU2071981C1 RU95117164A RU95117164A RU2071981C1 RU 2071981 C1 RU2071981 C1 RU 2071981C1 RU 95117164 A RU95117164 A RU 95117164A RU 95117164 A RU95117164 A RU 95117164A RU 2071981 C1 RU2071981 C1 RU 2071981C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- copper
- air flow
- granules
- melt
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, способа грануляции из расплава и может быть использовано в металлургии, химии, в частности, в производстве сульфата меди медного купороса. The invention relates to non-ferrous metallurgy, a method of granulation from a melt and can be used in metallurgy, chemistry, in particular, in the production of copper sulfate of copper sulfate.
Для эффективного растворения меди в серной кислоте, что является одной из стадий производства сульфата меди медного купороса, необходимо иметь медь с достаточно высокой удельной поверхностью, которую получают предварительной грануляцией меди. For the efficient dissolution of copper in sulfuric acid, which is one of the stages in the production of copper sulfate, copper sulfate, it is necessary to have copper with a sufficiently high specific surface, which is obtained by preliminary granulation of copper.
Известен способ получения медных частиц воздействием горизонтальной струи воды на вертикальный поток расплавленного металла (РЖМ, сводный том. 1990, N 2, с. 21, Е 171). A known method of producing copper particles by the action of a horizontal stream of water on the vertical flow of molten metal (RZHM, consolidated volume. 1990,
Способ позволяет получать плотные частицы с низкой удельной поверхностью и крупностью менее 5 мм. The method allows to obtain dense particles with a low specific surface area and particle size less than 5 mm
Известен способ грануляции меди, включающий насыщение расплава меди диоксидом серы, слив расплава с высотой падающей в воздухе струи 0,5-0,8 м от поверхности воды грануляционного бассейна с температурой не выше 60oС (Козлов В. А. Набойченко С.С. Смирнов Б.Н. Рафинирование меди. М. Металлургия, 1992, с. 198-199).A known method of granulation of copper, including saturation of the copper melt with sulfur dioxide, draining the melt with a height of a jet falling in the air of 0.5-0.8 m from the water surface of the granulation pool with a temperature of not higher than 60 o C (Kozlov V. A. Naboyuchenko S. Smirnov BN Refining of copper. M. Metallurgy, 1992, p. 198-199).
Способ осуществим только при насыщении расплава меди диоксидом серы, что позволяет формировать полые, тонкостенные гранулы с удельной поверхностью до 3000 см2/кг.The method is feasible only when the copper melt is saturated with sulfur dioxide, which allows the formation of hollow, thin-walled granules with a specific surface area of up to 3000 cm 2 / kg.
Обработка меди серосодержащим реагентом ухудшает экологическую обстановку как на производственном участке, так и в воздушном бассейне на прилегающей территории. The treatment of copper with a sulfur-containing reagent worsens the environmental situation both at the production site and in the air basin in the adjacent territory.
Исключение насыщения расплава меди диоксидом серы приводит к получению только плотных гранул с удельной поверхностью до 1300 см2/кг, а это недостаточно для эффективного растворения гранул в серной кислоте при небезопасном ведении процесса грануляции.The exclusion of saturation of the copper melt with sulfur dioxide leads to the production of only dense granules with a specific surface area of up to 1300 cm 2 / kg, and this is insufficient for the effective dissolution of granules in sulfuric acid with unsafe granulation process.
Наиболее близким изобретению по технической сущности является способ грануляции меди, включающий диспергирование ее кремнийсодержащего расплава водой в воздушной среде, с получением медного порошка (патент РФ N 1653902). The closest invention to the technical essence is a method of granulation of copper, comprising dispersing its silicon-containing melt with water in air, to obtain a copper powder (RF patent N 1653902).
Недостатки этого способа: разброс по крупности частиц порошка от 1,6 мм до 0,6315 мм с большим выходом мелких частиц крупностью до 0,5 мм; выход частиц крупностью +1,6 мм не превышает 10% Производительность способа невысока: не более 3 т/ч. The disadvantages of this method: the dispersion in particle size of the powder particles from 1.6 mm to 0.6315 mm with a large yield of small particles with a particle size of up to 0.5 mm; the yield of particles with a particle size of +1.6 mm does not exceed 10%. The productivity of the method is low: not more than 3 t / h.
Целью изобретения является увеличение крупности гранул меди и обеспечение более высокой удельной поверхности, что позволяет вести растворение меди в кислоте более эффективно, а также повышение производительности процесса по сливаемому расплаву. The aim of the invention is to increase the size of the granules of copper and providing a higher specific surface area, which allows the dissolution of copper in acid more efficiently, as well as increasing the productivity of the process on the melt being drained.
Это достигается подводным дроблением расплава меди, содержащего кремний, водо-воздушным потоком на глубине 0,4-0,7 м от поверхности воды, при этом давление водновоздушного потока поддерживают в пределах 0,1-0,25 МПа, соотношение между начальным давлением воды и приростом общего давления водо-воздушного потока 1:(1,0-3,0) и отношение угла наклона водо-воздушного потока к горизонту к глубине его погружения равным (+25)-(-40) град.угловых/м. This is achieved by underwater crushing of a copper melt containing silicon with a water-air flow at a depth of 0.4-0.7 m from the surface of the water, while the pressure of the water-air flow is maintained within 0.1-0.25 MPa, the ratio between the initial water pressure and an increase in the total pressure of the water-air stream 1: (1.0-3.0) and the ratio of the angle of inclination of the water-air stream to the horizon to the depth of its immersion equal to (+25) - (- 40) degrees of angle / m.
От прототипа способ отличается тем, что расплав меди диспергируют под слоем воды водо-воздушным потоком на глубине 04-0,7 м, поддерживая давление водо-воздушного потока 0,1-0,25 МПа, соотношение между начальным давлением воды и приростом общего давления водо-воздушного потока 1:(1,0- 3,0), а отношение угла водо-воздушного потока к горизонту к глубине его погружения равным (+25)--40) град.угловых/м. The method differs from the prototype in that the copper melt is dispersed under a layer of water with a water-air stream at a depth of 04-0.7 m, maintaining a pressure of a water-air stream of 0.1-0.25 MPa, the ratio between the initial water pressure and the increase in total pressure water-air flow 1: (1.0-3.0), and the ratio of the angle of the water-air flow to the horizon to the depth of its immersion is equal to (+25) - 40) degrees of angle / m.
Заявляемый способ грануляции меди под слоем воды позволяет дробить расплав ее на крупные пряди, которые подводным водо-воздушным потоком дополнительно дробится еще, деформируясь в пластинчатую (лепестковую) форму гранул. The inventive method of granulation of copper under a layer of water allows you to crush its melt into large strands, which are further crushed by an underwater water-air flow, deforming into a lamellar (petal) form of granules.
Сочетание наличия кремния в расплаве, который понижает теплопроводность меди и увеличивает интервал ее кристаллизации, с подводным дроблением расплава водо-воздушным потоком позволяет формировать пластинчатые (лепестковые), а не плотные округлые гранулы. The combination of the presence of silicon in the melt, which lowers the thermal conductivity of copper and increases the interval of its crystallization, with underwater crushing of the melt by a water-air flow allows the formation of plate-like (petal) rather than dense rounded granules.
Соотношение давлений воды и водо-воздушного потока обеспечивает подготовку расплава до встречи его с подводным водо-воздушным потоком (распад на крупные пряди, частичное охлаждение в восходящем потоке) и увеличивает энергию подводного водо-воздушного потока и длину проникновения его в толще воды. The ratio of water pressures and air-water flow ensures the preparation of the melt before it meets the underwater water-air stream (decay into large strands, partial cooling in the upward flow) and increases the energy of the underwater water-air stream and its penetration length in the water column.
Воздействие подводного водо-воздушного потока на охлажденные пряди расплава меди обеспечивает получение гранул с большими габаритными размерами (до 50-70 мм). The impact of the underwater water-air flow on the cooled strands of the copper melt provides granules with large overall dimensions (up to 50-70 mm).
Достигаемая интенсивность охлаждения гранул при окончательном их формировании позволяет увеличить производительность способа грануляции меди до 25-35 т/ч. The achieved cooling rate of the granules during their final formation allows to increase the productivity of the copper granulation method to 25-35 t / h.
Режимы осуществления способа подобран экспериментально. The modes of the method are selected experimentally.
При глубине погружения водо-воздушного потока, меньшей 0,4 м, расплав дробится на гранулы округлой формы, (таблица, п. 1), а глубина больше 0,7 м позволяет расплаву меди до встречи с водо-воздушным потоком переохладиться и не позволяет формировать только пластинчатые гранулы (таблица, п. 5). When the immersion depth of the water-air stream is less than 0.4 m, the melt is crushed into round-shaped granules (table, p. 1), and the depth is more than 0.7 m allows the copper melt to become supercooled before meeting with the air-air stream and does not allow to form only lamellar granules (table, p. 5).
При давлении водо-воздушного потока менее 0,1 МПа энергия и длина его проникновения в толщу воды недостаточны для дополнительного дробления и формирования пластинчатых гранул, идет локальное парообразование, сопровождаемое хлопками-выбросами, и формируются плотные комообразные гранулы (таблица, п. 6). When the pressure of the water-air flow is less than 0.1 MPa, the energy and its penetration into the water column are insufficient for additional crushing and formation of lamellar granules, local vaporization is accompanied by popping, and dense lumpy granules are formed (table, p. 6).
При давлении водо-воздушного потока выше 0,25 МПа расплав меди дробится на более мелкие гранулы, которые слеживаются (таблица, п. 10). At a pressure of water-air flow above 0.25 MPa, the copper melt is crushed into smaller granules that are caked (table, p. 10).
При соотношении между начальным давлением воды и приростом общего давления водо-воздушного потока более 1:1 сдвигается положение восходящего потока и наиболее сильного участка подводного потока относительно места падения струи расплава меди, струя при этом будет перегретой, а гранулы получаются округлыми и более плотными (таблица, п. 11). When the ratio between the initial water pressure and the increase in the total pressure of the water-air flow is more than 1: 1, the position of the upward flow and the strongest section of the underwater flow relative to the place where the jet of copper melt falls, the jet will be superheated, and the granules will become rounded and denser (table , item 11).
При соотношении между начальным давлением воды и приростом общего давления водо-воздушного потока меньше, чем 1:3,0, струя распадается до встречи с подводным водо-воздушным потоком с образованием гранул не крупнее 10-15 мм, увеличивается доля плотных округлых гранул (таблица, п. 15). When the ratio between the initial water pressure and the increase in the total pressure of the water-air flow is less than 1: 3.0, the jet disintegrates before meeting with the underwater water-air flow with the formation of granules no larger than 10-15 mm, the proportion of dense rounded granules increases (table , p. 15).
При отношении угла наклона водо-воздушного потока к горизонту и глубины погружения водо-воздушного потока более 25 град.угловых/м увеличивается доля округлых частиц при одновременном снижении их размеров (таблица 4, п. 16). При абсолютной величине этого отношения более 40 град.угловых/м происходит переохлаждение расплава за счет увеличения высоты падения до водо-воздушного потока и повышения интенсивности восходящего потока, что приводит к образованию округлых частиц и уменьшению их размеров (таблица, п. 20). When the ratio of the angle of inclination of the water-air flow to the horizon and the depth of immersion of the water-air flow is more than 25 degrees angular / m, the proportion of rounded particles increases while reducing their size (table 4, p. 16). With an absolute value of this ratio of more than 40 deg. Angular / m, the melt is supercooled due to an increase in the drop height to the air-water flow and an increase in the intensity of the upward flow, which leads to the formation of rounded particles and a decrease in their size (table, p. 20).
Способ гранулирования меди опробован в промышленном масштабе. The method of granulating copper is tested on an industrial scale.
Осуществление способа иллюстрируется следующими примерами, выполненными в условиях работы цеха медного купороса АООТ "Уралэлектромедь". The implementation of the method is illustrated by the following examples, performed in the conditions of the workshop of copper sulfate AOOT "Uralelectromed".
Пример 1. Грануляцию расплава меди проводят на промышленной установке, включающей плавильную отражательную печь емкостью 15 т меди, снабженную желобом для слива расплава, два зумпфа, заполненных водой по 25 м3, форсунки для создания регулируемого подводного водо-воздушного потока. Перед сливом меди из отражательной печи осуществляют доводку расплава, растворяя в нем металлический кремний.Example 1. Granulation of a copper melt is carried out in an industrial installation, including a melting reflective furnace with a capacity of 15 tons of copper, equipped with a chute for draining the melt, two sumps filled with water of 25 m 3 each, nozzles for creating a controlled underwater water-air flow. Before draining the copper from the reflective furnace, the melt is refined, dissolving the metallic silicon in it.
Расплав меди с 0,1% кремния выпускают из печи и сливают непосредственно в воду. В месте слива в воду меди на глубине 0,5 м направляют горизонтально водо-воздушный поток с давлением 0,15 МПа. Расход воды на подводное сопло составлял 40 м/ч, соотношение между начальным давлением воды и приростом общего давления водо-воздушного потока 1:2, угол наклона водо-воздушного потока к горизонту к глубине его погружения равен 0 град.угловых/м. A copper melt with 0.1% silicon is discharged from the furnace and poured directly into water. At the place of discharge of copper into the water at a depth of 0.5 m, a horizontal air-water flow with a pressure of 0.15 MPa is directed. The water consumption for the underwater nozzle was 40 m / h, the ratio between the initial water pressure and the increase in the total pressure of the water-air flow is 1: 2, the angle of inclination of the water-air flow to the horizon to its immersion depth is 0 deg.
Грануляция идет безопасно, без хлопков в широком интервале производительности по сливаемой меди от 10 до 50 т/ч. Granulation is safe, without claps in a wide range of performance for the drainable copper from 10 to 50 t / h.
Получены гранулы неправильной пластинчатой формы, удельная поверхность гранул составляет до 2800 см2/кг. Основная часть гранул (до 70%) имеет габаритные размеры более 30 мм. Насыпная плотность, характеризующая удельную поверхность, составляет 1730 кг/м3
Пример 2. Гранулирование меди осуществляют так же, как в примере 1. В месте слива расплава меди в воду на глубине 0,4 м направляют водо-воздушный поток с отношением угла наклона его к горизонту к глубине его погружения (+25) град.угловых/м при соотношении начального давления воды и прироста общего давления водо-воздушного потока 1:1.Received granules of irregular plate shape, the specific surface of the granules is up to 2800 cm 2 / kg The main part of the granules (up to 70%) has overall dimensions of more than 30 mm. The bulk density characterizing the specific surface is 1730 kg / m 3
Example 2. The granulation of copper is carried out in the same way as in example 1. At the place of discharge of the copper melt into water at a depth of 0.4 m direct air-water flow with a ratio of the angle of inclination of it to the horizon to the depth of immersion (+25) of angle. / m with a ratio of the initial water pressure and the increase in the total pressure of the water-air flow 1: 1.
Получены гранулы неправильной пластинчатой формы. Received granules of irregular plate shape.
Основная часть гранул имеет габаритные размеры более 30 мм. Насыпная плотность, характеризующая удельную поверхность, составляет 1810 кг/м3, удельная поверхность гранул 1810 см2/кг.The main part of granules has overall dimensions of more than 30 mm. The bulk density characterizing the specific surface is 1810 kg / m 3 , the specific surface of the granules is 1810 cm 2 / kg.
Пример 3. Гранулирование меди осуществляют так же, как в примере 1. В месте слива расплава меди в воду на глубине 0,7 м направляют водо-воздушный поток с отношением угла наклона его к горизонту к глубине его погружения (-40) град.угловых/м при соотношении начального давления. Example 3. The granulation of copper is carried out in the same way as in example 1. In the place of discharge of the copper melt into water at a depth of 0.7 m direct air-water flow with a ratio of its angle of inclination to the horizon to the depth of immersion (-40) of the corner / m at a ratio of initial pressure.
Пример 4. (по прототипу, в режиме грануляции). На промышленной установке в цехе АООТ "Уралэлектромедь" сливные желоба для расплава меди оборудованы форсунками для осуществления известного способа в режиме грануляции. Example 4. (on the prototype, in the granulation mode). At an industrial installation in the workshop of AOOT "Uralelectromed" drain troughs for copper melt are equipped with nozzles for implementing the known method in the granulation mode.
Диспергирование расплава меди ведут струями воды над поверхностью воды в зумпфе. Дробленый водой расплав падает в воду, где происходит охлаждение и формирование гранул. Устойчивость грануляции обеспечивается при производительности по сливаемой меди не выше 5 т/ч. Dispersion of the copper melt is carried out by jets of water above the surface of the water in the sump. The water-crushed melt falls into the water, where it is cooled and granules are formed. Granulation stability is ensured when the performance of the drained copper is not higher than 5 t / h.
По гранулометрическому составу до 40% гранул имеют крупность менее 10 мм, форма гранул округлая при сливе в нагретую воду; неправильная, утолщенная при сливе в холодную воду. According to the particle size distribution, up to 40% of the granules have a particle size of less than 10 mm, the shape of the granules is rounded when drained into heated water; wrong, thickened when draining into cold water.
Средняя удельная поверхность не более 1300 см2/кг, насыпная плотность не менее 4000 кг/м3.The average specific surface is not more than 1300 cm 2 / kg, bulk density is not less than 4000 kg / m 3 .
В реальных условиях производства медного купороса скорость растворения гранул, изготовленных таким способом, составила 40-50% от скорости растворения гранул, полученных заявляемым способом. In real conditions of production of copper sulfate, the dissolution rate of granules made in this way amounted to 40-50% of the dissolution rate of granules obtained by the claimed method.
Положительные результаты испытания способа в условиях работы АООТ "Уралэлектромедь" позволяют считать заявляемый способ грануляции меди промышленно применимым. Positive test results of the method under the operating conditions of AOOT "Uralelectromed" allow us to consider the claimed method of copper granulation industrially applicable.
Преимущества промышленного использования предлагаемого способа следующие. The advantages of industrial use of the proposed method are as follows.
Способ позволяет получить гранулы пластинчатой формы увеличенных габаритных размеров, увеличить их удельную поверхность. гарантирующую эффективное растворение меди в существующих аппаратах-оксидизерах; позволяет достичь более высокой производительности по сливаемому металлу; обеспечивает простоту обслуживания отражательной печи при выпуске металла. The method allows to obtain granules of plate shape of increased overall dimensions, to increase their specific surface area. guaranteeing effective dissolution of copper in existing oxidizer apparatuses; allows to achieve higher performance on the merged metal; provides easy servicing of the baffle furnace during metal production.
Это позволяет отдать предпочтение заявляемому способу при отказе от существующего способа получения гранул меди с насыщением ее расплава серой. This allows you to give preference to the claimed method when abandoning the existing method for producing granules of copper with saturation of its melt with sulfur.
Экологические преимущества способа: отсутствуют выбросы диоксида серы в атмосферу; отсутствует сброс воды после грануляции, загрязненной серной кислотой; отсутствует шлам после растворения гранул, содержащий до 8% серы, которая также выбрасывается в атмосферу при переплавке шлама в анодных печах. Environmental advantages of the method: there are no emissions of sulfur dioxide in the atmosphere; there is no discharge of water after granulation contaminated with sulfuric acid; there is no sludge after the dissolution of granules, containing up to 8% sulfur, which is also released into the atmosphere when the sludge is remelted in anode furnaces.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95117164A RU2071981C1 (en) | 1995-10-10 | 1995-10-10 | Method of copper granulation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95117164A RU2071981C1 (en) | 1995-10-10 | 1995-10-10 | Method of copper granulation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2071981C1 true RU2071981C1 (en) | 1997-01-20 |
| RU95117164A RU95117164A (en) | 1997-08-27 |
Family
ID=20172647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95117164A RU2071981C1 (en) | 1995-10-10 | 1995-10-10 | Method of copper granulation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2071981C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2558804C1 (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-10 | Оао "Некк" | Metal pellet making device |
-
1995
- 1995-10-10 RU RU95117164A patent/RU2071981C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1653902, кл. В 22 F 9/08, 1991. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2558804C1 (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-10 | Оао "Некк" | Metal pellet making device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109207659A (en) | A kind of granulating device and heat recovery method of liquid slag | |
| DE2727618C2 (en) | ||
| RU2071981C1 (en) | Method of copper granulation | |
| JP3461344B2 (en) | Method for producing amorphous metal, method and apparatus for producing amorphous metal fine particles, and amorphous metal fine particles | |
| US5017218A (en) | Method and apparatus for the production of metal granules | |
| DE4135146C2 (en) | Method and device for remelting and refining magnesium and magnesium alloys | |
| CN106755662B (en) | The resource recovery device and method of Copper converter smelting slag | |
| US5462578A (en) | Method for the extraction of the metallic phase from dispersed mixtures of light metals and nonmetallic components | |
| CN113604680A (en) | Magnesium alloy flux slag recovery equipment and recovery process thereof | |
| WO1995015929A1 (en) | Slag granulation method and container by air crushing | |
| CN209443023U (en) | A kind of slag handling system for avoiding grain slag from exploding | |
| GB2231519A (en) | Adjusting electrode isotherms within electro-slag remelting | |
| RU2237546C1 (en) | Copper granulation method | |
| CA2073706A1 (en) | Apparatus and process for the refinement of molten metal | |
| GB2092016A (en) | Process for producing granulated catalyst for the synthesis of ammonia | |
| SU1652030A1 (en) | Device for producing metallic granules | |
| WO1993001131A1 (en) | Process and device for the continuous treatment of silicon | |
| SU876307A1 (en) | Device for granulaing metallic melts | |
| RU2231419C1 (en) | Method for producing pellets and powders of rare, radioactive metals and their alloys | |
| RU2144424C1 (en) | Method for granulation of materials | |
| KR100768804B1 (en) | Method for producing amorphous metal, method and apparatus for producing amorphous metal fine particles, and amorphous metal fine particles | |
| DE10148152B4 (en) | Method and apparatus for cooling ladle and converter slags | |
| JPS6131077B2 (en) | ||
| SU1671629A1 (en) | Method of molten slag granulation | |
| SU1564134A1 (en) | Device for granulation of slag melts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131011 |