ПЕЧЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТРЕХОКИСИ СУРЬМЫ Российский патент 1997 года по МПК F27B3/02 C22B30/02 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для получения трехокиси сурьмы.

Известна печь для получения трехокиси сурьмы, содержащая корпус, в котором расположены сопла для подачи воздуха под уровень расплава, свод, подину, газоход, загрузочные устройства и устройства для выпуска расплава [1, с. 160]
Недостатками этой печи являются значительные потери золота, содержащегося в перерабатываемой сурьме, вызванные тем, что при продувке воздуха через слой расплавленного металла в газовую фазу выносятся брызги металлической сурьмы, в которой растворено золото. После окисления этой металлической сурьмы в трехокись золото остается в виде мельчайших образований и уносится вместе с газовым потоком.

Кроме того, обусловленная данной конструкцией печи продувка расплава не обеспечивает высокого качества получаемой трехокиси сурьмы вследствие того, что ее образование происходит не только на поверхности металлического расплава, но и в газовой фазе, куда при барботаже попадает металлическая сурьма.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является печь для получения трехокиси сурьмы, содержащая корпус, подину, свод с расположенными в нем каналами для подачи воздуха. Эти каналы продолжены к передней стенке печи и выходят к поверхности расплавленного металла. Газы, несущие трехокись, выводятся из печи по газоходу. Печь содержит также загрузочные устройства и устройства для выпуска расплава. [1, с. 157-159]
К числу существенных недостатков известной печи следует отнести низкое качество получаемой трехокиси сурьмы, значительные потери золота с трехокисью сурьмы, а также невысокую производительность печи и большие расходы электроэнергии на ее обогрев.

Отмеченные выше недостатки являются следствием конструктивного решения печи, предусматривающего горизонтальную подачу воздуха на поверхность расплавленной сурьмы.

Горизонтальная подача воздуха приводит к малой степени окисления непосредственно на поверхности металла, что сдвигает температуру процесса в надслоевое пространство, где и происходит окисление испарившейся металлической сурьмы, что отрицательно сказывается на качестве готовой продукции трехокиси сурьмы.

Отмеченные обстоятельства также приводят к невозможности осуществления нагрева расплава в автогенном режиме, что вызывает большие расходы электроэнергии на обогрев печи.

Кроме того, горизонтальная подача воздуха способствует вынесению золота, растворенного в металлической сурьме, вместе с брызгами металла в газовую фазу. После окисления сурьмы частички золота уносятся с газовым потоком в товарную трехокись, обуславливая тем самым значительные потери благородного металла.

Изобретение направлено на создание конструкции, обеспечивающей достижение высоких технико-экономических показателей процесса получения трехокиси сурьмы.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в повышении скорости окисления металла на поверхности расплава, предотвращении образования брызг металла, повышении автогенности процесса.

Указанный выше технический результат достигается тем, что в печи для получения трехокиси сурьмы, содержащей корпус, свод, соединенный с газоходом, подину, загрузочные устройства и устройства для выпуска расплава, согласно изобретению в своде, расположенном на расстоянии 0,75-2,0 м от подины, установлены вертикальные фурмы для подачи воздуха, при этом суммарная площадь отверстий фурм составляет (0,001-0,35)•10^-2 площади подины, а их общее количество определяется по формуле
N K•S_п,
где N количество фурм;
K экспериментально определенный коэффициент, числовое значение которого составляет K (0,55-0,74), 1/м² м^-2;
S_п площадь подины, м².

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена печь для получения трехокиси сурьмы.

Печь содержит футерованный изнутри огнеупорным кирпичом корпус 1, в котором размещены устройства 2 для разогрева печи, устройства 3 для заливки жидкого металла, загрузочные окна 4, устройства 5 для выпуска донного сплава. Печь также содержит подину 6, отвод 7, газоход 8.

В своде 7 установлены вертикальные фурмы 9 для подачи воздуха.

Печь работает следующим образом.

В разогретую с помощью устройства 2 печь через устройство 3 в печь заливается жидкая рафинированная сурьма или через окна 4 загружается твердая рафинированная сурьма (слитки).

После достижения заданной температуры расплава через вертикальные фурмы 9, установленные в своде 7, в печь подается очищенный от влаги сжатый воздух, устройство 2 для разогрева печи отключается.

Подача воздуха через вертикальные фурмы 9, размещенные в своде 7, расположенном на заявляемом расстоянии от подины 6, позволяет воздуху с высокой скоростью достигнуть поверхности расплава, обеспечивая высокую скорость окисления сурьмы.

Газы, содержащие трехокись сурьмы, отводятся по газоходу 8.

Металлическая донная фаза с помощью устройства 5 выпускается в изложницы (на чертеже не показаны).

Подача воздуха через вертикальные фурмы 9, размещенные в своде 7, расположенном на заявляемом расстоянии от подины 6, позволяет воздуху с высокой скоростью достигнуть поверхности расплава и обеспечить тем самым высокую скорость окисления металла на поверхности и избыточное выделение тепла. Последнее обстоятельство позволяет производить постоянную подпитку металлической сурьмой (в виде чушек) ванны расплава без внесения дополнительного тепла.

Вертикально подаваемый воздух одновременно разгоняет в стороны плавающие частицы клинкеров и попадает на открытую поверхность расплава. Направленный сверху вниз воздух практически не создает брызг расплава и капли металла вместе с золотом не уносятся в газовую фазу. В случае, если какое-либо количество металлической сурьмы с растворенным в нем золотом все же попадает в газовую фазу, то оно будет возвращено обратно благодаря расположению свода 7 на заявляемом расстоянии от подины 6, обеспечивающем величину надслоевого пространства, достаточную для падения скоростей и возврата механически унесенных капель расплава.

Этому же способствует и то, что воздушные потоки, выходящие из фурм, количество и расположение которых выбрано в соответствии с формулой изобретения, обеспечивают подсос выносимых из расплава мельчайших капель металла с золотом и дополнительно их окисляют. Золото, оставшееся без металлической сурьмы, в которой оно было растворено, возвращается газовым потоком обратно в расплав.

Пример конкретной реализации изобретения.

Испытаниям подвергалась печь с площадью пода, равной 3 м², расстоянием от свода до подины, равным 1,7 м. В своде печи выполнены вертикальные каналы, в каждом из которых установлены фурмы, снабженные соплом Лаваля с диаметром отверстия 13 мм.

Общее количество фурм (каналов) было определено в соответствии с заявляемой формулой:
N K•S_п,
где N число фурм (каналов),
S_п площадь подины, S_п 3 м²,
K коэффициент, числовое значение которого выбрано из заявленного диапазона,
K 0,55,

Суммарная площадь отверстий фурм равна 0,0265•10^-2 м², что составляет величину 0,008•10^-2 от площади подины.

Испытания предлагаемой конструкции печи проведены на опытной установке в г. Рязани на АО "Рязцветмет" при переработке металлической сурьмы следующего состава, Sb 99,1; Fe 0,01; As 0,02; Pb 0,8; S 0,02; Sn 0,01; Au 165 г/т.

В результате испытаний были получены следующие показатели: содержание трехокиси сурьмы в товарном продукте 99,7% содержание золота в товарном продукте 0,10 г/т, производительность печи 0,47 т/м²•ч, автогенный режим.

В таблице приведены показатели экспериментальных исследований печи для получения трехокиси сурьмы.

Как видно из приведенных данных, наилучшие результаты получены при высоте свода от подины 0,75-2,0 м, при расположении в печи с площадью пода 3 м² фурм в соответствии с формулой предполагаемого изобретения в количестве двух штук. При уменьшении высоты печи от свода до подины менее 0,75 м увеличиваются потери золота с трехокисью сурьмы, уменьшается содержание основного компонента (Sb₂O₃) в трехокиси за счет перехода в трехокись металлической сурьмы. При увеличении высоты от свода до подины более 2 м печь зарастает высшими окислами сурьмы, ухудшается качество трехокиси сурьмы, увеличиваются потери золота с трехокисью, уменьшается производительность. При установке 3 фурм печь зарастает высшими окислами сурьмы, увеличиваются потери золота с трехокисью, ухудшается качество трехокиси, печь стынет. При установке 1 фурмы печь имеет малую производительность, не получается автогенность процесса, увеличиваются потери золота с трехокисью сурьмы, ухудшается качество трехокиси сурьмы.

Выход за пределы заявляемого отношения суммарной площади отверстий фурм к площади подины приводит к отсутствию автогенного режима в печи, снижению ее производительности, увеличению потерь золота, ухудшению качества товарного продукта.

Таким образом, предлагаемая конструкция печи позволяет увеличить производительность по получении трехокиси сурьмы с одного квадратного метра почти в 4 раза, улучшить качество трехокиси сурьмы по содержанию основного компонента на 0,5 абс. уменьшить безвозвратные потери золота с трехокисью сурьмы ≈ в 13,7 раза, снизить энергозатраты ≈ в 1,8 раза.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для получения трехокиси сурьмы. Сущность: в печи для получения трехокиси сурьмы, содержащей корпус, подину, газоход, загрузочные устройства и устройства для выпуска расплава, свод расположен на расстоянии 0,75-2,0 м от подины, в своде установлены вертикальные фурмы для подачи воздуха, при этом суммарная площадь отверстий фурм составляет (0,001-0,35)•10^-2 площади подины, а общее количество фурм определяется по формуле N = K•S_п, где N -количество фурм; S_п - площадь подины, м²; K - коэффициент, числовое значение которого составляет 0,55-0,74 м^-2. 1 табл., 1 ил.

Печь для получения трехокиси сурьмы, содержащая корпус, свод, соединенный с газоходом, подину, загрузочные устройства и устройства для выпуска расплава, отличающаяся тем, что в своде, расположенном на расстоянии 0,75 2,0 м от подины, установлены вертикальные фурмы для подачи воздуха, при этом суммарная площадь отверстий фурм составляет (0,001 0,35) • 10^- 2 площади пода, а общее количество фурм определяется по формуле
N K • S_п,
где N количество фурм;
S_п площадь подины, м²;
K коэффициент, числовое значение которого составляет 0,55 0,74 м^- 2.