Способ плавки сульфидно-кремнистой медной руды Советский патент 1983 года по МПК C22B15/02 

оо л

Nj

сх Изобретение относится к цветной мета 1л ргии, в частности, может быт использовано при плавке сульфидных руд с повышенным содержанием кремне зема (25-50%), Известен способ плавки высококремнистой руды, при котором, с целью поддержания в печи высокой те пературы и введения дополнительного количества железа для ошлакования кремнекислоты, в печь периодически загружаются отдельные порции, состо щие целиком из клинкера цинкового производства и небольшого количества кокса (3-5%)от массы порции Ki Недостатком способа является неустойчивый ход плавки, так как указанные порции клинкера загружают для того, чтобы восстановить наруше ный вследствие накопления в печи кремнекислоты ход процесса плавки. Наиболее близким к изобретению решением является способ шахтной плавки сульфидных руд, включающий послойную последовательную загрузку шихтовых материалов в печь в следую щем порядке: на слой кокса в печь загружается слой флюсов (конверторный шлак, кварц, -известняк ), затем слой руды или агломерата. При плавк руд, содержащих большой избыток кремнезема при небольшом количестве сульфидов рекомендуется шихтовать руду с большим количеством основного флюса, известняка 2. Однако работа шахтной печи с использованием известного способа загрузки и при совместной шихтовке сульфидно-кремнистой руды с известняком, как показали промышленные испытания, характеризуется низким удельным проплавом (41-42 ) высоким удельным расходом кокса (125,7 кг/т шихты). Это обусловлено слабым развитием процесса растворения рудного кремнезема образующимися в печи расплавами и накоплением в- печи тугоплавкой высококремнистой массы по следующим причинам. Основным процессом, определяющим производительность шахтной плавки как обычного сульфидного сырья, так и высококремнистой руды, является процесс образования шлака, протекающий в фокусе печи. При этом основной реакцией является окисление сернистого железа в присутствии кремни того флюса. При плавке сернистой руды кремнистый флюс поступает в печь в смеси флюсов,. Куски кварца доходят до фурм и образуют коксо-кварцевую постель, .через .которую фильтруется сульфидный расплав, образовавшийся из находящегося вьше слоя сульфидной руды. В процессе фильтрации происходит окисление сернистого желез.а, Плавка сульфидно-кремнистой руды при той же последовательности загруз ки ешоев шихтовых материалов отличиется тем, что кремнезем для образования постели поступает непосредственно из самой руды. Часть его уходит -в шлак при окислении сернистого железа сульфидной части руды, а оставшаяся часть (избыток кремнеземаJ накапливается в печи, так как железистый флюс, например, конвёртернь1Й шлак, загруженный перед рудой, проплавляется раньше и не может уча- ствовать в растворении кремнезема. Введение в слой сульфидно-кремнистой руды известкового флюса лишь незначительно улучшает условия шлакования, так как температура плавления образующихся силикатов, кальция (15402130с выше температуры в фокусе печи (1400-1500°С). Целью изобретения является повышение производительности и снижение расхода лоплива. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу плавки сульфидно-кремнистой медной руды, включающему послойную загрузку твердого топлива, железистого и кальцийсодержащего флюсов и руды, смесь железистого и кальцийсодержащего флюсов загружают на поверхность слоя руды. Причем с целью интенсификации плавки сульфидно-кремнистой руды, весовое соотношение железа к окиси кальция в смеси поддерживают равным (2-4,5):1, Сущность предлагаемого способа состоит в следующем, В печь компоненты шихты грузятся в следующем порядке: твердое топливо, например кокс, затем сульфидно-кремнистая руда, затем смесь железистого (например, конвертерный шлак) и кальцийсодержащего (например, известняк) флюсов, В результате горения топлива слой сульфидно-кремнистой руды разогревает ся и из нее вы.плавляются легкоплав кие сульфидные составляющие (сульфиды железа и цветных металлов ), которые выводя-гся из печи в виде штейна. Кремнистая тугоплавкая (температура плавления около 1600-1700°С) составляющая руды ввиде кусков остается на слое топлива. При плавлении находящейся выше смеси железистого и кальцийсодержащего флюсов образуется оксидный высококальциевистый железо-силикатный расплав, обладающий способностью с высокой скоростью растворять кремнезем. Фильтруясь через лежащий . ниже слой кремнистой тугоплавкой составляющей руды, такой расплав растворяет ее и переводит в шлак, Такой порядок загрузки, кроме того, приводит к опережающему нагреву сульфидно-кремнистой руды по сравнению с железо-силикатным высококальциевистым расплавом, что способствует интенсификации растворения.

Увеличение соотношения железа и окиси кальция в смеси флюсов более 4,5:1 мало влияет на скорость растворения кремнезема, а снижение менее 2:1 приводит к росту вязкости расплава и снижению скорости растворения.

Плавку сульфидно-кремнистой руды вели в шахтной печи с площадью в области фурм 14,7 м 2, расход виз духа поддерживали в пределах 50-60 . Химический состав компонентов ишхты приведен в табл. 1.

Таблица 1

1. СПОСОБ ПЛАВКИ СУЛЬФИДНОКРЕМНИСТОЙ МЕДНОЙ РУДЫ, включаюгднй послойную загрузку твердого топлива, железистого и кальцийсодержащего флюсов и руды, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения расхода топлива, смесь железистого и кальцийсодержащего флюсов загружают на поверхность слоя руды. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью интенсификации плавки сульфидно-кремнистой руды, весовое соотношение железа и окиси кальция в смеси флюсов поддерживают равным

Руда сульфидно5,87 крекшистая

2,10

Шлак конвертерный

Известняк

Пример {по известному способу) . Плавили шихту следующего состава, вес.%: руда сульфидно-кремнистая 60, конвертерный шлак 32,6, известняк 7,4. Материалы грузили в печь в следующей последовательности: кокс - конвертерный шлак - смесь рудй и известняка. Удельная производительность печи составила 41,7 , удельный расход кокса 125,7 кг.на тонну шихты.

1,20

32,0

22,3

20,9

19,0

0,88 1,7

50,1

4,5

50,50

0,9

Примеры выполнения предлагаемого способа 1-5 сведены в табл. 2. При выполнении этих примеров соблюдалась следующая последовательность загрузки компонентов шихты: на слой кокса; {твердое топливо } загружают слой руды, а поверх него смесь конвертерного и известняка. Количество проплавленной шихты для каж-, дого примера составляет 12201400 т.

Таблица 2