Пирометаллургический способ непрерывной переработки окисленного сырья цветных и черных металлов Советский патент 1991 года по МПК C22B5/10 

Изобретение относится к черной и цветной металлургии и касается способов получения жидкого металла при переработке окисленного металлсодержащего сырья, а более конкретно к металлургии тяжелых цветных металлов и железа.

Изобретение может быть использовано для производства меди и железа.

Известен пирометаллургический способ непрерывной переработки окисленного сырья цветных и черных металлов, включающий расплавление сырья в жидкой шлаковой ванне, барботируемой кислородсодержащим газом с содержанием кислорода не менее 35% и интенсивностью 200-2000 им3/ч на 1 м2 горизонтального сечения ванны расплава, подачу углеродистого восстановителя в виде кускового угля, образование гетерогенного расплава жидких шлака и металла, разделение расплава на верхнюю барботируемую часть и нижнюю спокойную, состоящую из слоя шлака и слоя металла, раздельный вывод каждого продукта из нижней части соответствующего слоя О.

Недостаток известного способа заключается в высоком расходе углеродистого топлива.

Цель изобретения - уменьшение расхода углеродистого топливаt

Поставленная цель достигается тем, что 8-957 кислородсодержащего газа подают выше уровня барботируемой ванны.

Способ осуществляется следующим образом.

Сырье нагревают и расплавляют в жидком шлаке с образованием расплава металлической и окисленной фаз, бар- ботируемого взаимодействующим с ним кислородсодержащим газом при подаче газа с интенсивностью 200-2000 нм3 /ч на 1 м2 горизонтального сечения ванны расплава, в результате чего ряс(Л

плав разделяют на верхнюю барботи- руемую часть и нижнюю спокойную часть, состоящую из слоя шлака и слоя металла, и осуществляют раздельный вывод каждого продукта плавки из нижней части соответствующего слоя согласно изобретению 5-98% кислородсодержащего газа подают выше уровня барботируемой ванны. При этом происходит дожигание отходящих из ванны газов до продуктов полного сгорания,, R усповиях плавки над барботируемой ванной существует интенсивный брыз- говой режим, причем брызги, возвращаются в ванну расплава. Тепло, выделяющееся от дожигания, возвращается в ванну брызгами, нагретыми выше температурь ванны. Поскольку доля ме-- талла в ванне составляет менее 10 об.%, вторичного окисления не наблюдается. Таким образом,, максимально эффективно используется как тепло от горения топлива, так и от дожигания газообразных продуктов восстановления .

Распределение дутья, подаваемого в ванну и выше уровня барботируемой ванны, определяется конкретными параметрами работы печи для плавки и соотношением между продуктами полного и неполного сгорания, при получении данного металла. При подаче выше уровня ванны менее 5% кислородсодержащего газа теплообмен в газовом пространстве оказывается недоста точно интенсивным, чтобы обеспечить передачу тепла с брызгами в ванну. При подаче выше уровня барботируемой ванны свыше 98% кислородсодержащего

,

газа, происходит ухудшение массооб- мена в ванне и снижение производи- тельности печи.

Пример 1. Перерабатывается медный концентрат.

R плавильный агрегат подают 41 т/ч концентрата, 4,1 т/ч углеродистого восстановителя.

Б печь вдувают кислородсодержащее дутье (90% 02) под давлением 0,2 МПа и расходом 6100 нм3/ч, из них х/80% (4900 нм3/ч) подается под слой расплава на глубину 400 мм ниже поверхности, а остальное количество - в газовое пространство выше уровня ванны.

Из печи непрерывно выпускается металл, содержащий около 99% меди

0

и шлак. Извлечение меди в металл составляет 97,5%. Температура расплава в печи поддерживается на уровне 1250+ +20°С.

Пример 2. Перерабатывается железная руда.

В плавильный агрегат подают 454 т/ч руды, 28 т/ч флюса (СаО) и 126,5 т/ч углеродистого восстановителя.

В печь вдувают технический кислород (95% 02) под давлением 0,2 МПа и расходом 1, нм3/ч. Из них

0

10% (1,25-10ч нм3/ч) подается

под

5

0

5

0

5

0

слой расплава на глубину 400 мм ниже поверхности, а остальное количество в газовое пространство печи выше уровня ванны.

Отходящие газы в количестве 2,9 М0гнм3/ч содержат, об.%: С02 60; Н20 38%.

Из печи непрерывно выпускается металл, содержащий 97,84% железа.

Извлечение железа в металл составляет 97,5%. Скорость горячих газов в сечении ванны составляет 4,4 м/с. Температура расплава в печи поддерживается на уровне 1600+20 С.

Применение данного способа дает существенные преимущества по сравнению с другими схемами восстановления окисленного сырья.

При переработке сульфидного медного сырья обеспечивается высокое извлечение на стадии обжига намертво, а суммарные энергозатраты не превышают энергозатрат на автогенные про-, цессы. В то же время отпадает необходимость в переделе конвертированием

штейна,

i

Так, при переработке железосодержащего сырья отпадает необходимость в агломерационном, коксохимическом и доменном производствах, что обеспечивает экономию текущих затрат и удельных капитальных вложений по сравнению с существующей технологией производства кислородно-конверторной стали на 20 и 27% соответственно.

Формула изобретения

Пирометаллургический способ не- прерывной переработки окисленного сырья цветных и черных металлов, включающий расплавление сырья в жидкой шлаковой ванне, барботируемой кислородсодержащим газом с содержанием ки516204946

слорода не менее 357 и интенсивностьюспокойную, состоящую из слоя шлака 200-2000 нм3/ч на 1 м2 горизонтально-и слоя металла, раздельный вывод го сечения ванны расплава, подачукаждого продукта из нижней части со- углеродистого восстановителя в видеответствующего слоя, о т л и ч а го- кускового угля, образование гетеро-щ и и с я тем, что, с целью умень- генного расплава жидких ишака и ме-шения расхода углеродистого топлива, талла, разделение расплава на верх-8-95% кислородсодержащего газа пода- нюю барботирусмую часть и нижнююЮт выше уровня барботируемой ванны.

Изобретение относится к металлургии, в частности к технологии пи- рометаллургической переработки окисленного сырья цветных и черных металлов в жидкой ванне с подачей углеродистого топлива и кислородсодержащего газа. Целью изобретения является уменьшение расхода углеродистого топлива. пля этого 8-95% кислородсодержащего газа подают выше уровня барботируемой ванны.