RU2504590C1

RU2504590C1 - Processing method of oxidised ores so that matte is obtained

Info

Publication number: RU2504590C1
Application number: RU2012144042/02A
Authority: RU
Inventors: Олег Анатольевич Власов; Валерий Валентинович Мечев
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2014-01-20

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: method involves PZhV furnace smelting (bath smelting) of the charge containing calcium sulphate, carbon-bearing reducing agent and fluxes, and sulphurisation in a rotating furnace connected to the PZhV furnace. Charge is heated to the temperature of not lower than 300-350°C with sulphur-containing waste hot gases passing through the rotating furnace.

EFFECT: possible processing of low-sulphur and oxidised materials; reduction of consumption of fluxes, losses of non-ferrous metals with slags; saving of energy resources and performance of a continuous process.

1 dwg

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке окисленных руд.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the processing of oxidized ores.

Существует ряд способов восстановления металлов из окисленных руд - твердым углеродом, газами (С.И.Попель и др. Теория металлургических процессов. 1986, с.55-93). Однако переработка окисленных низкосернистых руд этими способами практически невозможна из-за высоких потерь цветных металлов со шлаками.There are a number of methods for the reduction of metals from oxidized ores - solid carbon, gases (S.I. Popel and others. Theory of metallurgical processes. 1986, p. 55-93). However, the processing of oxidized low-sulfur ores by these methods is practically impossible due to the high losses of non-ferrous metals with slag.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является заявка на изобретение №99106180, опуб. 20.01.2001. Способ переработки окисленных никелевых руд с получением штейна, включающим плавку шихты, содержащую сульфат кальция с углеродистым восстановителем, флюсы.The closest in technical essence and the achieved result is the application for invention No. 99106180, publ. 01/20/2001. A method of processing oxidized nickel ores to produce matte, including melting a mixture containing calcium sulfate with a carbon reducing agent, fluxes.

Недостатком данного способа является высокий расход сульфата кальция, углеродистого восстановителя, высокий выход газов и расход электроэнергии.The disadvantage of this method is the high consumption of calcium sulfate, a carbon reducing agent, a high gas yield and energy consumption.

Задачей изобретения является вовлечение в переработку низкосернистых и окисленных материалов, снижение расхода флюсов, потерь цветных металлов со шлаками, экономия энергоресурсов и ведение непрерывного процесса.The objective of the invention is the involvement in the processing of low sulfur and oxidized materials, reducing flux consumption, loss of non-ferrous metals with slag, saving energy and conducting a continuous process.

Достигается это тем, что согласно заявленному способу переработки окисленных руд с получением штейна, включающему плавку шихты, содержащую сульфат кальция, углеродистый восстановитель и флюсы, сульфидирование ведут в отдельной вращающейся печи, соединенной с печью ПЖВ, где происходит плавление шихты, а отходящие горячие газы, содержащие серу, проходят через вращающуюся печь, отдавая свое тепло шихте и нагревая ее не ниже 300-350°С.This is achieved by the fact that according to the claimed method of processing oxidized ores to produce matte, including smelting a mixture containing calcium sulfate, a carbon reducing agent and fluxes, sulfidation is carried out in a separate rotary kiln connected to the ПЖВ furnace, where the mixture is melted, and the hot gases are discharged, containing sulfur pass through a rotary kiln, transferring its heat to the charge and heating it not lower than 300-350 ° С.

Загрузку шихты, состоящую из низкосернистых или окисленных материалов, углеродистый восстановитель, сульфат кальция и флюсы осуществляют во вращающейся печи 1, через которую продувают горячие газы из ПЖВ 2, содержащие сернистый ангидрид (длина вращающейся печи будет зависеть от производительности агрегата). Температура отходящих газов из ПЖВ 1300-1400°С. Это достаточно для нагрева шихты до температур прохождения реакций в шихте:The charge of the mixture, consisting of low sulfur or oxidized materials, a carbon reducing agent, calcium sulfate and fluxes is carried out in a rotary kiln 1, through which hot gases from ПЖВ 2 containing sulfur dioxide are blown (the length of the rotary kiln will depend on the capacity of the unit). The temperature of the exhaust gases from the ПЖВ 1300-1400 ° С. This is enough to heat the mixture to temperatures of the passage of reactions in the mixture:

SO₂+C=0,5S₂+CO₂ SO ₂ + C = 0.5S ₂ + CO ₂ 1one CO₂+С=2СОCO ₂ + C = 2CO 22 МеО+СО=Me+CO₂ MeO + CO = Me + CO ₂ 33 2Ме+S₂=2MeS2Me + S ₂ = 2MeS 4four 2MeO+3/2S₂=2MeS+SO₂ 2MeO + 3 / 2S ₂ = 2MeS + SO ₂ 55 CaSO₄+2C=CaS+2CO₂ CaSO ₄ + 2C = CaS + 2CO ₂ 66 CaS+МеО=MeS+CaOCaS + MeO = MeS + CaO 77

Т.е. во вращающейся печи идет процесс сульфидирования оксидов. Шихта попадает в печь через загрузочное устройство 4. Газы и пыль из печи удаляются через газоход 6.Those. in a rotary kiln, the process of sulfidation of oxides. The mixture enters the furnace through the charging device 4. Gases and dust from the furnace are removed through the flue 6.

Далее сульфидированный продукт через загрузочное устройство 5 попадает в печь ПЖВ 2, где идет, в основном, окисление сульфидов железа с образованием легкоплавкого шлака за счет продувки кислородосодержащим газом через фурмы 3 и удаляется через шлаковый сифон 7, а полученный штейн (металл) удаляется через штейновый сифон 8.Next, the sulfidized product through the loading device 5 enters the furnace ПЖВ 2, where the oxidation of iron sulfides occurs mainly with the formation of low-melting slag due to purging with oxygen-containing gas through tuyeres 3 and is removed through a slag siphon 7, and the resulting matte (metal) is removed through the matte siphon 8.

За счет нагрева шихты отходящими газами происходит снижение энергии на переработку материала (материал попадает в печь с температурой не ниже 300°С), а наличие дополнительной серы за счет восстановления сернистого ангидрида по реакции (1) позволяет снизить расход сульфата кальция. Температура 300°С требуется для того, чтобы основная часть оксидов и металла превратилась в сульфиды по реакциям (4, 5). Углерод в шихте требуется как восстановитель в реакциях (1, 2, 6). Обменная реакция (7) и реакция (1) идет в печи ПЖВ - 2. Количество добавляемого углерода определяется количеством окисленного железа в форме Fe₂O₃ и Fe₃O₄, а также количеством добавляемого CaSO₄, которое зависит от содержания серы в исходном продукте и для прохождения реакции (1, 2). Первоначально печь ПЖВ и вращающаяся печь нагреваются за счет длиннофокусных газовых или мазутных горелок. Далее процесс идет за счет сгорания сульфидов и углерода, а также за счет горячих газов проходящих через вращающуюся печь (см фиг.)By heating the charge with exhaust gases, energy is reduced for processing the material (the material enters the furnace with a temperature of at least 300 ° C), and the presence of additional sulfur due to the reduction of sulfur dioxide by reaction (1) reduces the consumption of calcium sulfate. A temperature of 300 ° C is required for the bulk of the oxides and metal to turn into sulfides by reactions (4, 5). Carbon in the charge is required as a reducing agent in reactions (1, 2, 6). The exchange reaction (7) and reaction (1) takes place in the ПЖВ - 2 furnace. The amount of added carbon is determined by the amount of oxidized iron in the form of Fe ₂ O ₃ and Fe ₃ O ₄ , as well as the amount of CaSO ₄ added, which depends on the sulfur content in the initial product and for the passage of the reaction (1, 2). Initially, the ПЖВ furnace and the rotary furnace are heated by long-focus gas or oil burners. Further, the process is due to the combustion of sulfides and carbon, as well as due to hot gases passing through a rotary kiln (see Fig.)

В данном способе можно осуществить непрерывную плавку материалов.In this method, it is possible to carry out continuous melting of materials.

Проведенный анализ показал, что отличительные признаки с целью вовлечения в переработку низкосернистых окисленных материалов, снижение потерь цветных металлов со шлаками в известных аналогах не обнаружены, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критериям изобретения "новизна" и "изобретательский уровень".The analysis showed that the distinguishing features with the aim of involving low-sulfur oxidized materials in processing, reduction of non-ferrous metal losses with slags in known analogues were not found, which allows us to conclude that the technical solution meets the criteria of the invention of "novelty" and "inventive step".

Достоинством предлагаемого способа является вовлечение в переработку на ПЖВ окисленных материалов, содержащих цветные металлы, например, огарок медного производства.The advantage of the proposed method is the involvement in the processing of polyurethane liquids oxidized materials containing non-ferrous metals, for example, cinder of copper production.

Пример 1. Лабораторные испытания проводили на огарке медного производства состава % масс.: Cu - 23,1; Ni - 1,6; Со - 0,09 Fe - 46,3; S - 0,3. Шихту состава % масс.: медный огарок - 68; CaSO₄ - 8,16; С - 6,8; SiO₂ - 17,6 тщательно перемешивали, помещали в тигель под графитовую крышку и нагревали в печи до 300°С. По истечению 30 мин. шихту с тиглем нагревали до 1350°С (рабочая температура печи ПЖВ) и продували воздухом обогащенным на 30% кислородом через введенную заранее через крышку тигля алундовую трубку до получения шлака и штейна. Полученный медный штейн имел следующий химический состав % масс.: Cu - 82,2; Ni - 5,7; Co - 0,32; Fe - 6; S - 5,77.Example 1. Laboratory tests were performed on a cinder of copper production with the composition% wt.: Cu - 23.1; Ni - 1.6; Co - 0.09 Fe - 46.3; S is 0.3. The mixture composition% mass .: copper cinder - 68; CaSO ₄ - 8.16; C - 6.8; SiO ₂ - 17.6 was thoroughly mixed, placed in a crucible under a graphite lid and heated in an oven to 300 ° C. After 30 minutes the mixture with the crucible was heated to 1350 ° C (operating temperature of the ПЖВ furnace) and purged with 30% oxygen enriched air through the alundum tube introduced in advance through the crucible lid to obtain slag and matte. The obtained copper matte had the following chemical composition% wt .: Cu - 82.2; Ni - 5.7; Co - 0.32; Fe - 6; S - 5.77.

Медь в штейне металлизирована на 65%. Потери меди со шлаком составили не более 0,6%.Matte copper is metallized by 65%. Loss of copper with slag was not more than 0.6%.

Пример 2. Лабораторные испытания проводили на огарке медного производства состава % масс.: Cu - 23,1; Ni - 1,6; Со - 0,09 Fe - 46,3; S - 0,3. Шихту состава % масс.: медный огарок - 68; CaSO₄ - 8,16; С - 6,8; SiO₂ - 17,6 тщательно перемешивали, помещали в тигель под графитовую крышку и нагревали в печи до 325°С. Остальные параметры опыта такие же, как и в предыдущем. Полученный медный штейн имел следующий химический состав % масс.: Cu - 82,8; Ni - 5,7; Co - 0,29; Fe - 5,5; S - 5,7. Медь в штейне металлизирована на 65%. Потери меди со шлаком составили не более 0,5%.Example 2. Laboratory tests were performed on a cinder of copper production with the composition% wt.: Cu - 23.1; Ni - 1.6; Co - 0.09 Fe - 46.3; S is 0.3. The mixture composition% mass .: copper cinder - 68; CaSO ₄ - 8.16; C - 6.8; SiO ₂ - 17.6 was thoroughly mixed, placed in a crucible under a graphite lid and heated in an oven to 325 ° C. The remaining parameters of the experiment are the same as in the previous one. The obtained copper matte had the following chemical composition% wt .: Cu - 82.8; Ni - 5.7; Co 0.29; Fe - 5.5; S - 5.7. Matte copper is metallized by 65%. Loss of copper with slag was not more than 0.5%.

Пример 3. Лабораторные испытания проводили на огарке медного производства состава % масс.: Cu - 23,1; Ni - 1,6; Со - 0,09 Fe - 46,3; S - 0,3. Шихту состава % масс.: медный огарок - 68; CaSO₄ - 8,16; С - 6,8; SiO₂ - 17,6 тщательно перемешивали, помещали в тигель под графитовую крышку и нагревали в печи до 350°С. Остальные параметры опыта такие же, как и в предыдущем. Полученный медный штейн имел следующий химический состав % масс.: Cu - 83,2; Ni - 5,7; Co - 0,3; Fe - 4,9; S - 5,3.Example 3. Laboratory tests were performed on a cinder of copper production with the composition% wt.: Cu - 23.1; Ni - 1.6; Co - 0.09 Fe - 46.3; S is 0.3. The mixture composition% mass .: copper cinder - 68; CaSO ₄ - 8.16; C - 6.8; SiO ₂ - 17.6 was thoroughly mixed, placed in a crucible under a graphite lid and heated in an oven to 350 ° C. The remaining parameters of the experiment are the same as in the previous one. The resulting copper matte had the following chemical composition% wt .: Cu - 83.2; Ni - 5.7; Co - 0.3; Fe - 4.9; S is 5.3.

Медь в штейне металлизирована на 65%. Потери меди со шлаком составили не более 0,5%.Matte copper is metallized by 65%. Loss of copper with slag was not more than 0.5%.

В дальнейшем доводку штейна до черновой меди можно проделать в конверторе.Subsequently, matte can be finished to blister copper in a converter.

Claims

A method of processing oxidized ores to produce matte, including melting in a furnace of a charge containing calcium sulfate, a carbon reducing agent and fluxes, and sulfidation, characterized in that the charge is melted in a life-time furnace, sulfidation is carried out in a rotary furnace connected to the life-time furnace, wherein charge is heated to a temperature not lower than 300-350 ° C, exhaust hot gases containing sulfur passing through a rotary kiln.