СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВОГО СЫРЬЯ ОТ ФОСФОРА Российский патент 2009 года по МПК C22B47/00 C22B3/04 

Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к подготовке железомарганцевого сырья для плавки, и может быть использовано для очистки сырья от фосфора.

Известен пирометаллургический способ выплавки низкофосфористого марганцевого шлака из высокофосфористых руд [1, с. 220]. Сущность способа заключается в приготовлении шихты, содержащей высокофосфористый марганцевый концентрат, кокс, металлическую стружку или металлолом, с последующим плавлением шихты в электропечи. При выплавке получают высокофосфористый попутный металл и марганцевый шлак. Попутный металл с высоким содержанием фосфора не находит применения. Низкофосфористый шлак взамен марганцевого концентрата используется для выплавки марганца и марганцевых сплавов. Недостатки способа заключается в сложности и высокой стоимости металлургической операции - плавки шихты с высоким расходом кокса, электроэнергии, металлургической стружки (металлолома). Большие потери марганца и железа с попутным металлом, который складируется в отвалы, так как является отходом производства.

Наиболее близким является способ [1, с. 221-257] выщелачивания в 0,5 н. азотной кислоте при отношении Т:Ж=1:3 спека, полученного обжигом высокофосфорного концентрата с содой, при дозировке соды 400 грамм на 1 килограмм концентрата. Спекание осуществляется при 850-900°С в течении 1 часа. При выщелачивании спека азотной кислотой фосфор извлекается в раствор. Содержание фосфора в переработанном концентрате снижается от 0,35% до 0,12%. Недостаток этого способа заключается в многостадийности процесса, использовании дорогих, дефицитных, агрессивных реагентов. Высокий расход тепла на операцию спекания шихты, высокий расход электроэнергии.

Задача, решаемая изобретением, состоит в упрощении технологии, снижении расхода реагентов, энергии, снижении количества отходов производства, повышении качества переработанного концентрата.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в оптимизации крупности сырья, концентрации и расхода реагента, плотности пульпы, температуры и продолжительности выщелачивания.

Для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата в способе очистки концентратов и руд от фосфора, включающем измельчение сырья, выщелачивание его с последующей фильтрацией, измельчение сырья производят до крупности менее 0,074 мм, выщелачивание его в течение 20-40 минут осуществляют при температуре 40-50°С 0,5-1 н. раствором щавелевой кислоты при отношении твердого к жидкому в растворе 1:3 с последующей фильтрацией пульпы. При этом количество фосфора в конечном продукте снижается от 0,35% до 0,06%.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что взамен многостадийных технологий с использованием дорогих, дефицитных, агрессивных реагентов соды и азотной кислоты предлагается новый способ очистки руд и концентратов от фосфора, включающий помол исходного сырья до крупности менее 0,074 мм с последующим выщелачиванием его в течение 20-40 минут при 40-50°С 0,5-1,0 н. раствором щавелевой кислоты при отношении жидкого к твердому 3:1 с последующей фильтрацией пульпы. При этом концентрация фосфора в переработанном концентрате снизилась от 0,35 до 0,06%.

Пример.

Для исследований применяли железную и железомарганцевую руды и марганцевый концентрат из руд Уватской группы месторождений Иркутской области. Состав руд и концентрата приведены в таблице 1.

Для получения низкофосфорных руд и концентратов пробы подвергают сушке в муфеле при 115°С, размалывают в лабораторной шаровой мельнице до крупности менее 0,074 мм. Готовят водный раствор щавелевой кислоты, разогревают до заданной температуры в термостате, добавляют размолотую пробу концентрата, выщелачивают при непрерывном перемешивании пульпы и заданном времени агитации. По окончании опыта пульпу фильтруют через бумажный фильтр и подвергают сушке при 115°С. Твердый остаток истирают в агатовой ступке и анализируют на содержание фосфора по методикам, приведенным в [2]. Условия выщелачивания приведены в таблице 2, из которой следует, что по предлагаемому способу содержание фосфора в железных и железомарганцевых рудах и марганцевом концентрате снижается до 0,06-0,08%.

Таблица 1 Материал Химический состав, мас.% Mn Fe Р Марганцевый концентрат 51,7   0,35 Железомарганцевая руда 18,9 15,7 0,26 Железная руда   34,4 0,32

Таблица 2 Материал (способ переработки) № опыта Содержание фосфора в руде (концентрате), % Характеристика опытов Содержание фосфора в твердом остатке, мас.% Концентрация щавелевой кислоты в растворе (нормальность), н. Отношение Т:Ж в пульпе Температура пульпы, °С Продолжительность выщелачивания, мин Марганцевый концентрат (по предлагаемому способу) 1 0,35 1,0 1:3 50 60 0,06 2 0,35 0,5 1:3 50 60 0,06 3 0,35 1,0 1:3 40 60 0,06 4 0,35 0,5 1:3 40 30 0,08 5 0,35 0,5 1:2 40 30 0,09 6 0,35 0,75 1:3 45 45 0,07 7 0,35 0,75 1:4 45 45 0,06 Железомарганцевая руда (по предлагаемому способу) 8 0,38 0,7 1:3 45 45 0,08 9 0,38 1,0 1:3 50 60 0,06 10 0,38 0,5 1:3 40 30 0,08 Железная руда (по предлагаемому способу) 11 0,28 0,5 1:3 40 30 0,07 12 0,28 1,0 1:3 50 60 0,06 По прототипу марганцевый концентрат 13 0,35 1,0 азотная кислота 1:3 90-95 Выдержка в растворе и агитация 8,5 часов 0,1-0,13

Источники информации

1. Гасик М.И., Лякишев Н.П., Емлин Б.И. Теория и технология производства ферросплавов//М., Мелаллургия, 1988.

2. Степин В.В., Силаева Е.В., Курбатова В.И., Федорова Н.Д., Поносов В.И. Анализ черных металлов, сплавов и марганцевых руд. М., Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1964, с.438.

Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к подготовке железомарганцевого сырья для плавки, и может быть использовано для очистки сырья от фосфора. Технический результат заключается в селективном растворении фосфора из сырья. Способ включает измельчение сырья до крупности менее 0,074 мм. После измельчения ведут выщелачивание в течение 20-40 минут при температуре 40-50°С 0,5-1,0 н. раствором щавелевой кислоты при отношении жидкого к твердому в пульпе 3:1 с переводом фосфора в раствор. После выщелачивания проводят фильтрацию пульпы. 2 табл.

Способ очистки железомарганцевого сырья от фосфора, включающий измельчение сырья, выщелачивание его и последующую фильтрацию, отличающийся тем, что измельчение осуществляют до крупности менее 0,074 мм, выщелачивание проводят 0,5-1,0 н. раствором щавелевой кислоты в течение 30-60 мин при температуре 40-50°С при отношении жидкого к твердому в пульпе 3:1.