СПОСОБ АВТОГЕННОЙ ПЛАВКИ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ Российский патент 1997 года по МПК C22B7/04 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано в металлургии меди, никеля, свинца, цинка, других металлов. Известна большая группа автогенных процессов, к достоинствам которых относятся более низкие затраты энергии как на сам процесс плавки, так и на получение серы из более богатых газов. Наиболее отработана взвешенная плавка, запатентованная финской фирмой Оутокумпу (патент N 54147, кл. C 22 B 5/14, 1978).

В патенте предложена и осуществлена на практике на многих заводах мира утилизация серы из газов путем из восстановления пылеуглем и бензином.

В России на Норильском комбинате внедрена схема восстановления богатых газов природным газом. Газ предварительно подвергают конверсии.

Шлаки автогенных процессов, как правило богатые, требуют специальных методов обеднения. Стремление обеднять шлаки в печи плавки не дает должного эффекта. Отвальные шлаки получают, если их обедняют путем восстановления и отстоя в отдельном агрегате. Серу получают путем восстановления отходящих газов в аптейке печи и далее в специальном реакторе. Подача в аптейк природного газа при температуре 20^oC снижает температуру процесса, получение конверсированного газа сжигания части его, на некоторых заводах природный газ отсутствует. Использовать бензин очень дорого, от угля отказались из-за образования настылей в газоходах печей.

Целью настоящего изобретения является создание более рационального с теплотехнической, экологической, технологической и, в конечном счете, экономической точки зрения процесса с использованием угля любого типа для восстановления серы из газов и обеднения шлаков.

Указанная цель достигается тем, что для восстановления газов и получения элементной серы используется газ от газификации угля, а уголь газифицируется преимущественно за счет избыточного тепла отвальных шлаков плавки, одновременно идет восстановительная обработка шлака и его обеднение. Газификацию угля проводят под давлением расплава печи плавки. Газификацию можно проводить как на воздушном, обогащенном кислородом дутье, так и на парокислородном дутье, а также с использованием других газовых смесей.

Способ позволяет увеличить производительность печей плавки за счет интенсификации обеднения шлака, разделения продуктов плавки, использовать дешевый уголь/можно и торф/ для восстановления серы из газов, использовать избыточное тепло отвальных шлаков.

Пример 1. При переработке никельсодержащих медных концентратов в печи ПЖВ с обеднением шлака в самой печи при производительности 57 т/м²•сут при загрузке 2,5% угля в зону обеднения получены шлаки, содержащие 0,65 0,7% меди, газы зоны обеднения содержали 1,8 1,9% сернистого ангидрида, до 0,8% CO, остальное CO₂, O₂, N₂. Газы зоны обеднения разбавили газы печи плавки с 65 70% до 47 49% по содержанию SO₂. Степень восстановления сернистого ангидрида составила при использовании 8 тыс. м³. природного газа -47%
При работе с модельным газификатором угля при давлении 1,5 ати, при 3,8 т/час угля (20% от веса шлака) было получено 9 тыс. м³ генераторного газа, содержащего -72% CO. Шлаки имели содержание меди 0,27% Сернистый ангидрид был восстановлен на 51,7% Скорость обеднения шлака была в 1,7 раза выше.

Пример 2. В опытной печи производительностью 28 т/м²•сут при простом отстаивании были получены следующие результаты по содержанию меди:
22 мин 1,2% меди,
30 мин 0,8% меди,
60 мин 0,7% меди.

При продувке шлака парокислородной смесью с загрузкой на поверхность шлака 15,5% угля за 10 мин дутья были получены шлаки, содержащие 0,47-0,51% меди. Газы после обеднения содержали серу в форме H₂S.

Использование: металлургия цветных металлов, может быть использовано в металлургии меди, никеля, свинца, цинка. Сущность: предложен способ автогенной плавки руд и концентратов цветных металлов, включающий восстановительную обработку отходящих сернистых газов и расплава шлака, в котором отходящие газы восстанавливают генераторным газом от парокислородной газификации угля на ванне расплава шлака автогенной плавки, причем газификацию угля и восстановительную обработку шлака проводят одновременно под регулируемым давлением, создаваемым расплавом шлака в печи плавки.

Способ автогенной плавки руд и концентратов цветных металлов, включающий восстановительную обработку отходящих сернистых газов и расплава шлака, отличающийся тем, что отходящие сернистые газы восстанавливают генераторным газом от парокислородной газификации угля на ванне расплава шлака автогенной плавки, причем газификацию угля и восстановительную обработку шлака проводят одновременно под регулируемым давлением, создаваемым рас- плавом шлака в печи плавки.