UA31538C2 - A process for recovery of metal from melted oxides - Google Patents
A process for recovery of metal from melted oxides Download PDFInfo
- Publication number
- UA31538C2 UA31538C2 UA98094985A UA98094985A UA31538C2 UA 31538 C2 UA31538 C2 UA 31538C2 UA 98094985 A UA98094985 A UA 98094985A UA 98094985 A UA98094985 A UA 98094985A UA 31538 C2 UA31538 C2 UA 31538C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- plasma
- melt
- recovery
- metal
- oxides
- Prior art date
Links
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 claims description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 abstract description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 3
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 10
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- -1 natural gas hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до способів прямого отримання рідинних металів і може бути використаний в чорній 2 металлурга при виробництві феросплавів на основі марганцю.The invention relates to methods of direct production of liquid metals and can be used in the production of manganese-based ferroalloys.
Відомий спосіб відновлення окислів металів в плазмовому реакторі, який містить в собі попередньо відновлену роздрібнену рудну сировину, зважену в газовому потоці, подальше довідновлення, накопичення вуглецю і плавлення в зоні плазмових дуг, причому попереднє відновлення проводять до 50-70956 в вихровому потоці відхідних із плазмового реактору газів, які потім повертають і подають в зону дугового розряду поміж 710 шлакометалевим розплавом і безперервно поновлювальним електродом, утвореним шаром коксу, при цьому температуру газів, які подають в вихровий потік, регулюють в межах 7007-1000 (А. С. СРСР Мо 1007439, кл.There is a known method for the recovery of metal oxides in a plasma reactor, which includes pre-reduced pulverized ore raw materials suspended in a gas stream, further reduction, accumulation of carbon and melting in the zone of plasma arcs, and the preliminary reduction is carried out up to 50-70956 in a vortex flow of waste from the plasma reactor of gases, which are then returned and supplied to the arc discharge zone between the 710 slag metal melt and the continuously renewing electrode formed by the coke layer, while the temperature of the gases supplied to the vortex flow is regulated within 7007-1000 (AS USSR Mo 1007439 , class
С218 13/00, заявл. 15.07.81).C218 13/00, statement 15.07.81).
Недоліком даного способу є низька продуктивність процесу і високі енергозатрати.The disadvantage of this method is low productivity of the process and high energy consumption.
Найбільш близьким до пропонованого винаходу по технічній суті та досягаемому результату (прототип ) є 719 спосіб відновлення металу із розплавлених окислів, який містить в собі часткове відновлення окислів металів в твердій фазі, його подальше плавлення і довідновлення металу із розплаву боковою продувкою розплаву відновлювальним плазмовим струменем, при цьому продувку розплаву проводять поперемінно плазмовим струменем та вуглеводневоскладовим відновлювальним струменем, причому продувку плазмовим струменем здійснюють впродовж часу установлення температури розплаву, перевищуючу температуру його плавлення на 150-2502С, а продувку вуглеводневоскладовим струменем впродовж часу установлення температури розплаву на 30-607С вище його температури плавлення, при цьому витрати відновлювача під час продувки збільшують в 3-10 разів (А. С. СРСР Мо 1492713|т. С218В 13/00, заявл. 30.07.87).The closest to the proposed invention in terms of technical essence and the achievable result (prototype) is the 719 method of metal recovery from molten oxides, which includes partial recovery of metal oxides in the solid phase, its subsequent melting and recovery of metal from the melt by lateral blowing of the melt with a reducing plasma jet, in this case, melt blowing is carried out alternately with a plasma jet and a hydrocarbon-composite reducing jet, and plasma jet blowing is carried out during the time of setting the temperature of the melt, exceeding its melting temperature by 150-2502С, and blowing with a hydrocarbon-composite jet during the time of setting the temperature of the melt at 30-607C above its melting temperature , while the consumption of the reducing agent during purging is increased by 3-10 times (AS USSR Mo 1492713|t. C218В 13/00, statement 07.30.87).
Однак цей спосіб не дозволяє ефективно регулювати тепломасообмін в реакційній зоні, що негативно відбивається на якості виплавляємого металу. с 29 В основу винаходу поставлене завдання створення способу відновлення металу із розплавлениїх окислів, в Го) якому в вуглеводневій плазмі в каналі плазмотрону утворюють сажистий гаровуглець і вдувають його разом з плазмою в розплав в кількості 15-2595 від сумарної маси шихти і плазмостворюючого газу, чим забезпечується інтенсифікація тепломасообмінних процесів і за рахунок цього підвищується якість виплавляємого металу і знижуються питомі витрати енергоносіїв. соHowever, this method does not allow to effectively regulate the heat and mass exchange in the reaction zone, which negatively affects the quality of the smelted metal. p. 29 The invention is based on the task of creating a method of metal recovery from molten oxides, in which carbon black is formed in the hydrocarbon plasma in the plasmatron channel and blown into the melt together with the plasma in the amount of 15-2595 of the total mass of the charge and the plasma-forming gas, which the intensification of heat and mass exchange processes is ensured, and due to this, the quality of the smelted metal increases and the specific consumption of energy carriers decreases. co
Поставлене завдання вирішується тим, що в способі відновлення металу із розплавлених окислів, який со містить в собі часткове відновлення окислів металів в твердій фазі, його подальше плавлення і довідновлення металу із розплаву продувкою вуглеводневоскладовим відновлювальним плазмовим струменем, згідно о винаходу, після зародження рідинного шлаку в розплав вдувають разом із плазмою сажистий гаровуглець «-- кількістю 15-2590 від сумарної маси шихти і плазмостворюючого газу, при цьому процес ведуть до повногоThe task is solved by the fact that in the method of metal recovery from molten oxides, which includes partial recovery of metal oxides in the solid phase, its subsequent melting and recovery of the metal from the melt by blowing with a hydrocarbon-composite reducing plasma jet, according to the invention, after the nucleation of liquid slag in the melt is blown together with the plasma with sooty lignite "-- in the amount of 15-2590 from the total mass of the charge and plasma-generating gas, while the process is carried out to full
Зо відновлення металу. оFrom metal recovery. at
Генерація високошвидкісного і високотемпературного плазмового струменя здійснюється шляхом подачі плазмостворюючого газу в плазмотрон. При цьому в плазмотроні протікає реакція піролізу вуглеводню природного газу з утворенням тонкодисперстного сажистого вуглецю і водню. «The generation of a high-speed and high-temperature plasma jet is carried out by supplying the plasma-generating gas to the plasmatron. At the same time, the pyrolysis reaction of natural gas hydrocarbons with the formation of finely dispersed soot carbon and hydrogen takes place in the plasmatron. "
Плазмовий спосіб виробництва феромарганцю дозволяє одержувати матеріали з покращеними і особовими З властивостями, інтенсифікувати технологічний процес металургійного виробництва, зберегти високі с техніко-економічні показники на основі використання бідної і рудопереробної сировини.The plasma method of ferromanganese production allows to obtain materials with improved and individual C properties, to intensify the technological process of metallurgical production, to maintain high technical and economic indicators based on the use of poor and ore processing raw materials.
Із» Процес відновлення металу із розплавлених окислів проводять в відновлювальному реакторі на плазмовій установці. Після розігрівання відновлювального реактора до робочої температури в нього завантажують шихтові, наприклад, марганецьскладові матеріали. В плазмотрон, розміщений в нижній частині печі подають плазмостворюючий газ - суміш природного газу і кисню (повітря) в об'ємному відношенні 0,08-0,12 і підпалюють о електричну дуту. Вихідний із плазмотрону з великою швидкістю плазмовий струмінь підводиться безпосередньо - в шар шихти., внаслідок чого відбувається її інтенсивне плавлення. При цьому матеріал частково відновлюється в твердій фазі, плавиться і при повному його розплаві здійснюється довідновлення металу із розплаву. В і-й процесі плавлення і відновлення безперервно реєструють температуру розплаву і при досягненні температуриFrom" The process of metal recovery from molten oxides is carried out in a reduction reactor on a plasma unit. After the reduction reactor is heated to operating temperature, it is loaded with charge materials, such as manganese. A plasma-generating gas - a mixture of natural gas and oxygen (air) in a volume ratio of 0.08-0.12 - is fed into the plasmatron, located in the lower part of the furnace, and ignited by an electric blowtorch. The high-speed plasma jet coming out of the plasmatron is fed directly into the charge layer, resulting in its intense melting. At the same time, the material is partially restored in the solid phase, melts, and when it is completely melted, the metal is recovered from the melt. In the i-th process of melting and recovery, the temperature of the melt is continuously recorded and when the temperature is reached
Ге) 20 плавлення, в розплав вдувають разом з плазмою сажистий гаровуглець. Сажистий гаровуглець інтенсивно взаємодіє з окислами марганцю, відновлюючи їх до металевого стану. Після внесення необхідної кількості со вуглецю, який складає 15-25 95 від сумарної маси шихти і плазмостворюючого газу, відновлювальний період завершується.Ge) 20 melting, sooty lignite is blown into the melt together with the plasma. Sooty lignite intensively interacts with manganese oxides, reducing them to a metallic state. After introducing the necessary amount of CO carbon, which is 15-25 95 of the total mass of the charge and plasma-forming gas, the recovery period ends.
Приклад 1. Плазмові плавки по описуваній технології виконувались в плазмовому вертикальному закритому 29 реакторі.Example 1. Plasma melting according to the described technology was performed in a plasma vertical closed 29 reactor.
ГФ) Перед початком плавки плазмовий реактор нагрівають до температури 1200"С та завантажують початкову юю сировину слідуючого хімічного складу : 5ІО2-13,40; СаО-2,86; АІ2О03-1,4; МаО-1,19; Ре»О53-2,24;. МпоО-12,6;HF) Before the start of melting, the plasma reactor is heated to a temperature of 1200"C and the initial raw materials of the following chemical composition are loaded: 2.24; MpoO-12.6;
Мп2О3-53,76; Р»ОБв-0,46; 503-ОД4; Ма»О3-0,53; К»О-1,2; ВаО-0,5; НьО-9,8;Mp2O3-53.76; R»OBv-0.46; 503-OD4; Ma»O3-0.53; K»O-1,2; BaO-0.5; NhO-9.8;
Маса шихти - 1ООКкг; 60 В плазмотрон подають плазмостворюючий газ-суміш природного газу і повітря в об'ємному відношенні А-0,4 і підпалюють електричну дуту. Під впливом плазмового струменя шихтовий матеріал плавиться і частково відновлюється в твердій фазі.Mass of the charge - 1OOKkg; A 60 V plasmatron is supplied with plasma-forming gas, a mixture of natural gas and air in a volume ratio of А-0.4, and an electric blowtorch is ignited. Under the influence of the plasma jet, the charge material melts and is partially restored in the solid phase.
Доводять температуру розплаву до 14507С. Потім відновлювальний період ведуть плазмостворюючим газом при об'ємному відношенні природний газ/повітря А-0,08 при температурі 1400-14507С. При цьому в плазмотроні бо протікає реакція піролізу вуглеводню природного газу з утворенням тонкодисперстного сажистого вуглецю і водню, при цьому водень є не тільки відновлювачем і теплоносієм, але і одночасно забезпечує транспортування сажистого вуглецю із плазмотрону в розплав. Після внесення в розплав 2595 вуглецю від сумарної маси шихти і плазмостворюючого газу, відновлювальний період завершується. Маса плазмостворюючого газу складає 5Окг.Bring the temperature of the melt to 14507C. Then the recovery period is conducted with plasma-generating gas at a volume ratio of natural gas/air A-0.08 at a temperature of 1400-14507C. At the same time, the pyrolysis reaction of natural gas hydrocarbon with the formation of finely dispersed soot carbon and hydrogen takes place in the plasmatron, while hydrogen is not only a reducing agent and a heat carrier, but also simultaneously ensures the transport of soot carbon from the plasmatron to the melt. After introducing 2595 carbon from the total mass of the charge and plasma-forming gas into the melt, the recovery period ends. The mass of the plasma-forming gas is 5Okg.
Маса вуглецю - 37,5кг.Carbon mass - 37.5 kg.
Одержаний феромарганець випускається через льотку в нижній частині печі. Вміст вуглецю складає 3905.The obtained ferromanganese is released through a vent in the lower part of the furnace. The carbon content is 3905.
Приклад 2. Процес плазмової плавки здійснювався з аналогічним складом початкової сировини. Розігрів реактора доводили до 120070.Example 2. The plasma melting process was carried out with a similar composition of the initial raw materials. The reactor was heated to 120070.
Маса шихти складає - 100Ккг. 70 Об'ємне відношення природного газу і повітря А-0,4. Температуру розплаву доводили до 145070.The mass of the charge is 100 kg. 70 Volume ratio of natural gas and air A-0.4. The temperature of the melt was brought up to 145070.
Відновлювальний період проводили плазмостворюючим газом при об'ємному відношенні природний газ/повітряThe recovery period was carried out with plasma-generating gas at a volume ratio of natural gas/air
А-0,12 і температурі 1400-1450". Після вмісту в розплав 2095 вуглецю від сумарної маси шихти і плазмостворюючого газу, відновлювальний період закінчили.A-0.12 and a temperature of 1400-1450". After the content of 2095 carbon in the melt from the total mass of the charge and plasma-forming gas, the recovery period ended.
Маса плазмостворюючого газу - 5Окг.Mass of plasma-forming gas - 5Okg.
Маса вуглецю -- ЗоОкг.Mass of carbon -- ZoOkg.
Вміст вуглецю в феромарганці склав 1,590.The carbon content in ferromanganese was 1.590.
Приклад 3. Склад початкової сировини аналогічний попереднім плавкам. Температура розігріву реактора 120026.Example 3. The composition of the initial raw material is similar to the previous melts. Reactor heating temperature 120026.
Маса шихти 100кг. Об'ємне відношення природного газу і повітря А-0,4; Під впливом плазмового струменя шихтовий матеріал плавиться і частково відновлюється в твердій фазі. Доводять температуру розплаву до 145070. Відновлювальний період проводять плазмостворюючим газом при відношенні природний газ/повітряThe mass of the charge is 100 kg. Volume ratio of natural gas and air A-0.4; Under the influence of the plasma jet, the charge material melts and is partially restored in the solid phase. The temperature of the melt is brought to 145070. The recovery period is carried out with a plasma-generating gas at a natural gas/air ratio
А-04 при температурі 1400-14507С. Після вмісту в розплав 1595 вуглецю від сумарної маси шихти і плазмостворюючого газу, відновлювальний період закінчували.A-04 at a temperature of 1400-14507С. After the content of 1595 carbon from the total mass of the charge and plasma-forming gas in the melt, the recovery period ended.
Маса плазмостворюючого газу - 5Окг. счMass of plasma-forming gas - 5Okg. high school
Маса вуглецю -- 32,5кг.The mass of carbon is 32.5 kg.
Вміст вуглецю в феромарганці склав 0,3-0,595, при цьому енерговитрати збільшились на 15965. і)The carbon content in ferromanganese was 0.3-0.595, while the energy consumption increased by 15965. i)
Експериментальні результати і теоретичні розрахунки показують, що при низькому відношенні природного газу і повітря А«0,08 відбувається інтенсивне збагачення розплаву вуглецем, що негативно відбивається на його якості. со зо При збільшенні А»0,12 інтенсивність процесу знижується і марганець не до кінця відновлюється із окислів.Experimental results and theoretical calculations show that with a low ratio of natural gas and air A"0.08, there is an intense enrichment of the melt with carbon, which negatively affects its quality. со со At an increase of А»0.12, the intensity of the process decreases and manganese is not completely recovered from oxides.
Даний винахід дозволяє при високих параметрах процесу забезпечити значний об'єм виробництва при і, мінімальних розмірах реакційного простору, скоротити виробничі площі. юThis invention allows, at high process parameters, to provide a significant volume of production with minimum dimensions of the reaction space, to reduce production areas. yu
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA98094985A UA31538C2 (en) | 1998-09-23 | 1998-09-23 | A process for recovery of metal from melted oxides |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA98094985A UA31538C2 (en) | 1998-09-23 | 1998-09-23 | A process for recovery of metal from melted oxides |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA31538C2 true UA31538C2 (en) | 2003-07-15 |
Family
ID=74283679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA98094985A UA31538C2 (en) | 1998-09-23 | 1998-09-23 | A process for recovery of metal from melted oxides |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA31538C2 (en) |
-
1998
- 1998-09-23 UA UA98094985A patent/UA31538C2/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3058039B2 (en) | Converter steelmaking method | |
| FI77897C (en) | SAETT FOER FRAMSTAELLNING AV METALLER OCH / ELLER GENERERING AV SLAGG. | |
| WO2010032642A1 (en) | Process for producing molten iron | |
| JPH06212225A (en) | Method of enhancing reaction in metallurgical reacting container | |
| SU980629A3 (en) | Method for reducing pulverulent oxides in shaft reactor | |
| Bakken et al. | Thermal plasma process development in Norway | |
| ZA200506454B (en) | An improved smelting process for the production ofiron | |
| JP2023503236A (en) | Improved plasma-induced fuming furnace | |
| SU1225495A3 (en) | Method of producing ferromanganese | |
| JPS5950013A (en) | Manufacture of calcium carbide | |
| US4180251A (en) | Apparatus for recovering lead from battery mud | |
| JPH0256407B2 (en) | ||
| UA31538C2 (en) | A process for recovery of metal from melted oxides | |
| RU2295574C2 (en) | Method of production of metal and plant for realization of this method | |
| US6038245A (en) | Process for melting a charge in an electrical arc furnace | |
| EP0753586A2 (en) | Steel production method, particularly for producing steel by means of electric furnaces | |
| US3511644A (en) | Process for reducing and carburizing melting of metallic material in a rotary furnace | |
| US4772318A (en) | Process for the production of steel from scrap | |
| JPH0226834A (en) | Manufacture of spherical magnetic material | |
| AU702459B2 (en) | Process for melting a charge in an electrical arc furnace | |
| JPH0688115A (en) | Direct steelmaking method by inclining furnace | |
| RU2166555C1 (en) | Method of processing cinder of roasting of nickel concentrate from flotation separation of copper-nickel converter matte | |
| UA63913C2 (en) | A method and an apparatus for producing metals and metal alloys | |
| CA1204702A (en) | Dc furnace and a process for generation of reduction gas | |
| RU2167205C1 (en) | Method for making steel of iron-containing raw material and aggregate for performing the same |