СПОСОБ ОБЕДНЕНИЯ ШЛАКОВ Российский патент 1996 года по МПК C22B7/00 

Описание патента на изобретение RU2061072C1

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано, в частности, для обеднения конвертерных шлаков и шлаков автогенных процессов медно-никелевого производства.

Известны способы обеднения, в которых шлаки, находящиеся под слоем восстановителя, обрабатываются штейном при продувке (барботаже) последнего восстановительными газами (патент США N 4814004). Недостатком таких способов обеднения является помимо повышенных энергозатрат еще и не возможность ускорить процесс плавления кусков твердой шихты (руда, флюсы) на поверхности ванны из-за большого расстояния по высоте расплава от конца подающей газ фурмы, находящегося в штейне.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обеднения шлаков [1] включающий заливку расплава, загрузку шихты, состоящей из сульфидизатора, флюсов и твердого восстановителя, плавку под слоем восстановителя в присутствии штейна, перемешивание жидких фаз путем продувки восстановительным газом и последующее отстаивание.

Недостатком прототипа является невозможность увеличения проплава твердой шихты (в том числе и металлосодержащей части шихты), т.е. повышения производительности процесса. Кроме того, продувка ванны продуктами сгорания топлива с α 0,8-1,0 не создает высокого восстановительного потенциала газовой фазы в объеме расплава, и возможности продувки в плане снижения потерь цветных металлов реализуются не полностью по сравнению с заявляемым способом.

Цель изобретения снижение энергозатрат и потерь цветных металлов.

Цель достигается тем, что при обеднении шлаков, включающем заливку расплава, загрузку шихты, плавку под слоем восстановителя в присутствии штейна, перемешивание жидких фаз путем продувки восстановительным газом и последующее отстаивание, при этом продувку расплава газом осуществляют в период заливки расплава, дутье подают на глубину 0,8-1,0 высоты шлаковой ванны с удельным расходом на тонну шлака 0,741,7 нм3. ч, а отстаивание ведут в течение 40-120 мин.

Способ осуществляют следующим образом.

Если удельный расход газа более 1,7 нм3/т и он подается на глубину менее 0,8 высоты шлаковой ванны, то происходит сильное бурление поверхности ванны, опрокидывание откосов шихты, хлопки, взрывы, из-за чего уменьшается проплав шихты, газ не успевает усвоиться шлаком, непрореагировавшая часть газа проскакивает в подсводное пространство, где он начинает гореть, нагревая газоходы и короткую сеть (в случае электропечного обеднения), что в результате переводит работу металлургического агрегата в аварийный режим. Все перечисленные факторы увеличивают энергозатраты (нерациональное использование газа), уменьшают проплав твердой шихты и увеличивают потери цветных металлов со шлаками (газ не успевает восстановить окислы цветных металлов в шлаке).

Если удельный расход газа менее 0,7 нм3.ч, а он подается на глубину более, чем высота шлаковой ванны, то энергии струи газа не хватает не только для увеличения скорости омывания откосов шихты на поверхности ванны, но и для интенсивного перемешивания штейна со шлаком в глубинных слоях ванны, что приводит к уменьшению проплава твердой шихты и увеличению потерь цветных металлов, которые увеличиваются еще и из-за недостатка восстановителя (небольшой расход газа).

Если же удельный расход более 0,7 нм3.ч, но при подаче его на глубину более, чем высота шлаковой ванны, то происходит очень сильное перемешивание на границе раздела фаз штейна со шлаком, капельки штейна занимают большой объем по высоте шлаковой ванны и не успевают оседать, увеличивая потери цветных металлов с отвальным шлаком.

И только в диапазоне удельного расхода газа 0,7-1,7 нм3.ч при подаче его с глубины 0,8-1,0 высоты шлаковой ванны обеспечиваются необходимые условия для снижения энергозатрат при увеличении проплава твердой шихты и уменьшении потерь цветных металлов.

Если время отстоя шлака после окончания продувки менее 40 мин, то увеличиваются потери цветных металлов, так как мельчайшие капельки штейна, запутавшиеся в объеме шлаковой ванны при продувке, не успевают осесть в слой штейна.

Если время отстоя более 120 мин, то цикл обеднения затягивается и уменьшается производительность процесса при незначительном уменьшении потерь цветных металлов.

И только в диапазоне времени отстоя шлака 40-120 мин сохраняются минимальные потери цветных металлов при достаточной производительности процесса.

П р и м е р. В I-II кварталах 1990 г. в плавильном цехе N 1 НМЗ НМГК проводились испытания по обеднению конвертерного шлака и шлака ПВП в соотношении 5:1 путем барботирования расплава природным газом в электропечи N 2.

Цель испытаний заключалась в определении оптимальных параметров, обеспечивающих снижение энергозатрат и повышение проплава твердой шихты в процессе обеднения шлаков с одновременным снижением потерь цветных металлов при барботировании ванны природным (восстановительным) газом.

Методика испытаний заключалась в следующем.

Природный газ подавали в расплав в период заливки конвертерного шлака и шлака ПВП (в течение 2 ч). После барботирования расплава шлак отстаивался (0,4-3,0 ч), затем выпускали отвальный шлак в течение 2-2,5 ч. В процессе испытаний изменялся расход природного газа (250-1800 м3/ч) и глубина погружения фурмы в пределах 0,8-2,0 м. Затем цикл повторялся. Твердая шихта состояла из смеси оборотов с рудой в соотношении 2:1, песчаника и коксика.

Отбирались пробы конвертерного шлака, шлака ПВП, отвального шлака и штейна электропечи. Пробы шлака анализировались на медь, никель, кобальт, железо, серу, двуокись кремния и магнетит, а пробы штейна на медь, никель, кобальт, серу, железо общее и железо металлическое.

Выборочные данные испытаний представлены в табл. 1.

Как следует из приведенных в табл. 1 данных, в режимах 4-6, 13-15 и 22-24 отмечается наибольший проплав руды и наименьшее содержание цветных металлов в отвальных шлаках при незначительных энергозатратах.

В табл. 2 представлены усредненные содержания цветных металлов в отвальных шлаках за 1989 г. и за период испытаний при барботировании расплава природным газом, а также средневзвешенные величины проплава руды.

Как следует из данных табл. 2, содержание никеля в отвальном шлаке при продувке ванны природным газом снизилось в 1,19 раза по сравнению с существующей технологией и кобальта в 1,08 раза, а проплав руды увеличился в 1,2 раза.

Сравнивают величину энергозатрат при прочих равных условиях в заявляемом способе и прототипе.

На одну стадию обеднения в прототипе для получения обедненного шлака с содержанием 0,21 мас. никеля и 0,168 мас. кобальта требуется 395х1,5=592,5 кг мазута и 405 нм3 кислорода.

На единичный цикл обеднения в заявляемом способе максимально требуется (режим 6) 1280х2=2560 нм3. При этом содержание никеля и кобальта в обедненном шлаке составляет 0,079 мас. никеля и 0,088 мас. кобальта.

Похожие патенты RU2061072C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ КОНВЕРТИРОВАНИЯ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ ШТЕЙНОВ 1991
  • Рябко А.Г.
  • Ампилогов В.Н.
  • Зорий З.В.
  • Галанцев В.Н.
  • Недвецкий Е.П.
  • Востриков Г.В.
  • Майсов Г.К.
  • Рюмин А.А.
RU2023038C1
СПОСОБ ОБЕДНЕНИЯ ШЛАКОВ, СОДЕРЖАЩИХ ТЯЖЕЛЫЕ ЦВЕТНЫЕ И БЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ 1999
  • Русаков М.Р.
  • Рябко А.Г.
  • Востриков Г.В.
RU2176276C2
СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ КОБАЛЬТСОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ С РАЗЛИЧНЫМ ОТНОШЕНИЕМ МЕДИ К НИКЕЛЮ 2003
  • Давыдов А.А.
  • Данилов М.П.
  • Ерошевич С.Ю.
  • Кручинин А.А.
  • Криевс А.Э.
  • Нафталь М.Н.
  • Селяндин С.В.
  • Сергеев С.Л.
  • Цыбизов В.А.
  • Шаповалов В.А.
RU2261929C2
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ ВО ВЗВЕШЕННОМ СОСТОЯНИИ 2003
  • Галанцев В.Н.
  • Давыдов А.А.
  • Ерин А.Г.
  • Калинин В.Л.
  • Криевс А.Э.
  • Кручинин А.А.
  • Селяндин С.В.
  • Сергеев В.Л.
  • Цибизов В.А.
  • Шаповалов В.А.
RU2240362C1
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНЫХ НИКЕЛЬСОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ЧЕРНОВУЮ МЕДЬ, ОТВАЛЬНЫЙ ШЛАК И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЙ СПЛАВ 2016
  • Цымбулов Леонид Борисович
  • Князев Михаил Викторович
  • Тозик Виктор Михайлович
  • Пигарев Сергей Петрович
  • Фомичев Владимир Борисович
  • Лазарев Владимир Ильич
  • Ерошевич Сергей Юрьевич
  • Иванов Виктор Александрович
RU2625621C1
Способ обеднения шлаков медного и медно-никелевого производств 1983
  • Купряков Ювеналий Прокопьевич
  • Захаров Владимир Александрович
  • Артемьев Николай Иванович
  • Воробьев Александр Кузьмич
  • Колесник Валентина Захаровна
SU1098968A1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОПЛАВКИ СУЛЬФИДНЫХ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ 2004
  • Говоров Андрей Викторович
  • Кужель Богдан Иванович
  • Данилов Михаил Павлович
  • Ермоченко Игорь Петрович
  • Колесникович Константин Гордеевич
  • Щетинин Николай Степанович
  • Огарков Анатолий Владимирович
  • Фомичев Владимир Борисович
  • Сухобаевский Игорь Юрьевич
  • Погребенко Даниил Михайлович
  • Негрей Сергей Викторович
  • Шур Максим Борисович
  • Бражник Валерий Витальевич
  • Рябушкин Максим Игоревич
  • Никитин Алексей Леонидович
RU2293778C2
СПОСОБ ВНУТРИПЕЧНОГО ОБЕДНЕНИЯ ШЛАКОВ В ПЕЧИ ВАНЮКОВА 1992
  • Комков А.А.
  • Шубский А.Г.
  • Быстров В.П.
RU2061771C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БЫТОВЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ 1998
  • Русаков М.Р.
  • Рябко А.Г.
  • Востряков Г.В.
  • Боборин С.В.
RU2126847C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ 2004
  • Князев М.В.
  • Рябко А.Г.
  • Цемехман Л.Ш.
  • Иванов В.А.
  • Козырев В.Ф.
RU2255996C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 061 072 C1

Реферат патента 1996 года СПОСОБ ОБЕДНЕНИЯ ШЛАКОВ

Использование: цветная металлургия, извлечение цветных металлов из отвальных шлаков. Сущность: в период заливки расплава шлака в ванну подают восстановительный газ, причем дутье подают на глубину 0,8 - 1,0 высоты шлаковой ванны с удельным расходом на тонну шлака 0,7 - 1,7 нм3/ч, шлак отстаивают в течение 40 - 120 мин. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 061 072 C1

Способ обеднения шлаков, включающий заливку расплава, загрузку шихты, состоящей из сульфидизатора, флюсов и твердого восстановителя, плавку под слоем восстановителя в присутствии штейна, перемешивание жидких фаз путем продувки восстановительным газом и последующее отстаивание, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и потерь цветных металлов, продувку расплава газом осуществляют в период заливки расплава, причем дутье подают на глубину 0,8 1,0 высоты шлаковой ванны с удельным расходом на 1 т шлака 0,7 1,7 м3/ч, а отстаивание ведут в течение 40 120 мин.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2061072C1

Ванюков А.В
Комплексная переработка медного и никелевого сырья
М.: Издание МИСиС, 1979, т.II, с.37-38.

RU 2 061 072 C1

Авторы

Ампилогов В.Н.

Галанцев В.Н.

Востриков Г.В.

Русаков М.Р.

Сухобаевский Ю.Я.

Барсуков Н.М.

Рюмин А.А.

Давыдов А.А.

Ерин А.А.

Калинин В.Л.

Кручинин А.А.

Даты

1996-05-27Публикация

1991-07-08Подача