RU2365546C2 - Способ получения пористого стекломатериала с низким содержанием марганца из бедных и высокофосфористых марганцевых руд - Google Patents
Способ получения пористого стекломатериала с низким содержанием марганца из бедных и высокофосфористых марганцевых руд Download PDFInfo
- Publication number
- RU2365546C2 RU2365546C2 RU2007138655/03A RU2007138655A RU2365546C2 RU 2365546 C2 RU2365546 C2 RU 2365546C2 RU 2007138655/03 A RU2007138655/03 A RU 2007138655/03A RU 2007138655 A RU2007138655 A RU 2007138655A RU 2365546 C2 RU2365546 C2 RU 2365546C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manganese
- melt
- glass material
- cao
- sio
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к переработке марганецсодержащих материалов с целью получения пористого стекломатериала. Технический результат изобретения заключается в получении пористого стекломатериала с низким содержанием марганца из марганцевых руд. Плавят шихту следующего состава, мас.%: SiO2 - 32,5; CaO - 6,86; Аl2O3 - 10,75; MgO - 2,52; Fе2O3 - 21,16; МnО - 22,4; P2O5 - 0,9; K2O - 1,0; TiO2 - 0,38; ZnO - 0,57; BaO - 0,62; Сr2O3 - 0,15; СоО - 0,06; NiO - 0,13, при содержании углерода до 0,5 мас.% сверх 100% в слабо восстановительной среде, при соотношении SiO2/CaO=4,74 и температуре 1300°С. Происходит разделение расплава и удаление металлической высокофосфористой части расплава на основе железа. В оставшемся расплаве доводят содержание углерода до 12 мас.% сверх 100% углем для создания сильно восстановительной среды и соотношение SiO2/CaO до 0,6 известняком. Повышают температуру до 1600°С, плавят до образования карбида кремния и разделения расплава на металлическую и силикатную части. Удаляют низкофосфористый ферромарганец и охлаждают силикатную часть расплава термоударом для получения стекломатериала.
Description
Изобретение относится к комплексной переработке марганецсодержащих материалов, в том числе бедных и высокофосфористых карбонатных марганцевых руд, с исключением стадии обогащения, получением пористого теплоизоляционного стекломатериала (пеносиликата) с низким содержанием марганца и дополнительных продуктов - малофосфористого ферромарганца и сплава на основе железа.
Известно, что большинство российских марганцевых руд относится к бедным и фосфористым. Они требуют сложных методов обогащения, а наличие высокого содержания фосфора существенно ограничивают сферу их потребления. Это связано с жесткими требованиями, предъявляемыми к качеству как марганцевых ферросплавов по этому показателю (характеризующемуся удельным содержанием фосфора (%) на 1% марганца в концентрате), так и пеносиликата (наличие в составе окрашивающих окислов марганца), получаемого из силикатной части расплава, для использования, в частности при получении на его основе оптически прозрачных ситаллов.
Весь опыт разделительной плавки марганецсодержащих руд, как в электрометаллургии, так и в доменном производстве, касается распределения марганца и фосфора между металлом и шлаком (процессов обогащения марганцем и обесфосфоривания) ([1] А.В.Красномовец Сб. Восстановительно-тепловая обработка железорудного и марганцевого сырья // изд. «Наука», М., 1974 - с.61-66; [2] Н.Г.Тагиров Сб. Состояние марганцево-рудной базы России и вопросы обеспечения промышленности марганцем // Тр. Первой научно-технической конференции, 12-14 мая 1999 г. - г. Екатеринбург). Силикатная составляющая не используется и уходит в отвалы.
В известном способе получения пористых стекломатериалов из металлургических шлаков ([3] RU №2114797 C1) шихта, включающая MnO, SiO2, CaO, Аl2О3, MgO, Fе2O3, SO3, Na2O, K2O, TiO2, плавилась в восстановительной среде с последующим охлаждением силикатной части расплава в режиме термоудара в водном растворе солей цинка и получением пеносиликата. Марганец распределяется между металлической и силикатной частями расплава. При этом получаемый пеносиликат содержит марганец и имеет окраску, что мешает использованию его для получения оптически прозрачных ситаллов.
В известном способе получения пористых стекломатериалов из мартеновских шлаков ([4] RU №2132306 C1) шихта, дополнительно содержащая MnO и P2O5, плавится с разделением расплава в восстановительной среде при величине массового соотношения SiO2/СaО в интервале (1-2) и содержании углерода до 3 мас.%. Пеносиликат, получаемый при этом, имеет окраску, поскольку содержит марганец. Это также мешает использованию его для получения оптически прозрачных ситаллов. Данный способ выбран в качестве прототипа по максимальному совпадению существенных признаков.
В основу заявляемого изобретения положена задача получения пористого стекломатериала (пеносиликата) с низким содержанием марганца из бедных и высокофосфористых марганцевых руд, чтобы расширить возможности использования его для получения прозрачных ситаллов, а также дополнительного извлечения низкофосфористого ферромарганца и сплава на основе железа.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения пористого стекломатериала с низким содержанием марганца из бедных и высокофосфористых марганцевых руд, заключающемся в том, что в руде следующего состава, мас.%: SiO2 - 32,5; CaO - 6,86; Аl2О3 - 10,75; MgO - 2,52; Fе2O3 - 21,16; MnO - 22,4; Р2O5 - 0,9; K2O - 1,0; TiO2 - 0,38; ZnO - 0,57; BaO - 0,62; Cr2O3 - 0,15; CoO - 0,06; NiO - 0,13; при соотношении SiO2/CaO=4,74, доводится содержание углерода до 0,5 мас.% сверх 100% бурым углем, шихта плавится с разделением расплава при температуре 1300°С сначала в слабо восстановительной среде, достигаемой добавкой углерода до 0,5 мас.% сверх 100% шихты. При этом частично восстановленное железо (попутный металл), содержащее значительное количество фосфора, сливается в изложницы. Затем в оставшемся расплаве с низким содержанием фосфора доводится: - известняком - соотношение содержаний (массовых %) SiO2/CaO до 0,6; - углем содержание углерода до 12 мас.% сверх 100%, т.е. создается сильно восстановительная среда, повышается температура до 1600°С и плавится при этих условиях до образования карбида кремния и разделения расплава. Затем силикатная часть расплава, содержащая карбид кремния, охлаждается в режиме термоудара отливом в воду с получением пеносиликата с низким содержанием марганца. Металлическая часть расплава (ферромарганец), с низким содержанием фосфора, сливается в изложницы.
Сущность заявляемого способа заключается в том, что условия первоначального плавления (операция 1): - слабо восстановительная среда (при содержании углерода до 0,5 мас.%); - температура до 1300°С, не способствуют восстановлению окиси марганца, поскольку, по термодинамическим данным, равновесие реакции:
при температуре 1300°С сдвинуто влево (константа равновесия - Kp(Mn)=0,26, а энергия Гиббса имеет положительную величину ΔG1300C=17.45 кДж). Окись фосфора в этих условиях практически полностью восстанавливается по реакции:
поскольку равновесие этой реакции практически нацело сдвинуто вправо (Kp(P)=9,145, а энергия Гиббса имеет отрицательную большую величину ΔG1300C=-450.548 кДж). Часть окислов железа также восстанавливается до металлического железа при температуре 1300°С, образуя фосфорсодержащий попутный металл на основе железа, сливаемый в изложницы.
Повышение температуры оставшейся части расплава до 1600°С, доведение соотношения содержаний, мас.%, SiO2/CaO до 0,6, а количества углерода до 12 мас.% (операция 2), в условиях формирования и удаления металла на основе железа, приводит к интенсивному образованию карбида кремния (SiC) по реакции:
Карбид кремния участвует в дальнейшем в транспортных реакциях довосстановления как остаточного железа:
(Kp(Fe)=1,65·1010, ΔG1600=-366,3 кДж),
так и марганца:
(Kp(Mn)=1,4·102, ΔG1600=-77,0 кДж). О ведущей транспортной роли кремния в процессе восстановления марганца свидетельствует также резкий рост скорости восстановления марганца при добавке карбида кремния (SiC) в расплав.
Повышение температуры до 1600°С, доведение соотношения содержаний, мас.% SiO2/CaO до 0,6, обуславливающее наличие в расплаве SiC, а содержание углерода до 12 мас.%, приводит к интенсификации процессов восстановления с разделением расплава, как в результате сдвига вправо равновесия реакции восстановления марганца по реакции 1 (Kp(Mn)=0,9, энергия Гиббса при этой температуре имеет отрицательную величину ΔG1600=-34,236 кДж), так и с участием транспортной реакции (5), а также к довосстановлению остаточного железа по реакции 4 с образованием низкофосфористого ферромарганца, сливаемого в изложницы.
Наличие карбида кремния в оставшейся силикатной части расплава состава, мас.%: SiO2 - 31,51; СаО - 50,41; Аl2О3 - 11,0; MgO - 3,78; Fе2O3 - 0,05; MnO - 0,08; P2O5 - 0,12; K2O - 0,06; TiO2 - 0,16; Cr2O3 - 1,95; BaO - 0,88; при охлаждении ее в воде в режиме термоудара приводит к взаимодействию паров воды с SiC с образованием газообразных продуктов (CO, H2), поризующих силикатную часть расплава с образованием пеносиликата с низким содержанием марганца. Таким образом, совокупность операций 1 и 2 позволяет получить как пористый стекломатериал (пеносиликат) с низким содержанием марганца из бедных и высокофосфористых марганцевых руд, так и низкофосфористый ферромарганец.
Ниже предлагаемый способ получения пористого стекломатериала с низким содержанием марганца из бедных и высокофосфористых марганцевых руд поясняется конкретным примером его осуществления.
Пример. В 500 г руды Мазульского месторождения следующего состава, мас.%: SiO2 - 32,5; СаО - 6,86; Аl2O3 - 10,75; MgO - 2,52; Fе2O3 - 21,16; MnO - 22,4; P2O5 - 0,9; K2O - 1,0; TiO2 - 0,38; ZnO - 0,57; BaO - 0,62; Cr2O3 - 0,15; СоО - 0,06; NiO - 0,13, доводят бурым углем содержание углерода до 0,5 мас.% сверх 100%, плавят шихту с разделением расплава в слабо восстановительной среде до температуры 1300°С, выдерживают при этой температуре 1 час и сливают высокофосфористый сплав на основе железа в изложницы. В оставшемся расплаве доводят содержание углерода до 12 мас.%, соотношение содержаний (мас.%) SiO2/CaO до 0,6 известняком, повышают температуру до 1600°С и плавят с разделением расплава 2,5 часа. Ферромарганец сливают в изложницы. Силикатную часть расплава охлаждают в режиме термоудара отливом в воду с получением пористого стекломатериала (пеносиликата).
Остаточное содержание в пеносиликате окислов железа и марганца, мас.%: Fе2О3 - 0,05; MnO - 0,08.
Состав ферромарганца, мас.%: Mn 84,93; Fe 5,84; Si 5,67; Al 0,69; P 0,12; Ca 0,15; Ti 0,48; Cr 2,12.
Состав высокофосфористого металла на основе железа, мас.%: Fe 93,15; Mn 3,27; P 2,41; Аl 0,08; Cr 0,08; Co 0,34; N 10,67.
Claims (1)
- Способ получения пористого стекломатериала с низким содержанием марганца из бедных и высокофосфористых марганцевых руд, включающий плавление шихты состава, мас.%: SiO2 32,5; СаО 6,86; Al2O3 10,75; MgO 2,52; Fе2O3 21,16; MnO 22,4; P2O5 0,9; K2O 1,0; TiO2 0,38; ZnO 0,57; BaO 0,62; Сr2O3 0,15; СоО 0,06; NiO 0,13, при содержании углерода до 0,5 мас.% сверх 100% в слабо восстановительной среде и при соотношении SiO2/CaO=4,74 и температуре 1300°С, разделение расплава и удаление металлической высокофосфористой части расплава на основе железа, доведение в оставшемся расплаве содержания углерода до 12 мас.% сверх 100% углем для создания сильно восстановительной среды и соотношения SiO2/CaO до 0,6 известняком, повышение температуры до 1600°С и плавление до образования карбида кремния и разделения расплава на металлическую и силикатную части, удаление низкофосфористого ферромарганца и охлаждение силикатной части расплава термоударом для получения пористого стекломатериала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007138655/03A RU2365546C2 (ru) | 2007-10-17 | 2007-10-17 | Способ получения пористого стекломатериала с низким содержанием марганца из бедных и высокофосфористых марганцевых руд |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007138655/03A RU2365546C2 (ru) | 2007-10-17 | 2007-10-17 | Способ получения пористого стекломатериала с низким содержанием марганца из бедных и высокофосфористых марганцевых руд |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007138655A RU2007138655A (ru) | 2009-04-27 |
RU2365546C2 true RU2365546C2 (ru) | 2009-08-27 |
Family
ID=41018458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007138655/03A RU2365546C2 (ru) | 2007-10-17 | 2007-10-17 | Способ получения пористого стекломатериала с низким содержанием марганца из бедных и высокофосфористых марганцевых руд |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2365546C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2533511C1 (ru) * | 2013-08-05 | 2014-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" | Способ получения пористого стекломатериала из редкометальных руд |
-
2007
- 2007-10-17 RU RU2007138655/03A patent/RU2365546C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2533511C1 (ru) * | 2013-08-05 | 2014-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" | Способ получения пористого стекломатериала из редкометальных руд |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007138655A (ru) | 2009-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6960926B2 (ja) | リチウムリッチな冶金スラグ | |
Percy | Metallurgy: the art of extracting metals from their ores | |
RU2226220C2 (ru) | Способ переработки шлаков от производства стали | |
CN101838718A (zh) | 中频电炉炉内脱磷脱硫的冶炼工艺 | |
EP3554998B1 (en) | Process for the production of commercial grade silicon | |
Piatak et al. | Metallurgical Slags | |
Byrne | The Practical Metal-Worker's Assistant | |
RU2365546C2 (ru) | Способ получения пористого стекломатериала с низким содержанием марганца из бедных и высокофосфористых марганцевых руд | |
JP2015140294A (ja) | リン酸質肥料原料、リン酸質肥料およびその製造方法 | |
Nokhrina et al. | Production and use of concentrates from polymetallic manganese ore | |
CA1086073A (en) | Electric smelting of lead sulphate residues | |
CN108085502A (zh) | 制备铝硅合金的方法 | |
RU2010145259A (ru) | Способ получения гранулированного металлического железа | |
SE440918B (sv) | Forfarande for utvinning av metallverdena i zinkhaltiga blyravaror | |
Dashevskii et al. | Dephosphorization of manganese-containing oxide melts | |
CN101457302B (zh) | 一种制备低冰镍的方法 | |
US20200048092A1 (en) | Process for recovering phosphorous from phosphoritic materials | |
US210020A (en) | Improvement in working nickel ores and manufacture of nickel | |
KR20150131623A (ko) | 고강도 인조석 제조용 조성물 및 그의 제조방법 | |
GB2153389A (en) | Process for treatment of nickel-and vanadium bearing residues | |
RU2533511C1 (ru) | Способ получения пористого стекломатериала из редкометальных руд | |
US3556774A (en) | Process for the reduction of molten iron ore | |
RU2086675C1 (ru) | Способ получения брикетов для прямого легирования стали марганцем | |
RU2005803C1 (ru) | Способ получения ферромарганца для сварочного производства | |
RU2639195C1 (ru) | Способ переработки никельсодержащих сульфидных медных концентратов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151018 |