RU2194781C2 - Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо - Google Patents
Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо Download PDFInfo
- Publication number
- RU2194781C2 RU2194781C2 RU2000129627A RU2000129627A RU2194781C2 RU 2194781 C2 RU2194781 C2 RU 2194781C2 RU 2000129627 A RU2000129627 A RU 2000129627A RU 2000129627 A RU2000129627 A RU 2000129627A RU 2194781 C2 RU2194781 C2 RU 2194781C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxygen
- carbon
- zone
- slag
- containing material
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области цветной и черной металлургии и касается способов получения жидкого металла при переработке окисленного металлосодержащего природного сырья и техногенных материалов (отходов цинксодержащих, медьсодержащих, никельсодержащих, железосодержащих и т.д.). Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо, включает подачу в окислительную зону двухзонной печи в шлаковый расплав шихты, состоящей из исходного сырья флюсов, жидкого или твердого перерабатываемого шлака, углеродсодержащего материала и кислородсодержащего дутья, расплавление шихты с образованием шлака, поступающего в восстановительную зону, в которую подают углеродсодержащий материал, кислородсодержащее дутье и дополнительные флюсы, выпуск продуктов плавки, причем при переработке окисленного сырья в окислительную зону печи подают углеродсодержащий материал и кислород в количествах, необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла и образования жидкого шлака, а в восстановительную зону углеродсодержащий материал и кислород подают в количествах, необходимых для восстановления оксидов извлекаемых металлов и компенсации тепловых затрат, при этом отношение удельного расхода углеродсодержащего материала на тонну извлекаемого металла в окислительной и восстановительной зонах поддерживают в пределах 0,3 - 2,5, а отношение удельных расходов кислорода в этих зонах - в пределах от 0,7 - 3,0. Кроме того, отношение количеств кислорода, подаваемых в расплав и в газовую фазу над расплавом в восстановительной зоне, поддерживают в пределах 0,1 - 0,5. Обеспечивается снижение расхода топлива и восстановителя. 1 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области цветной и черной металлургии и касается способов получения жидкого металла при переработке окисленного металлосодержащего природного сырья и техногенных материалов. Изобретение может быть использовано для производства никеля, меди, цинка и железа.
Известен способ непрерывной переработки сырья, содержащего цветные металлы, в частности получения свинца из сульфидного свинцового и свинцово-цинкового сырья, включающий подачу исходного сырья и кислородсодержащего дутья в шлаковый расплав плавильной зоны с получением жидкого металла и шлака, обогащенного металлами, и отходящих сернистых газов, перелив шлака в восстановительную зону и подачу в шлак восстановительной зоны кислородсодержащего дутья с твердым, жидким или газообразным восстановителем, в результате взаимодействия которых оксиды металлов шлака восстанавливаются с образованием жидкого или газообразного металла и обедненного по извлекаемым металлам шлаки [1].
Недостатком известного способа является невозможность его использования для переработки окисленного сырья, поскольку в плавильной зоне расплавление шихты осуществляется только за счет тепла экзотермических реакций окисления сульфидов. Кроме того, в плавильной и восстановительной зонах образуются металлические расплавы различного состава, что требует и раздельной последующей доработки, и ведет к получению различных по содержанию серы отходящих газов, что требует различной системы их эвакуации и утилизации.
Техническим результатом предложенного способа является снижение расхода и требований к качеству топлива и восстановителя.
Предложенный способ отличается тем, что в шлак окислительной зоны загружают исходное сырье, флюсы, вдувают кислородсодержащий газ и подают углеродсодержащие материалы в количествах, необходимых для полного сжигания углеродсодержащего топлива до высших оксидов с максимальным выделением тепла в условиях, не допускающих получения металлической фазы, при этом образуется только шлак и нетоксичные отходящие газы.
Полученный в окислительной зоне шлак перетекает через отверстие в перегородке в восстановительную зону печи. В восстановительной зоне печи в шлак вдувают кислородсодержащее дутье и подают дополнительные флюсы и углеродсодержащие материалы в количествах, необходимых для образования условий, обеспечивающих восстановление оксидов извлекаемых металлов, образование металлической фазы и жидкого шлака, обедненного по извлекаемым металлам, с поддержанием требуемой температуры процесса. Из шлакового расплава при этом выходят газы, содержащие большое количество продуктов неполного сгорания углеродистого топлива (СО, водорода и др.). Для уменьшения расхода углеродистого топлива над расплавом в верхней части восстановительной зоны отходящие газы дожигаются, и часть тепла дожигания возвращается в расплав для компенсации тепловых потерь восстановительной зоны. Образующийся шлак и металл выпускают из восстановительной зоны печи.
Таким образом, благодаря предложенному способу плавки шихта нагревается и расплавляется в плавильной зоне в окислительных условиях полного сгорания топлива и присутствующая влага испаряется без разложения, что обеспечивает минимальный расход топлива. А оксиды извлекаемых металлов восстанавливаются из жидкого шлака при отсутствии влаги в восстановительной зоне, что снижает расход восстановителя.
В случае присутствия в шлаке металлов, обладающих высоким парциальным давлением пара, при восстановлении последние испаряются и коллектируются в схеме утилизации отходящих газов.
Пример 1.
Перерабатывается окисленная никелевая руда, содержащая 0,9% Ni и 35% Fe. В плавильную зону загружают 76,0 т/ч руды и 9,7 т/ч флюса (СаО), через фурмы вдувают 9750 м3/ч природного газа (6,9 т/ч) и 17800 м3/ч дутья с 85% кислорода. При температуре 1400oС все материалы расплавляются, образуют гомогенный шлак, который перетекает в восстановительную зону. В эту же зону загружают 4,55 т/ч угля, вдувают 6300 м3/ч (9,0 т/ч) дутья с 70% кислорода. При 1500oС в восстановительной зоне образуется ферроникель. Из восстановительной зоны выпускают 1,37 т/ч ферроникеля. Соотношение удельного расхода углеродистого материала в окислительной и восстановительной зонах составляет 1,57, а кислорода 2,77.
Пример 2.
Перерабатывают шламы от очистки газов аглодоменного производства, содержащие 1,0% Zn; 50% Fe и 8% углерода. В плавильную зону загружают 75 т/ч шихты (6 т/ч углерода). Через фурмы вдувают 2700 м3/ч метана (1,960 т/ч) и 15000 м3/ч кислородсодержащего дутья (21 т) с 80% кислорода. При температуре 1200oС все материалы расплавляются и образуют 58 т/ч гомогенного шлака, который перетекает в восстановительную зону. В восстановительную зону загружают 19,35 т/ч каменного угля, дополнительно 2 т/ч кварцевого флюса и вдувают 19100 м3/ч (24 т/ч) дутья, содержащего 70% кислорода. При температуре 1500oС образуется 35,4 т/ч чугуна и 0,81 т/ч пыли, содержащей 65% цинка. Для дожигания отходящих газов и перевода цинка в газах в окислительную форму в восстановительной зоне 3800 м3/ч дутья подают через фурмы в расплав и 15300 м3/ч в газовую фазу над расплавом. Это дает возможность перевести цинк в газе над расплавом в твердое состояние (оксид цинка) и сконцентрировать в пылях очистных аппаратов.
В этом примере соотношение в смежных зонах удельных расходов углеродистых материалов на одну тонну металла составляет 0,4 и удельных расходов кислорода 0,78. Отношение количеств кислорода, подаваемых в расплав и в газовую фазу восстановительной зоны, составляет 0,25.
Пример 3.
Перерабатывают агломерированную окисленную никелевую руду, содержащую 1,1% Ni, 24% Fe, 48% SiO2. В плавильную зону загружают 41,7 т/ч агломерата и 12.8 т/ч флюса в виде известняка. Через фурмы вдувают 5290 м3/ч природного газа (3840 т/ч, 9700 м3/ч кислорода, 2100 м3/ч воздуха). Образуется 46,2 т/ч шлака, который переливается в восстановительную зону. В восстановительную зону загружают 2,1 т/ч угля, 1,3 т/ч сульфидизатора-колчедана. Через фурмы в расплав подают 900 м3/ч кислорода и 2100 м3/ч воздуха, а в верхние фурмы для дожигания 9000 м3/ч дутья с 40% кислорода. В результате плавки получают 1,83 т/ч штейна с 20% никеля.
В случае, если отношение удельных расходов углерода в окислительной и восстановительной зонах устанавливается менее 0,3, в окислительной зоне температура расплавов уменьшается ниже температуры плавления, шлак загустевает и процесс прекращается. При увеличении соотношений удельных расходов углеродистых материалов выше 2,5 расплав перегревается и происходит утечка шлака из печи в зазорах между кессонами или через кладку, что ведет к прекращению плавки.
При изменении соотношений удельных расходов углерода в окислительной и восстановительных зонах до величины менее 0,7 создается либо недостаток кислорода в окислительной зоне, либо избыток его в восстановительной. То и другое приводит к нарушению требуемых окислительно-восстановительных потенциалов функциональных зон и ведет к расстройству и нарушению процессов получения металла. Увеличение отношения удельных расходов до величины более 3,00 приводит к перегреву окислительной зоны и охлаждению восстановительной зоны, следствием чего является замедление реакции восстановления оксидов извлекаемых металлов и увеличение потерь металлов со шлаком.
Увеличение соотношения углеродистого восстановителя и сульфидизатора сверх 2,8 приводит к появлению третьей металлической фазы, что нарушает процесс; а уменьшение соотношения ниже 0,5 снижает металлизацию штейна и приводит к возрастанию потерь никеля и кобальта со шлаком до недопустимой величины.
Следует указать, что в случае отгонки летучих металлов (цинка) необходимо снижать восстановительный потенциал газа в восстановительной зоне для окисления паров металла и образования твердых оксидов. В противном случае газы металлов не будут конденсироваться и в большей мере улетят с отходящими газами, что не позволяет достигнуть поставленной цели.
Claims (2)
1. Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо, включающий подачу в окислительную зону двухзонной печи в шлаковый расплав шихты, состоящей из исходного сырья, флюсов, жидкого или твердого перерабатываемого шлака, углеродсодержащего материала и кислородсодержащего дутья, расплавление шихты с образованием шлака, поступающего в восстановительную зону, в которую подают углеродсодержащий материал, кислородсодержащее дутье и дополнительные флюсы, выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что при переработке окисленного сырья в окислительную зону печи подают углеродсодержащий материал и кислород в кислородсодержащем дутье в количествах, необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла и образования жидкого шлака, а углеродсодержащий материал, кислородсодержащее сырье и дополнительные флюсы подают в количествах, необходимых для восстановления оксидов извлекаемых металлов в металлическую фазу и компенсации тепловых затрат, при этом отношение удельного расхода углеродсодержащего материала на тонну извлекаемого металла в окислительной и восстановительной зонах поддерживают в пределах 0,3-2,5, а отношение удельных расходов кислорода в этих зонах в пределах 0,7-3,0.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отношение количеств кислорода, подаваемых в расплав и в газовую фазу над расплавом в восстановительной зоне, поддерживают в пределах 0,1-0,5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000129627A RU2194781C2 (ru) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000129627A RU2194781C2 (ru) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000129627A RU2000129627A (ru) | 2002-11-10 |
RU2194781C2 true RU2194781C2 (ru) | 2002-12-20 |
Family
ID=20242606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000129627A RU2194781C2 (ru) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2194781C2 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541239C1 (ru) * | 2013-07-30 | 2015-02-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ переработки железосодержащих материалов в двухзонной печи |
RU2542050C1 (ru) * | 2013-07-30 | 2015-02-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ пирометаллургической переработки железосодержащих материалов |
RU2611229C2 (ru) * | 2015-09-25 | 2017-02-21 | Игорь Михайлович Шатохин | Способ переработки металлургического сырья и устройство для его осуществления |
RU2640110C1 (ru) * | 2016-12-29 | 2017-12-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ пирометаллургической переработки оксидных материалов |
RU2768798C2 (ru) * | 2015-10-16 | 2022-03-24 | Франсиско Хавьер КАРДЕНАС АРБЬЕТО | Способ извлечения металлов из концентратов серосодержащих руд |
RU2782839C1 (ru) * | 2022-04-15 | 2022-11-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН) | Способ переработки окисленных свинцово-цинковых руд |
-
2000
- 2000-11-28 RU RU2000129627A patent/RU2194781C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ванюков А.В. и др. Плавка в жидкой ванне, М.: Металлургия, 1988, с. 166-173. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541239C1 (ru) * | 2013-07-30 | 2015-02-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ переработки железосодержащих материалов в двухзонной печи |
RU2542050C1 (ru) * | 2013-07-30 | 2015-02-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ пирометаллургической переработки железосодержащих материалов |
RU2611229C2 (ru) * | 2015-09-25 | 2017-02-21 | Игорь Михайлович Шатохин | Способ переработки металлургического сырья и устройство для его осуществления |
RU2768798C2 (ru) * | 2015-10-16 | 2022-03-24 | Франсиско Хавьер КАРДЕНАС АРБЬЕТО | Способ извлечения металлов из концентратов серосодержащих руд |
RU2640110C1 (ru) * | 2016-12-29 | 2017-12-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ пирометаллургической переработки оксидных материалов |
RU2782839C1 (ru) * | 2022-04-15 | 2022-11-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН) | Способ переработки окисленных свинцово-цинковых руд |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2003261814B2 (en) | Method for producing titanium oxide containing slag | |
EP0474703B1 (en) | Manufacture of ferroalloys using a molten bath reactor | |
CA2603121A1 (en) | Operation of iron oxide recovery furnace for energy savings, volatile metal removal and slag control | |
AU2007315330B2 (en) | Recovery of non-ferrous metals from by-products of the zinc and lead industry using electric smelting with submerged plasma | |
JPS6227138B2 (ru) | ||
US4006010A (en) | Production of blister copper directly from dead roasted-copper-iron concentrates using a shallow bed reactor | |
JP3513832B2 (ja) | 移動型炉床炉の操業方法および移動型炉床炉 | |
JPS58177421A (ja) | 溶融スラグから金属を回収する方法 | |
AU2003201918B2 (en) | Process for producing molten iron | |
US5728193A (en) | Process for recovering metals from iron oxide bearing masses | |
WO2007038840A1 (en) | Method and apparatus for lead smelting | |
WO2009114155A2 (en) | Feed material compostion and handling in a channel induction furnace | |
US6136059A (en) | Process for reducing the electric steelworks dusts and facility for implementing it | |
RU2109077C1 (ru) | Способ обработки сульфида цинка или других цинксодержащих материалов, способ частичного окисления материалов, содержащих оксид цинка, сульфид цинка и сульфид железа, способ обработки исходного материала, содержащего сульфид цинка и сульфид железа | |
RU2194781C2 (ru) | Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо | |
WO2009114159A2 (en) | Feed material compostion and handling in a channel induction furnace | |
JPH11152511A (ja) | 製鋼炉ダストの処理方法及びダストペレット | |
US4515631A (en) | Method for producing blister copper | |
AU2007285415B2 (en) | A method for the commercial production of iron | |
RU2639396C1 (ru) | Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды | |
WO1997020958A1 (en) | Recovery of cobalt from slag | |
GB2234528A (en) | Zinc recovery process | |
RU2280704C1 (ru) | Способ переработки никельсодержащего железорудного сырья | |
RU2791998C1 (ru) | Способ прямого получения чугуна из фосфорсодержащей железной руды или концентрата с одновременным удалением фосфора в шлак | |
RU2000129627A (ru) | Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071129 |