Способ переработки марганецсодержащей пыли ферросплавных электропечей Советский патент 1983 года по МПК C22B47/00 

ел

4 со

Изобретение относится к гидрометаллургнческим процессам, в частности к способам переработки пыли ферросплавного производства.

Известен способ .переработки марганцевых ; руд и щламов выщелачиванием отработанным электролитом, содержащим серную кислоту, с применением в качестве восстановителя сернистого газа для растворения высоковапент- ю

ных окислов марганца, содержащихся в марганцевой руде и шпаме, при температуре -ЗО-вО С. { 1 О- ,

Недостаток этого способа заключается в том, что процесс необходимо осуществлять с использованием токсичного и вредного сернистого газа при относительно высокой температуре, что ухудАает условия труда и осложняет процесс.

Наиболее близким к предпоженному по технической сущности является спо соб переработки марганцесодержащей пыли ферросплавных электропечей путем вьщелачивания анолитом,содержащим серную кислоту, в присутствии восстановителя, в качестве которого используют сернистый ангидрид, для растворения высоковалентных окислов марганца, содержащихся в пьши,-при температуре и рН раствора 1,52-D23.

Недостатком способа является необходимоать осуществления процесса при повьпненной температуре (80с) в результауе чего основная часть сернистого газа испаряется из раствора и не используется в процессе, что ухудшайт условия труда и вызывает непроизводительный расход восстановителя.

Кроме того, процесс осложняется ввиду наличия трудоемкой операн ии подогревания раствора до температуры , что требует дополнительного расхода электроэнергии и специального оборудования ,- а применение сернистого газа требует специальных мер

нии и транспортировании.

Цель изобрете шя - упрощение процесса при высоком извлечении марганца из пыпи в раствор и улучшение 5 условий труда.

Цель.достигается тем, что согласно способу переработки марганецсодержащей пыли ферросплавных электропечей, включающему выщелачивание раст0 ворам серной кислоты в присутствии восстановителя, выщелачивание проводят с использованием в качестве восстановителя смеси водного раствора сульфита натрия и серной кислоты в соотношен 1и (1 ,.1-1,38) : 1 и соотношении сульфита натрия к суммарному количеству серной кислоты 1:(1,1б,k2), марганца пьти к сульфиту натрия .1: (4,09-4,74).

Процесс извлечения марганца из пьти в раствор ведут при соотношении сульфита натрия к серной кнслоте во всек объеме реакционной смеси 1:1,42-1:1,16 при комнатной температуре и остаточном рН раствора 1-3 .

В табл.1 и 2 приведены результаты вьщелачивания пыли ферросплавных печей.

Т а б л и ц а 1 защиты при его использовании, хране

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МАРГАНЕЦСОДЕРЖАЩЕЙ ГЫПИ ФЕРРОСШ1АВНЬ|Х ЭЖКТРОПЕЧЕЙ ,включающий выщелачивание раствором серной кислоты в присутствии восстановителя, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и улучшения условий труда, выщелачивание проводят с использованием в качестве восстановителя смеси раствора сульфита натри:я и серной кислоты в соотношении

52,8 59,65 Раствор ЫЭлЗО, г 27,2 29,6 NawSO. 49,99 54,17..

71,17

27,2

49,99 59,6569,01 27,227,2 49,7849,99

Продолжение та15л. 1 Из приведенных в табл. 1 результатов видно, что при соотношении су Фита натрия к серной кислоте во всем объеме реакционной смеси 1:1,4 1:1,16 извлечение марганца из пыли в раствор составляет 96,6-91,1% (табл,1, примеры 2-4), ВыхЬдить за пределы вышеуказан1ЫХ соотношений нежелательно, так как при соотношении сульфита натрия к серной кислоте во всем объеме реакционной смеси 1:1,52 и 1:1,13 извлечение марганца из пыли в раствор уменьшается до 89,49%-89,07% (табл. 1, примеры 1 и 5). На остаточное значение рН раство полученное в результате вьпцелачивания пыли, влияет и концентрация раствора Na2SOj ,используемого для приготовления раствора-восстановитедя ,и соответственно соотношение No , No SO1Г -f соотношение ) ( (CM. табл.2, примеры 6-9). Как видно из табл. 2, концентрация раствора NaiSO;. , применяемого Z J для приготовления раствора-восстано вителя, влияет и на степень извлече ния марганца из пыли в раствор путе выщелачива шя.

Продолжение табл. 2 При концентрации раствора Ма„50 140, 150, 170 и 190 г/л степень извлечения марганца 4 меньшается и соответствует 83,09, 84,95, 82,61 и 78,9% {табл-.2, примеры 6-9), а при концентрации раствора Na SOa160 г/л степень извлечения марганца из пыли в раствор 96,6% (табл.2, пример 3). Пример 1. Восстановитель готовят следуюпщм образом. В стеклянную емкость объемом 500 МП заливают водный раствор сульфита натрия (концентрация 160 г/л ) в количестве 330 мл, в котором раст-, ворено 52,8 г сульфита натрия. Раствор .сульфита натрия готовят из безводного NogSOg. Затем туда же вливают 27,2 мл технической серной кислоты с удельным весом 1,838 г/см (49,99 г). Соотношение загруженного растворенного натрия к количеству серной кислоты, введенной в i раствор, составляет 1,06:1. Всего приготовлено 357,2 мл вос-, становитехм. Вьш ела швание пыли проводят на лабораторной установке в фарфоррврм реакторе емкостью 1000 мл с механическим перемешиванием . Согласно проведенному анализу, пыль ферросплавных электропечей имеет следующий химический состав, вес.%: Si Og 9,97; , 8,0; CaO 3,08; MgO 1,92; S 1.57; .уЗ; P 0,37; 2,5ч; влага 0,73; п.п.п. 6,76, В фарфоровый реактор заливают водный раствор серной кислоты (концентрация 200,72 г/л) в- количест ве 152,9 МП, в котором содержится 30,69 г серной К 1слоты. Затем в раствор добавляют.36 г пыли и приливают 357,2 мл приготовленного восстановителя. Соотношение сульфита натрия к серной кислоте во всем объеме реакцион52,8 г ° ,65ГН250,.49.99ГН250 составляет 1:1,52. В реактор вводят мешалку и процесс вьпцелачивания ведут при комна ной температуре без дополнительног обогрева в течение 2 ч. После завершения процесса выщелачивания остаточная кислотность раствора соответствует рН I . Извлече1ше марганца из пыли в- ра стврр 89,49%. Полученный раствор содерясит 30,77 г/л Мп, сульфита натрия и сер нистого ангидрида нет. П р и м е р 2. Восстановитель готовят следующим образом. В стеклянную емкость объемом 500 мл заливают водный раствор суль фита натрия (концентрация 160 г/л) в количестве 372,8 мл, в котором растворено 59,65 г сульфита натрия Раствор сульфита натрия готовит из безводного Na-SO.,. Затем туда же вливают 29,6 мл серной кислоты (хч с удельным весом 1,83 г/см (54,17 г . Соотношение загруженного растворенного сульфита натрия к количеству серной кислоты, введенной в раст вор, составляет 1,1:1. приготовлено 402,4 мл вос становителя . Вьпцелачивание пыли проводят на лабораторной установке в фарфоровом реакторе емкостью 1000 мл с механическим перемешиьанием. Согласно проведенному анализу, пыль с ферросплавных электропечей имеет следующий зшмический состав, вес. 9,82: Мп,39,бО; , 8,0, СаО 3,08; MqO 1,89; l 8 S 1,5; ,l9; Р 0,37; 2, влага 0,73; п.п.п. 6,57. В фарфоровый реактор заливают водный раствор серной кислоты (концентрация 199,87 г/л) в количестве 152,9 мл, в котором содержится 30,56 г серной кислоты. Затем в раствор добавляют 36 г пыли и приливают 402,4 мл приготовленного восстановителя. Соотношение сульфита натрия к серftofi. кислоте во всем объеме реакцион59,65г .,,,,.54,.,.,SO,,, составляет 1:1,42. В реактор вводят мешалку и процесс вьш1елачивания ведут при комнатной температуре без дополнительного обогрева в течение 2 ч. После завершения процесса выщелачивания остаточная кислотность раствора со|Ответствует рП 1. Извлечение марганца из пьиш в раствор 96,5%. Полученный раствор содержит 27,97 г/л Нп, сульфита натрия и сернистого ангидрида нет. Прим ер 3. Восстановитель готовят «цхедующим образом. В стеклянную емкость объемом 500 мл заливают водный раствор сульфита натрия (концентрация 160 г/л) в количестве 372,8 мл, в котором растворено 59,65 г сульфита натрия. Раствор сульфита натрия готовят из безводного NagSOj. Затем туда же вливают 27,2 мл серной (хч) с удельным весом 1,83 г/см(49,78 г). Соотношение загруженного растворенного сульфита натрия к количеству серной кислоты , введенной в раствор составляет 1,19:1. Всего приготовлено 400 мл восстановителя . Выщелачивание пыли проводят на абораторной установке в фарфоровом реакторе емкостью 1000 мп с механичесским перемешиванием. В фарфоровьш реактор заливают водный раствор серной кислоты (концентрация 199,87 г/л) в количестве 152,9 мл, в котором содержится 30,56 г серной кислоты. Затем в раствор добавляют 36 г пыли, химический состав которой приведен в примере I, и приливают 400 мл приготовленного восстановителя. Соотношение-суды1ж1та натрия к серной кислоте во всем объеме реакцион™ 59,65 г шой смеси 3o,5feH2SO j449,lSrHgSC составляет I;l534, Б реактор вводят мешалку и rit oдесс выщелачивания ведут при комнатной температуре без дополнительного обогрева в течение 4 ч.Порле завершени .процесса выщелачивания остаточная кислотность раствора соответствует рН 2.- Извх4еченив марганца из пыли в раст&ор составляет 9б5б%. По.пученньп1 раствор содержит -29,78 г/л Мп, сульфита натрия и cepHFicToro . ангидрида, нет. , П р и м в р 4, Восстаноьлтель готовят следующим образом. В сте Еспя$1Ную емкость объемом 500 мц заливают водный раствор суль фита натрия с концентрацией 160 г/л ,в количестве 431s3 МЛ5В котором Tjacтворено 6$jOl г суль4мта натрия Раствор сульфита натрия готовят из безводного . Затем туда же вливают 27,2 мл технической серной кислоты с удельным весом 1,838 г/см (49,99 г). СиЬотношение загруженного растворенного сульфита натрия к количес 1зу серной -кислоты, введенной в раствор,, составляет 1э38:К Bcei- o приготовлено 458,5 мга вос становртеля. Вьвделачивание цьши проводят на л бораторной установке в фарфоровом реакторе емкостью 1000 ьш с механическим перемешиваиием. В фарфоровый реактор заливают водный раствор серной кислоты (концентрация 200,72 г/л) в к оличеств 152,9 ыл в котором содержится г серной кислоты. Затем в раствор добавляют 36 г пыли химичес кий состав которой приведен в прим ре , и приливают 458,5 мл пригото ленного восстановитепя. Соотношение натрия к с ной кислоте во всем объеме реакцио Ь9,01 г «°« « , H,j5 : составгшет Is 1,16. В реактор вводят мешалку и процесс выщелачивания ведут при комнатной температуре без дополнитель ного обогрева в течение 2 ч После завершения процесса выщелачивания остаточнаяКИСЛОТНОСТЬ раствора соответствует рН 3. Извлечение марганца из пыли в раствор 91,1%с Полученный раствор содержит 24518 г/л Мп, сульфита натрия и сернистого ангидрида нет, Прим е р 5, Восстановитель готовят сг(едующим образом. В стеклянную емкость объемом 500 мл заливают водный раствор сульфита натрня (концентрация 160 г/л) в количестве 444,8 мл, в котором растворено 71,17 г сульфита натрия. Раствор сульфита натрия готовят из безводного . Затем туда же вливают 27,2 мл технической серной кислоты с удельным весом 1,838 г/сМЭ(49599г) . Соотношение загруженного растворенного сульфита натрия к количеству серной кислоты5введенной в раствор, составляет 1542:1, Всего приготовлено 472 мп восстановителя . Выщелачивание пыли проводят на лабораторной установке в фарфоровом реакторе емкостью 1000 г-ш с механическим перемешиванием. В. фарфоровый реактор заливают водный раствор серной кислоты (концентрация г/л) в количестве 152,9 мл,, в котором содержится 30,69 г серной кислоты Затем в раствор добавляют 36 г пьши, химический состав которой приведен в примере К и приливают 472 мл приготовленного восстановителя . Соотношение сульфита натрия к серной кислоте во всем объеме реакционной N«250 71,17 г 30,b9rH2S(74(,,-«-49.99rH250 j составляет ,1 51,3., В реактор вводят мешалку и процесс выщелачивания ведут при комнатной температуре без дополнительного обогрева в течение 2 ч„ После завершения процесса выщелачивания остаточная кислотность раст.вора со- , ответствует рН 3. Извлечение марганца из пьши в раствор 89,07%. Полученный раствор содержит 23,43 г/л Мп, сульфита натрия и серг нистого ангидрида нет, П р и м е р 6. Восстановитель готовят следующим образом.

В стеклянную ёмкость объемом 500 мл заливают водный раствор сульфита натрия с концентрацией 140 г/л в количестве 372,8 мл, в котором растворено 52,19 г сульфита натрия. Раствор сульфита натрия готовят из безводного , Затем туда же вливают 27,2 мл .серной кислоты (хч) с удельным весом 1,83 г/см (49,78 г)

Соотношение загруженного растворенного сульфита натрия к количеству серной кислоты, введенной в раствор, 1,05:1.

Всего приготовлено 400 мл восста новителя.

Выщелачивание пыли проводят на лабораторной установки в. фарфоровом реакторе емкостью 1000 мл с механическим перемешиванием .

В фарфоровый реактор заливают .водный раствор серной кислоты (концентрация 199,87 г/л) в количестве 152,9 мл, в котором содержится 30,56 г серной кислоты. Затем в раствор добавляют 36 г пыли, химический состав которой приведен в .примере I, и приливают 400 мп приготовленного восстановителя.

Соотношение сульфита натрия к серной кислоте во всем объеме реакцион52,19 г

В реактор вводят мешалку и процесс .выщелачивания ведут при комнатной температуре без дополнительного обогрева в течение 4 ч. После заТверщения процесса выщелачивания остаточная кислотность раствора соответствует рН I.

Извлечение марганца из пыли в раствор 83,09%.

Полученный раствор содержит 26,29 г/л Мп,

П р и м е р 7. Восстановитель готовят следующим .образом.

В стеклянную емкость объемом 500 мл заливают водный - раствор сульфита натрия с концентрацией 150 г/л в количестве 372,8 мп , в котором растворено 55,92 г сульфита натрия. Раствор сульфита натрия готовят из безводного N3250. Затем туда же вливают 27,2 мл серной кислоты (хч) с удельным весом 1,83 г/см (49,78 г)

Соотношегше загруженного растворенного сульфита натрия к количеству серной кислоты, введенной в раствор, составляет 1,12:1.

Всего приготовлено 400 мп. восстановителя.

Выщелачивание пыли проводят на лабораторной установке в фарфоровом реакторе емкостью 1000 мл с механическим перемешиванием.

В фарфоровый реактор заливают водный раствор серной кислоты (концентрация 199,87 г/л) в количестве 152,9 мл, в котором содержится 30,56 г серной кислоты. Затем в расвор добавляют 36 г пьши, химический состав которойприведен в примере I и приливают 400 мп приготовленного восстановителя.

Соотношение сульфита натрия к серной кислоте во всем объёме реакци55,92 г «°й смеси 3C7,56rH2SO j j449,78rH2SO составляет 1:1,44.

В реактор вводят мешалку и процесс выщелачивания ведут при комнатной температуре без дополнительного обогрева в течение 4 ч.

После завершения процесса вьпце,лачивания остаточная кислотность раствора соответствует рН 1.

Извл.ечение марганца из пьши в . раствор 84,95%. .

Полученный раствор содержит 27,34 г/л Мп.

П р и м е р 8. Восстановитель готовят следующим образом.

В стеклянную емкость объемом 500 МП заливают водньп раствор сульфита натрия с концентрацией 170. г/л в количестве 372,8 Ш1, в котором ра створено 63,38 г сульфита натри.я. Раствор сульфита натрия готовят из безводного Na-SOj. Затем туда же вливают 27,2 мл серной кислоты (хч с удельным весом 1,83 г/см (49,78

Соотношение загруженного растворенного сульфита натрия к количеству серной кислоты, введенной в раст- вор, составляет 1,27:1. I

Всего приготовлено 400 мл восстановителя . .

Выщелачивание, пыли проводят на лабораторной установке в фарфоровом реакторе емкостью 1000 мл с механическим перемешиванием.

В фарфоровый реактор заливают водный раствор серной кислоты с концентрацией 199,87 г/л в количестве 152,9 мл, в котором содерх;ится 30,56 г серной кислоты. Затем в раствор добавляют 36 г пьши, химический состав которой приведен в примере 1, и припивают 400 мп приготов jfeHHoro восстановителя. Соотношение сульфита натрия к серной кислоте во всем объеме реакц fe3i3erNq 50g онной,смеси 3(,56 г (,9,8 г Н25°4 составляет 1:1,27. В реактор вводят мешалку и про цёсс выщелачивания ведут при комнат ной температуре без дополнительного обогревав тече1ше 4 ч. После завершения процесса выщел.ачи8ания остаточная кислотность раствора соответствует рН 2. , Извлечение марганца из пыли в ра створ 82,61%. Полученный раствор содержит : 27,01 г/л Мп.. П р и м е р 9. Восстановитель Го товят следующим образом. В стеклянную емкость объемом 500 МП заливают водный раствор сул фита натрия с концентрацией 190 г/л количестве 372,8 мп, в котором растворено 70,83 г сульфита натрия. Раствор сульфита натрия готовят из безводного Na SO,. Затем туда же вливают 27,2 мп серной кислоты (хч с удельным весом 1,83 г/см (49,78 Соотношение загруженного растворенного cyJib Ta натрия к количеству с еръной кислоты, введенной в раствор, 1,42:1. Всего приготовлено 400 мп восста новителя. Выщелачивание пыпи проводят на лабораторной установке в фарфоровом реакторе емкостью 1.000 мп с механ ческим перемешиванием. В фарфоровый реактор запивают водный раствор серной кислоты с концентрацией 199,87 г/л в количестве 152,-9 МП, в котором содержится 30,56 г серной кислоты. Затем в раствор добавляют 36 г пыли,, химический состав которой приведен в примере 1., и приливают 400 мл приготовленного восстановителя . Соотношение сулъфита натрия к серной кислоте во всем объеме реакционной сме10, 8Эг 30,5brH250 j449,7erH2SO(jj составляет 1:1,13.. В реактор вводят мешалку и процесс выщелачивания ведут при комнатной температуре без дополнительного обогрева в течение 4 ч. После завершения процесса вьш;елачивания остаточная кислотность раствора соответствует рН 3. Извлечение марганца из пыли в раствор 78,9%. Полученный раствор содержит 26,4 г/л Мп. Предпоженный способ дает возмож-, ность снизить температуру процесса и вести выщелачивание при комнатной температуре, и обеспечивает выСОК5ЧО степень извлечения марганца из пыли в раствор (96,6-91,1%). Кроме того, предложенный способ по сравнению с известньв Обеспечивает улучшевде .условий труда за счет полного использования врсстановител:я в процессе выщелачивания пыли и уменьшения выделения сернистого газа в окружающую среду.