RU2697681C1 - Способ переработки марганецсодержащего сырья - Google Patents
Способ переработки марганецсодержащего сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2697681C1 RU2697681C1 RU2018135778A RU2018135778A RU2697681C1 RU 2697681 C1 RU2697681 C1 RU 2697681C1 RU 2018135778 A RU2018135778 A RU 2018135778A RU 2018135778 A RU2018135778 A RU 2018135778A RU 2697681 C1 RU2697681 C1 RU 2697681C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manganese
- zone
- melting
- phosphorus
- gases
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B17/00—Furnaces of a kind not covered by any preceding group
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при переработке марганецсодержащего сырья. Процесс выплавки ведется непрерывно в трехзонной печи. В первой зоне расплавляют марганецсодержащее сырье, подавая кислород и углеродсодержащие материалы. При этом между плавильной окислительной и восстановительной зонами устанавливают сплошные перегородки с образованием промежуточной зоны, в которой осуществляют дефосфорацию марганецсодержащего оксидного расплава с использованием в качестве СО-содержащих газов компремированные отходящие из восстановительной зоны, которыми продувают оксидный расплав через нижние фурмы, при этом отходящие газы промежуточной зоны дожигают во время расплавления, а печные газы, содержащие газообразный фосфор, после очистки пропускают через водяной затвор, в котором улавливают фосфор. Изобретение позволяет получать высокосортные низкофосфористые марганцевые ферросплавы из марганецсодержащего сырья с повышенным содержанием фосфора. 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам переработки марганецсодержащего сырья с получением марганцевых ферросплавов, и может быть использовано, в частности при выплавке высокоуглеродистого ферромарганца и ферросиликомарганца.
Балансовые запасы марганцевых руд в России составляют около 290 млн. т (~2% мировых), прогнозные ресурсы - более 1 млрд. т. Марганцевые руды России характеризуются сравнительно низким содержанием марганца (15-25%) и повышенным содержанием фосфора (0,2-0,3% и более). Подобные марганцевые руды подвергают обогащению. В получаемых концентратах содержание марганца составляет 30-40%. При обогащении марганцевых руд фосфор не удаляется и практически полностью переходит в марганцевые концентраты. Это связано с тем, что марганец- и фосфорсодержащие минералы глубоко прорастают друг в друга.
Одним из наиболее важных показателей, характеризующих качество марганцевых руд и концентратов, является модуль фосфора - (Р/Мn), отношение содержания фосфора к содержанию марганца в сырье. Для получения стандартных по фосфору марганцевых ферросплавов это отношение в марганецсодержащем сырье должно быть ≤0,003. Поэтому марганецсодержащие продукты, чтобы выплавить из них стандартные марганцевые ферросплавы с требуемым содержанием фосфора, необходимо подвергать дефосфорации.
Известен пирометаллургический способ переработки железосодержащих материалов в двухзонной печи (RU 2541239 С1, Бюл. №4, 2015). В технической литературе этот способ получил название «Двухзонный процесс Ванюкова». Переработка окисленных руд, содержащих железо, происходит в двухзонной печи. В первую зону - плавильную и окислительную через фурмы нижнего ряда подают кислород. В расплав окислительной зоны загружают руду и углеродсодержащие материалы. Кислород и углеродсодержащие материалы подают в количествах, необходимых для полного сгорания углерода. В окислительной зоне протекают процессы горения углерода до СО2.
Подготовленный в первой зоне оксидный расплав через переток поступает во вторую зону - восстановительную. В восстановительную зону загружают углеродсодержащие материалы и необходимые специальные добавки. Восстановительная зона оборудована электродами, электрические дуги компенсируют дефицит тепла, необходимого для протекания процессов восстановления металлов из оксидов и поддержания технологически необходимой температуры металла и шлака. Отходящие газы дожигают в плавильной зоне кислородом, подаваемым через фурмы верхнего ряда. Способ переработки железосодержащих материалов в двухзонной печи (RU 2541239 С1) выбран в качестве аналога. Недостатком этого способа является тот факт, что в данной двухзонной печи невозможно провести процесс дефосфорации - фосфор, содержащийся в шихте, восстанавливается во второй зоне и практически полностью переходит в металл. Поэтому, если исходные шихтовые материалы характеризуются повышенным содержанием фосфора, то и получаемый металл будет иметь повышенное содержание фосфора.
Известен способ дефосфорации марганцевых руд и концентратов путем селективного восстановления фосфора из оксидного расплава газообразным монооксидом углерода СО, который продувают через марганецсодержащий оксидный расплав (RU 2594997 С1, Бюл. №23, 2016). Реакция между оксидом фосфора Р2О5, растворенным в оксидном расплаве, и монооксидом углерода протекает на стенках пузырьков СО, поднимающихся в расплаве. Полноте протекания этой реакции способствует тот факт, что полости пузырьков СО является химическим вакуумом для продукта реакции - газообразного фосфора Р2, поскольку парциальное давление Р2 в пузырьках изначально равно нулю. Газообразный фосфор удаляется с отходящими газами.
Способ дефосфорации марганцевых руд и концентратов (RU 2594997 C1) выбран в качестве прототипа. Недостатком способа-прототипа является тот факт, что он не рассматривает процесс выплавки марганцевых ферросплавов.
Техническим результатом, достигаемым в изобретении, является выплавка низкофосфористых марганцевых ферросплавов - высокоуглеродистого ферромарганца и ферросиликомарганца из марганецсодержащего сырья с повышенным содержанием фосфора. В двухзонной печи после расплавления в первой окислительной зоне марганецсодержащего сырья проводится процесс дефосфорации оксидного расплава путем продувки его монооксидом углерода СО, который продувают через марганецсодержащий расплав. Для этого в двухзонной печи между окислительной и восстановительной зонами организуют дополнительную промежуточную зону для проведения процесса дефосфорации, а также отделяют сплошной перегородкой плавильную окислительную зону и зону дефосфорации от восстановительной зоны. Изобретение поясняет фиг. 1, где: I - зона плавления и окисления; II, IV - переток; III - зона дефосфорации; V - зона восстановления; 1 - борботажные фурмы для продувки оксидного расплава; 2 - фурмы для дожигания; 3 - котел-охладитель; 4, 6 - загрузочные воронки; 5 - электроды; 7 - отстойник шлака; 8 - отстойник металла; 9 - летка полного выпуска расплава; 10 - металл; 11 - шлак; 12 - борботажные фурмы для продувки оксидного расплава монооксидом углерода.
Технический результат достигается следующим образом. В первой зоне расплавляют марганецсодержащее сырье, подавая кислорода и углеродсодержащие материалы. Кислород и углеродсодержащие материалы подают в количествах, необходимых для полного сгорания углерода. В окислительной зоне протекают процесс горения углерода до СO2 и реакции восстановления высших оксидов марганца. Образовавшийся оксидный расплав из первой окислительной зоны через переток поступает в промежуточную зону - зону дефосфорация. Дефосфорацию марганецсодержащего оксидного расплава осуществляют путем продувки расплава газами, содержащими монооксид углерода СО. Расплав, прошедший дефосфорацию, через переток поступает в восстановительную зону, в которую загружают восстановители (кокк, полукокс, уголь), флюсы и другие необходимые шихтовые добавки. Восстановительная зона оборудована электродами, в ней протекают восстановительные процессы. Процесс выплавки ведется непрерывно. Образующиеся углеродистый металлический расплав - марганцевые ферросплавы и шлак периодически выпускают через леточные отверстия.
Источником монооксида углерода СО, потребного для проведения процесса дефосфорации, являются отходящие газы из зоны восстановления, содержащие 80-85% и более монооксида углерода СО. Отходящие газы восстановительной зоны очищают известными способами, компремируют и вдувают через нижние фурмы в оксидный расплав, находящийся в зоне дефосфорации.
Отходящие газы окислительной зоны и зоны дефосфорации дожигают в зоне плавления. Печные газы, содержащие газообразный фосфор, после очистки проходят через водяной затвор, в котором улавливается фосфор. Ведение процесса выплавки марганцевых ферросплавов по описанной выше технологии позволит перерабатывать марганецсодержащее сырье, характеризующихся повышенным содержанием фосфора, с получением низкофосфористых сплавов без экологических нарушений и без дополнительных потерь марганца с отвальными продуктами.
Пример. Для сравнения действующего и предлагаемого способов переработки марганецсодержащего сырья проведен процесс переработки в двухзонной печи марганцевого концентрата, содержавшего, %: 38,39 МnO2; 16,20 МnО; 2,56 Fe2O3; 0,55 Р2O5; 20,71 SiO2; 3,92 СаО; 1,68 Аl2O3; 1,43 MgO; 0,13 S; 15,23 ппп. Концентрат характеризуется повышенным содержанием фосфора - (Р/Мn)=0,0065.
В качестве углеродсодержащего материала, подаваемого в первую окислительную зону, использовали уголь, содержащий, %: 74,8 С; 0,4 S: 10 влаги; 10,8 летучих; 14 золы. Химический состав золы угля, %: 10 Fe2O3; 54 SiO2; 27 Аl2O3; 3,8 СаО; 1,0 MgO; 0,7 Р2O5. В качестве углеродсодержащего материала, подаваемого в восстановительную зону использовали кокс, содержащий, %: 83,77 С; 0,52 S: 1,0 влаги; 1,27 летучих; 13,44 золы. Химический состав золы кокса, %: 10,4 Fe2O3; 51,4 SiO2; 27,9 Аl2O3; 4,0 СаО; 2,5 MgO; 0,6 Р2O5. В качестве флюсующего материала использовали известняк, содержащий, %: 56 СаО; 44 С2O.
Выплавили высокоуглеродистый ферромарганец. Ферромарганец, выплавленный по действующему способу, характеризовался повышенным содержанием фосфора - 0,56%, шлак содержал 0,06 P2O5.
По предлагаемому способу оксидный расплав первой зоны подвергали дефосфорации, продувая его отходящими газами из восстановительной зоны, содержащими 82% СО. Степень дефосфорации составила 80%. Расплав, поступающий в восстановительную зону, содержал 0,09 Р2O5. Ферромарганец, выплавленный по предлагаемому способу, характеризовался низким содержанием фосфора - 0,11%, шлак содержал 0,02 Р2О5.
По обоим вариантам средний химический состав металла, %: 78,28 Мn; 12,22 Fe; 6,35 С; 2,58 Si; 0,01 S; средний химический состав шлака, %: 9,68 МnО; 0,24 FeO; 37,98 SiO2; 45,58 СаО; 3,42 Аl2O3; 2,91 MgO; 0,13 S. Основность шлака CaO/SiO2=1,2, кратность шлака - 1,3. Расход материалов по обоим вариантам на 1 т высокоуглеродистого ферромарганца: 2650 кг марганцевого концентрата; 220 кг угля; 650 нм3 кислорода; 400 кг кокса; 890 кг известняка; 75 кг стальной стружки.
Как видно из приведенных данных, содержание фосфора в высокоуглеродистом ферромарганце, выплавленному по предлагаемому способу, предусматривающему дефосфорацию оксидного расплава продувкой газами, содержащими монооксид углерода, в 5 раз ниже, чем в высокоуглеродистом ферромарганце, выплавленном по действующему способу.
Технико-экономические преимущества предлагаемого способа переработки марганецсодержащего сырья заключается в том, что его использование позволит получать высокосортные низкофосфористые марганцевые ферросплавы из марганецсодержащего сырья с повышенным содержанием фосфора.
Claims (1)
- Способ переработки марганецсодержащего сырья, включающий загрузку марганецсодержащего сырья и углеродсодержащих материалов в плавильную окислительную зону печи, расплавление их в барботируемом кислородсодержащим дутьем марганецсодержащем оксидном расплаве, восстановление высших оксидов марганца и дефосфорацию марганецсодержащего оксидного расплава с использованием СО-содержащих газов, подвергнутый дефосфорации расплав поступает в восстановительную зону, в которую загружают углеродсодержащие материалы, флюсы и необходимые шихтовые добавки, восстанавливают марганец с образованием низкофосфористого высокоуглеродистого ферромарганца и шлака и производят раздельный выпуск продуктов плавки, при этом отходящие газы плавильной окислительной зоны дожигают во время расплавления, отличающийся тем, что между плавильной окислительной и восстановительной зонами устанавливают сплошные перегородки с образованием промежуточной зоны, в которой осуществляют дефосфорацию марганецсодержащего оксидного расплава с использованием в качестве СО-содержащих газов компремированные отходящие из восстановительной зоны, которыми продувают оксидный расплав через нижние фурмы, при этом отходящие газы промежуточной зоны дожигают во время расплавления, а печные газы, содержащие газообразный фосфор, после очистки пропускают через водяной затвор, в котором улавливают фосфор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135778A RU2697681C1 (ru) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Способ переработки марганецсодержащего сырья |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135778A RU2697681C1 (ru) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Способ переработки марганецсодержащего сырья |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2697681C1 true RU2697681C1 (ru) | 2019-08-16 |
Family
ID=67640337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018135778A RU2697681C1 (ru) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Способ переработки марганецсодержащего сырья |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2697681C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4252560A (en) * | 1978-11-21 | 1981-02-24 | Vanjukov Andrei V | Pyrometallurgical method for processing heavy nonferrous metal raw materials |
US4346661A (en) * | 1980-03-20 | 1982-08-31 | Osaka Gas Kabushiki Kaisha | Furnace for treating industrial wastes |
RU2348881C2 (ru) * | 2006-03-24 | 2009-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ" | Жидкофазная печь для плавки материалов, содержащих цветные и черные металлы |
RU2380633C1 (ru) * | 2008-05-27 | 2010-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ" | Дуплекс-печь для выплавки марганцевых сплавов из железомарганцевых бедных руд и концентратов и техногенных отходов металлургии |
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 |
RU2594997C1 (ru) * | 2015-06-26 | 2016-08-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ дефосфорации марганцевых руд и концентратов |
-
2018
- 2018-10-10 RU RU2018135778A patent/RU2697681C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4252560A (en) * | 1978-11-21 | 1981-02-24 | Vanjukov Andrei V | Pyrometallurgical method for processing heavy nonferrous metal raw materials |
US4346661A (en) * | 1980-03-20 | 1982-08-31 | Osaka Gas Kabushiki Kaisha | Furnace for treating industrial wastes |
RU2348881C2 (ru) * | 2006-03-24 | 2009-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ" | Жидкофазная печь для плавки материалов, содержащих цветные и черные металлы |
RU2380633C1 (ru) * | 2008-05-27 | 2010-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ" | Дуплекс-печь для выплавки марганцевых сплавов из железомарганцевых бедных руд и концентратов и техногенных отходов металлургии |
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 |
RU2594997C1 (ru) * | 2015-06-26 | 2016-08-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ дефосфорации марганцевых руд и концентратов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6251156B1 (en) | Method of producing molten iron in duplex furnaces | |
CN107385235B (zh) | 采用预还原预热窑和熔池熔炼炉冶炼镍铁的工艺及其装置 | |
KR940008926B1 (ko) | 일시저장 용기를 갖춘 제강장치 및 이를 이용하는 제강법 | |
US4006010A (en) | Production of blister copper directly from dead roasted-copper-iron concentrates using a shallow bed reactor | |
US6685761B1 (en) | Method for producing beneficiated titanium oxides | |
Holtzer et al. | The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process | |
RU2344179C2 (ru) | Способ непрерывной переработки содержащих оксиды железа материалов и агрегат для его осуществления | |
US6582491B2 (en) | Method for producing molten iron in duplex furnaces | |
CN1190133A (zh) | 镍合金铁或镍合金钢制造中镍红土的熔化 | |
CN102191348B (zh) | 一种氧化球团法生产高品位镍及不锈钢的工艺方法和装置 | |
US5980606A (en) | Method for reducing sulfuric content in the offgas of an iron smelting process | |
RU2697681C1 (ru) | Способ переработки марганецсодержащего сырья | |
CN101956035A (zh) | 一种含铁物料渣浴熔融还原炼钢工艺方法及装置 | |
US4252563A (en) | Process for the fuming treatment of metallurgical slag | |
US4515631A (en) | Method for producing blister copper | |
RU2639396C1 (ru) | Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды | |
RU2788459C1 (ru) | Шихта для получения марганцевых ферросплавов | |
JPS61104013A (ja) | 溶融鋼からみ中に含有されている鉄の回収方法 | |
KR101189183B1 (ko) | 석유탈황 폐촉매 중 유가금속 회수방법 | |
US6273934B1 (en) | Method and an apparatus for producing metals and metal alloys | |
RU2139938C1 (ru) | Способ переработки железомарганцевого сырья | |
RU2791998C1 (ru) | Способ прямого получения чугуна из фосфорсодержащей железной руды или концентрата с одновременным удалением фосфора в шлак | |
WO1997020958A1 (en) | Recovery of cobalt from slag | |
CN114854924B (zh) | 高磷铁矿制备低磷铁水的方法及装置 | |
RU2217505C1 (ru) | Способ переработки никельсодержащего железорудного сырья |