RU2191210C2 - Печной агрегат для пирометаллургической переработки полиметаллического сырья и способ переработки - Google Patents

Печной агрегат для пирометаллургической переработки полиметаллического сырья и способ переработки Download PDF

Info

Publication number
RU2191210C2
RU2191210C2 RU99120954/02A RU99120954A RU2191210C2 RU 2191210 C2 RU2191210 C2 RU 2191210C2 RU 99120954/02 A RU99120954/02 A RU 99120954/02A RU 99120954 A RU99120954 A RU 99120954A RU 2191210 C2 RU2191210 C2 RU 2191210C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace
converter
polymetallic
oxygen
containing gas
Prior art date
Application number
RU99120954/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU99120954A (ru
Inventor
нцев К.И. Багр
К.И. Багрянцев
В.С. Азаров
Original Assignee
Багрянцев Константин Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Багрянцев Константин Иванович filed Critical Багрянцев Константин Иванович
Priority to RU99120954/02A priority Critical patent/RU2191210C2/ru
Publication of RU99120954A publication Critical patent/RU99120954A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2191210C2 publication Critical patent/RU2191210C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Использование: в цветной металлургии при переработке полиметаллических материалов в пирометаллургическом агрегате, состоящем из шахтной печи с многоуровневым расположением системы фурм и отстойником, совмещенным с конвертером. Этот агрегат можно использовать для селекции разнообразного исходного сырья в низкошахтной печи, в том числе коллективные и промпродукты, пылевидные материалы и вторичное сырье. Регулируя расход кислородосодержащего газа в определенном соотношении между разными уровнями системы фурм, можно изменять состав газов от окислительных до восстановительных за счет величины отношения СО/СО2. Низкий столб шихты позволяет снизить требования к механическим свойствам материалов и одновременно уменьшить вынос мелких фракций компонентов шихты. Этот агрегат и технология позволяют снизить расход кокса и капитальные затраты, увеличить производительность, использовать бедное полиметаллическое сырье. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к печному агрегату для пирометаллургической переработки полиметаллического сырья и способу переработки.
Известен способ и печной агрегат с шахтной печью и передним электрообогреваемым горном-отстойником для переплава вторичного медьсодержащего сырья или на восстановительных плавках окисленных никелевых руд, в том числе брикетированных, включающий загрузку кокса, флюсов и прочих компонентов шихты. Плавку ведут при высоте столба шихты 4-4,5 м от плоскости фурм. Воздух подают в печь через однорядовую систему фурм. При шахтной плавке для получения, например, олова топливом служит кокс или древесный уголь в поперечнике 60-100 мм (не менее 20 мм). Металлургические пыли в основном перерабатывают гидрометаллургическим методом. При гидрометаллургии используют жидкий штейн с вдуванием пылевидных материалов.
Недостатком их являются использование шихты с регламентированными физическими свойствами, химическим и фракционным составами, многостадийность процесса на нескольких агрегатах, узкая специализация конкретной шахтной печи для определенного вида сырья, большие трудо- и энергозатраты.
Известен печной агрегат и способ получения легколетучих металлов, включающих две тесно связанные печи: восстановительная печь и конвертор, которые взаимно соединены посредством, по крайней мере, одного канала для взаиморециркуляции расплавов из шахтной печи в конвертор и наоборот с целью продувки штейна в конверторе на металлическую медь, которая перетекает в восстановительную печь, где химически вытесняет из сульфидов легколетучие металлы, удаляемые в возгоны.
Недостатком этого процесса является действие его в периодическом режиме, между 2-мя печами транспортируются несколько раз большие количества матта и металлической меди, что ведет к дополнительным вредным выбросам паров, повышенному износу футеровки.
Известен печной агрегат для пирометаллургической переработки полиметаллического сырья, содержащий, по крайней мере, две тесно связанные печи, одна из которых - плавильная печь с фурмами, а другая - конвертор с выпускным отверстием-шпуром и фурмами, при этом две печи взаимно соединены посредством, по крайней мере, одного канала, один конец которого, ближайший к плавильной печи или к конвертору, погружен в сплав горизонтально, ниже или выше другого его конца /см. патент РФ 2117058, С 22 В 5/02, 1994/.
Однако известный печной агрегат имеет недостаточную производительность процесса, недостаточную эффективность и степень извлечения металлов из полиметаллических руд, высокий расход кокса и низкие технологические возможности.
Известен способ пирометаллургической переработки полиметаллического сырья, включающий загрузку исходной шихты на основе полиметаллического сырья в плавильную печь, непрерывную продувку кислородосодержащим газом, плавление и перелив жидкого металла в конвертор, отстой расплава, удаление шлака, конвертирование жидкого металла в конверторе продувкой кислородосодержащим газом с последующей подачей в случае необходимости в жидкий металл флюса и выпуск готового металла или штейна /см. патент РФ 2117058, С 22 В 5/02, 1994/.
Однако известный способ имеет недостаточную производительность процесса, недостаточную эффективность и степень извлечения металлов из полиметаллических руд, высокий расход кокса и низкие технологические возможности.
В основу изобретения положена задача создания способа и печного агрегата для пирометаллургической переработки полиметаллического сырья, обладающего высокой производительностью, повышенной эффективностью и степенью извлечения металлов из полиметаллических руд, а также уменьшенным расходом кокса и широкими технологическими возможностями по переработке большого диапазона полиметаллических руд.
Поставленная задача решается тем, что в печном агрегате для пирометаллургической переработки полиметаллического сырья, содержащем, по крайней мере, две тесно связанные печи, одна из которых - плавильная печь с фурмами, а другая - конвертор с выпускным отверстием-шпуром и фурмами, при этом две печи взаимно соединены посредством, по крайней мере, одного канала, один конец которого, ближайший к плавильной печи или к конвертору, погружен в расплав горизонтально, ниже или выше другого его конца, отличительной особенностью является то, что плавильная печь выполнена в виде низкошахтной печи, в которой фурмы для непрерывной продувки кислородосодержащим газом размещены на оси отверстия фурмы каждого последующего уровня относительно предыдущего на расстояние, составляющее 0,35-0,65 от расстояния между осями отверстий фурм предыдущего уровня, конвертор дополнительно снабжен торцевым П-образным газоходом с горизонтальным отводом-царгой, торец которого через герметизирующий уплотнитель соединен со стационарной камерой, диаметр горизонтального конвертора составляет 0,32-0,64 от его длины, а фурмы для подачи кислородосодержащего газа размещены вдоль горизонтальной образующей конвертора. При этом фурмы конвертора дополнительно снабжены установленными в их отверстиях горелками. При этом объем отстойной зоны конвертора превышает объем горна шахтной плавильной печи в 1,2-2,1 раза.
В части способа поставленная задача решается тем, что в способе пирометаллургической переработки полиметаллического сырья, включающем загрузку исходной шихты на основе полиметаллического сырья в плавильную печь, непрерывную продувку кислородосодержащим газом, плавление и перелив жидкого металла в конвертор, отстой расплава, удаление шлака, конвертирование жидкого металла в конверторе продувкой кислородосодержащим газом с последующей подачей в случае необходимости в жидкий металл флюса и выпуск жидкого металла или штейна, отличительной особенностью является то, что в качестве плавильной печи используют низкошахтную печь, непрерывную подачу дутья кислородосодержащего газа осуществляют на разных уровнях по высоте перерабатываемого полиметаллического материала при количестве уровней дутья от 2 до 5 на каждый метр высоты столба проплавляемого полиметаллического материала, через фурмы, расположенные на внешней оболочке шахтной печи со смещением оси отверстия фурм каждого последующего уровня, считая снизу, на расстояние, составляющее 0,35-0,65 от расстояния между осями отверстий фурм предыдущего уровня, при равных или различных давлении и расходе кислородосодержащего газа по уровням дутья, при этом дутье кислородосодержащим газом осуществляют под давлением от 1 до 10 ати при его расходе от 5 до 75 м32•мин, отстой жидкого металла во внутреннем горне шахтной плавильной печи осуществляют в течение 15-120 минут, в исходную шихту на основе полиметаллического концентрата и/или вторичного сырья различного вида дополнительно вводят сульфидные концентраты с размером частиц от 30 до 6000 микрон и/или кокс размерами частиц от 40 до 5000 микрон в количестве 5-55 мас.% от веса используемого при плавке полиметаллического материала, при этом часть кокса в шихте может быть заменена дутьем природного газа или энергетическим углем в количестве 0,18-0,78 от количества кокса в шихте. При этом исходные компоненты шихты загружают в шахтную плавильную печь послойно в виде брикетов, и/или окатышей, и/или агломератов, и/или их смесей, а часть исходного полиметаллического концентрата или вторичного сырья в шихте может быть заменена на оборотный и/или отвальный шлак. При этом на этапе восстановительных процессов плавки осуществляют продувку природным газом. При этом при использовании полиметаллического концентрата с высоким содержанием железа и/или цинка в исходную шихту дополнительно вводят в качестве флюса кремнезем, и/или оксид кальция, и/или оборотный шлак.
В течение длительной экспериментальной практики проведения плавильных операций пирометаллургической переработки полиметаллического сырья было установлено, что с использованием всех отличительных признаков предложенных печного агрегата и способа удалось создать технологический процесс пирометаллургической переработки полиметаллического сырья, обладающий повышенной на 25-40% производительностью процесса, повышенной эффективностью и степенью извлечения металлов из полиметаллических руд. При этом достигнуто снижение расхода кокса на 20-45% и расширены технологические возможности способа по переработке большого диапазона полиметаллических руд с различным содержанием меди, олова, цинка, серы, титана и др.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан общий вид печного агрегата. Печной агрегат состоит из низкошахтной плавильной печи 1 с многоуровневыми фурмами 2 подачи кислородосодержащего газа и с отверстием 3 для выпуска шлака, а также из соединенного каналом 4 с плавильной печью бочкообразного конвертора 5, содержащего расположенные вдоль его горизонтальной образующей фурмы 6 дутья кислородсодержащим газом, выпускное отверстие-шпур 7 и П-образный газоход 8 с горизонтальным отводом-царгой 9, торец которого через герметизирующий уплотнитель 10 соединен со стационарной камерой 11 для сбора пыли. При этом фурмы 6 конвертора 5 дополнительно снабжены установленными в их отверстиях горелками.
Печной агрегат работает следующим образом. В низкошахтную печь сверху послойно загружают исходную шихту на основе полиметаллического концентрата и/или вторичного сырья, при этом часть полиметаллического концентрата и/или вторичного сырья заменяют на оборотный и/или отвальный шлак, а также используют в качестве флюса кремнезем, и/или оксид кальция, и/или оборотный шлак. Кислородосодержащий газ непрерывно подают через фурмы 2, размещенные на нескольких уровнях по высоте переплавляемого в шахтной плавильной печи материала. Количество уровней выбрано от 2 до 5 на каждый метр по высоте зоны переплава.
При этом отверстия фурмы каждого последующего уровня, считая снизу, относительно предыдущего смещены на расстояние, составляющее 0,35-0,65 от расстояния между осями отверстий фурм 2 предыдущего уровня. Такое расположение фурм в сочетании с равными или различными давлении и расходе кислородосодержащего газа по уровням дутья позволяет в процессе плавления обеспечить регулирование продувки всего проплавляемого объема исходной шихты кислородосодержащим газом, что в свою очередь обеспечивает проведение процесса плавления исходной шихты за более короткое время. Выбранные параметры дутья описаны в способе пирометаллургической переработки. Постоянно стекающий в горн шахтной печи 1 жидкий металл по мере накопления необходимого объема отстаивают, выпускают отвальный шлак через отверстие 3 корпуса 1, а жидкий металл с оставшимся шлаком по каналу 4 передается в конвертор 5. В конверторе 5 жидкий металл отстаивают, конвертор на роликах поворачивают для слива оборотного шлака. Затем конвертор 5 поворачивают на фурмы и продувают кислородосодержащим газом с последующей подачей в случае необходимости в жидкий металл флюса. Жидкий готовый металл или штейн через выпускное отверстие-шпур 7 сливают в разливочный ковш. Образующиеся в процессе плавления газы и пыль, содержащие олово, цинк, свинец, серу, мышьяк и т.п., улавливают на выходе из шахтной плавильной печи, а в конверторе 5 газы отсасываются через П-образный газоход 8 и стационарную камеру 11 и далее направляют в химический цех, например, для извлечения серы, а оседающая в стационарной камере 11 пыль по мере накопления удаляется через люки для последующего использования при плавке.
Способ осуществляется следующим образом. В низкошахтную плавильную печь загружают слой за слоем исходную шихту на основе полиметаллического концентрата и/или вторичного сырья, сульфидные концентраты с размером частиц от 30 до 6000 микрон и/или кокс с размерами частиц от 40 до 5000 микрон. При этом сульфидные концентраты и/или кокс вводят в количестве от 5 до 55 мас.% от веса загружаемого для переплава полиметаллического материала, а все компоненты шихты могут быть загружены в виде брикетов, и/или окатышей, и/или агломератов, и/или их смесей, или часть исходного полиметаллического концентрата или вторичного сырья в шихте может быть заменена на оборотный и/или отвальный шлак. При использовании при шихтовке полиметаллического материала с высоким содержанием железа и/или цинка в исходную шихту дополнительно вводят в качестве флюса кремнезем, и/или оксид кальция, и/или оборотный шлак. Часть кокса в шихте заменяют дутьем природного газа или энергетическим углем в количестве 0,18-0,78 от количества кокса в шихте.
Продувку периодически загружаемых в плавильную печь шихтовых материалов кислородосодержащим газом осуществляют постоянно, причем подачу дутья кислородосодержащего газа ведут на разных уровнях по высоте проплавляемой исходной шихты. Количество уровней выбрано от 2 до 5 на каждый метр высоты столба проплавляемого материала, а дутье осуществляют через фурмы, расположенные на внешней оболочке шахтной плавильной печи со смещением оси отверстия фурмы каждого последующего уровня, считая снизу, на расстояние, составляющее 0,35-0,65 от расстояния между осями отверстий фурм предыдущего уровня. Дутье кислородосодержащим газом осуществляют под давлением от 1 до 10 ати с обеспечением его расхода от 5 до 75 м32•мин, при равных или различных давлении и расходе по уровням дутья.
Предложенное расположение фурм в сочетании с использованием равных или различных давлении и расходе кислородосодержащего газа обеспечивает в процессе плавления регулирование продувки всего проплавляемого объема загружаемой исходной шихты кислородосодержащим газом. По мере накопления во внутреннем горне шахтной плавильной печи достаточного объема жидкого металла его отстаивают в течение 15-120 минут в зависимости от объема накопленного жидкого металла, выпускают шлак, а жидкий металл с оставшимся шлаком передают в конвертор.
В конверторе жидкий металл отстаивают, сливают шлак, поворачивают конвертор на фурмы и продувают кислородосодержащим газом. При этом в случае необходимости подают в жидкий металл флюс. Готовый жидкий металл или штейн через выпускное отверстие-шпур сливают в разливочный ковш.
Если объем получаемого в шахтной плавильной печи жидкого металла превышает рабочий объем конвертора, то для его конвертирования используют второй, рядом установленный конвертор.
Исследования показали, что в шахтной печи с 2-уровневым расположением системы фурм, при неизменном суммарном расходе воздуха, увеличение его часового расхода через их верхний ряд за счет нижнего прекращалось выбивание газов в неплотностях дымового тракта и повышалась температура металлического кожуха печи на 40-60oС, вынос пылевидных фракций уменьшался. При пропускании повторно всего воздуха только через нижний ряд фурм давление газов в шахтной печи и температура металлического кожуха восстановилась. Для сравнения были проведены 2 плавки с одинаковыми расходами воздуха на брикетах из смеси коксовой пыли УСТК и бедного полиметаллического промпродукта с продувкой через 2 и 1 ряд системы фурм. Результаты технико-экономических показателей этих плавок приведены в табл.1.
В табл. 2 представлены сравнительные результаты пирометаллургических процессов, осуществленных известным и предложенным способами.

Claims (7)

1. Печной агрегат для пирометаллургической переработки полиметаллического сырья, содержащий по крайней мере две тесно связанные печи, одна из которых - плавильная печь с фурмами, а другая - конвертер с выпускным отверстием - шпуром и фурмами, при этом две печи взаимно соединены посредством по крайней мере одного канала, один конец которого, ближайший к плавильной печи или к конвертеру, погружен в расплав горизонтально, ниже или выше другого его конца, отличающийся тем, что плавильная печь выполнена в виде низкошахтной печи, в которой фурмы для непрерывной продувки кислородсодержащим газом размещены на нескольких уровнях, при этом количество уровней составляет от 2 до 5 на каждый метр по высоте зоны переплава полиметаллического материала, фурмы шахтной печи расположены по высоте печи со смещением оси отверстия фурмы каждого последующего уровня, относительно предыдущего, на расстояние, составляющее 0,35-0,65 от расстояния между осями отверстий фурм предыдущего уровня, конвертер дополнительно снабжен торцевым П-образным газоходом с горизонтальным отводом-царгой, торец которого через герметизирующий уплотнитель соединен со стационарной камерой, диаметр горизонтального конвертера составляет 0,32-0,64 от его длины, а фурмы для подачи кислородсодержащего газа размещены вдоль горизонтальной образующей конвертера.
2. Печной агрегат по п.1, отличающийся тем, что фурмы конвертера дополнительно снабжены установленными в их отверстиях горелками.
3. Печной агрегат по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что объем отстойной зоны конвертера превышает объем горна шахтной плавильной печи в 1,2-2,1 раза.
4. Способ пирометаллургической переработки полиметаллического сырья, включающий загрузку исходной шихты на основе полиметаллического сырья в плавильную печь, непрерывную продувку кислородсодержащим газом, плавление и перелив жидкого металла в конвертер, отстой расплава, удаление шлака, конвертирование жидкого металла в конвертере продувкой кислородсодержащим газом с последующей подачей в случае необходимости в жидкий металл флюса и выпуск готового металла или штейна, отличающийся тем, что в качестве плавильной печи используют низкошахтную печь, непрерывную подачу дутья кислородсодержащего газа осуществляют на разных уровнях по высоте перерабатываемого полиметаллического материала при количестве уровней дутья от 2 до 5 на каждый метр высоты столба проплавляемого полиметаллического материала, через фурмы, расположенные на внешней оболочке шахтной печи со смещением оси отверстия фурмы каждого последующего уровня, считая снизу, на расстояние, составляющее 0,35-0,65 от расстояния между осями отверстий фурм предыдущего уровня, при равных или различных давлении и расходе кислородсодержащего газа по уровням дутья, при этом дутье кислородсодержащим газом осуществляют под давлением от 1 до 10 ати при его расходе от 5 до 75 м32•мин, отстой жидкого металла во внутреннем горне шахтной плавильной печи осуществляют в течение 15-120 мин, в исходную шихту на основе полиметаллического концентрата и/или вторичного сырья различного вида дополнительно вводят сульфидные концентраты с размерами частиц от 30 до 6000 мкм и/или кокс с размерами частиц от 40 до 5000 мкм в количестве 5-55 мас.% от веса используемого при плавке полиметаллического материала, при этом часть кокса в шихте может быть заменена дутьем природного газа или энергетическим углем в количестве 0,18-0,78 от количества кокса в шихте.
5. Способ по п,4, отличающийся тем, что исходные компоненты шихты загружают в шахтную плавильную печь послойно в виде брикетов, и/или окатышей, и/или агломератов и/или их смесей, а часть исходного полиметаллического концентрата или вторичного сырья в шихте может быть заменена на оборотный и/или отвальный шлак.
6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что на этапе восстановительных процессов плавки осуществляют продувку природным газом.
7. Способ по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что при использовании металлического концентрата с высоким содержанием железа и/или цинка в исходную шихту дополнительно вводят в качестве флюса кремнезем и/или оксид кальция, и/или оборотный шлак.
RU99120954/02A 1999-10-08 1999-10-08 Печной агрегат для пирометаллургической переработки полиметаллического сырья и способ переработки RU2191210C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99120954/02A RU2191210C2 (ru) 1999-10-08 1999-10-08 Печной агрегат для пирометаллургической переработки полиметаллического сырья и способ переработки

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99120954/02A RU2191210C2 (ru) 1999-10-08 1999-10-08 Печной агрегат для пирометаллургической переработки полиметаллического сырья и способ переработки

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99120954A RU99120954A (ru) 2001-09-20
RU2191210C2 true RU2191210C2 (ru) 2002-10-20

Family

ID=20225505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99120954/02A RU2191210C2 (ru) 1999-10-08 1999-10-08 Печной агрегат для пирометаллургической переработки полиметаллического сырья и способ переработки

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2191210C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455375C1 (ru) * 2011-01-13 2012-07-10 Закрытое акционерное общество научно-производственное объединение "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ЗАО "НПО "ВУХИН") Способ получения никелевого штейна

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Автогенные процессы производства тяжелых цветных металлов за рубежом. ЦНИИЭиИЦМ. Серия: Производство тяжелых цветных металлов. Обзорная информация. - М.: 1981, вып.9, с. 11, рис. 4, стр. 18-20, рис. 7. Пути интенсификации процесса восстановления оловянных концентратов, ЦНИИиИЦМ. Серия: Производство тяжелых цветных металлов. Обзорная информация. - М.: 1982, вып.3, с. 29-39. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455375C1 (ru) * 2011-01-13 2012-07-10 Закрытое акционерное общество научно-производственное объединение "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ЗАО "НПО "ВУХИН") Способ получения никелевого штейна

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2407812C2 (ru) Эксплуатация печи для извлечения оксида железа с обеспечением энергосбережения, удаления летучих металлов и контроля шлака
EP0441052A1 (en) Method for recovering zinc from zinc-containing waste materials
CN104105802A (zh) 贱金属回收
PL135369B1 (en) Method of reclaiming volatile metals form materials containing metal oxides
US4571259A (en) Apparatus and process for reduction of metal oxides
JPS634613B2 (ru)
US7740681B2 (en) Reductant addition in a channel induction furnace
JPH021216B2 (ru)
RU2689828C2 (ru) Способ извлечения металлов из вторичного сырья и других материалов с органическими компонентами
SU1128844A3 (ru) Способ получени черновой меди из медной руды
US7785389B2 (en) Feed material composition and handling in a channel induction furnace
US7776126B2 (en) Processing parameters for operation of a channel induction furnace
Errington et al. The ISA-YMG lead smelting process
RU2191210C2 (ru) Печной агрегат для пирометаллургической переработки полиметаллического сырья и способ переработки
Mackey et al. Modern continuous smelting and converting by bath smelting technology
WO2009114157A2 (en) Feed material compostion and handling in a channel induction furnace
Besta et al. Alkaline carbonates in blast furnace process
US3715202A (en) Method for desulphurizing pig iron
RU2614293C2 (ru) Способ переработки низкоавтогенного сырья в печах взвешенной плавки
JPH0158258B2 (ru)
US789648A (en) Method of continuously producing matte by dissolving ores.
US977996A (en) Method of smelting and refining copper ores and compounds.
US20230314076A1 (en) Smelting apparatus and metallurgical processes thereof
US2879158A (en) Method for the separation of impurities from cobalt-containing materials
JPH0152453B2 (ru)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees