Способ переработки железосодержащих материалов Советский патент 1991 года по МПК C22C33/04 

05

ьо

4Ь

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке железосодержацих материалов, содержащих вольфрам, с получением ферросплава. Цель изобретения - переработка железовольфрамопых пиритных промпродуктов непосредственно в же- лезопольфрамовый сплав и упрощение процесса. Предложено в печи формировать коксочыи слой, с помощью его расплавлять шихту, в которой в качестве флюса использовать содосуль- фатнын продукт с массовым соотношением соды и сульфата натрия (2-3): 10 и расходовать его в количестве 50-80% от массы промпродукта, при этом соотношение высоты коксового слоя и получаемого расплава поддерживать рагшмч (0,3-0,5):1. За счет использования содосульфатного продукта и регламентации параметров процесса получают непосредственно желе- зоволыЬрамопын сплав с извлечением вольфрама на уровне 96,7-97,5%, в то время как обычно получение такого сплава включает четыре передела с суммарным извлечением вольфрама менее 927,. с Ј (Л

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке железосодержащих материалов, содержащих вольфрам, с получением ферросплава.

Цель изобретения - переработка железовольфрамовых пиритных промпродуктов непосредственно в железо- вольфрамовый сплав и упрощение процесса.

В электропечи из кокса формируется коксовый слой, с помощью его

нагревают и расплавляют шихту, в которой в качестве флюса предложено использовать содосульфатный продукт с массопьм соотношением соды и сульфата натрия (2-3):10 и расходовать его в количестве 50-80% от массы промпродукта, при этом отношение высоты коксоього слоя и получаемого расплава поддерживается равтм (0,3-0,5):1.

При проплавлении железовольфрамовых пиритных промпродуктов на рудно-термических печах прогревом расплава через коксовый слой в местах контакта графитовых электродов и кокса происходит образование мик- родуг, обеспечивающих локальное повышение температуры в условиях сильной восстановительной среды, что приводит к восстановлению металлов и образованию ферровольфрамового сплава.

Содосульфатный продукт, используемый в качестве натриевого соединения, - дешевый промпродукт химического производства и представляет собой смесь карбоната натрия (соды) и сульфата натрия переменного состава. Использование его в электроплавке вместо кальцинированной соды снижает эксплуатационные расходы по сравнению с известным способом.

Общая схема механизма взаимодействия реагентов представляется в следующем виде:

FeO + W0 + Na20 + S + С + Si-

-# nFemW(S + С + Si).

Результатом процесса является получение сложной низкотемпературной эвтектики - ферровольфрамового сплава с ограниченным содержанием углерода, серы и кремния. Температуру расплава можно держать в интервале 1150 - 1200°С, что снижает энергозатраты относительно известного способа. Введенные в шихту содосулъ- фатного продукта в количестве 50- 80% от массы промпродукта обеспечивает связывание силикатной части в жидкотекучий ишак (стекломассу), что создает благоприятные условия для интенсивной диффузии вольфрама и железа к коксовому слою и восстановлению оксидов металлов.

Сода в шихте способствует протеканию реакции образования оксида же- леза, затем восстановлению металлов, л присутствие сульфата натрия обеспечивает нужную концентрацию серы в расплаве и образование низкотемпературной эвтектики.

Ведение плавки прогревом расплава через коксовый слой при отношении высоты коксового слоя и расплава менее 0,3:1 не гарантирует получение нужной высоты слоя восстановителя,- обеспечивающей образова

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ние микродуг, локальное повышение температуры, условия для эффективного восстановления железа и вольфрама с образованием ферровольфрамового сплава.

Увеличение указанного отношения выше 0,5-1 уменьшает полезный объем перерабатываемого материала, т.е. снижает производительность агрегата.

При массовом соотношении соды и сульфата натрия ниже 2:10 не обеспечивается полное протекание реакции образования оксида железа из сульфида и восстановление металлов.

При массовом соотношении соды и сульфата натрия выше 3:10 процесс восстановления не улучшается.

Расход содосульфатного продукта меньше 50% от массы промпродукта не обеспечивает достаточную жипкотеку- честь расплава, диффузию вольфрама и железа к коксовому слою, что снижает степень восстановления металлов.

Расход содосульфатного продукта более 80% от массы промпродукта увеличивает количество шлака и потерю с ним металлов, приводит к перерасходу реагента.

Плавки проводят на укрупненной лабораторной электропечи площадью пода 0,16 м2 с двумя графитовыми электродами диаметром 75 мм.

Выпуск расплава осуществляют через нижнюю летку в чугунный котел. Продукты плавки разделывают, взвешивают н анализируют на содержание железа и вольфрама.

В качестве исходного материала используют железовольфрамовый пирит- ный промпродукт, содержащий 2,5% вольфрама, 27,5% диоксида кремния, 15% железа, предоставленного в основном в виде пирита.

Пример 1. Шихту, содержащую 100 кг железовольфрамового пиритного промпродукта и 50 кг содосульфатного продукта, содержащего 16% карбоната натрия и 80% сульфата натрия (остальное примеси), плавят совместно с коксом при 1200 С. Массовое соотношение соды и сульфата натрия 2:10, а расход содосульфатного продукта составляет 50% от массы промпродукта.

Высота расплава в печи 250 мм, высота коксового слоя 75 мм. Отношение высоты коксового слоя и расплава

0,3:1. Расплав прогревают через кок- совьи слой 45 мин.

Продукты плавки: 1 7,9 кг ферроволь- фрамового сплава, содержащего 13,5% вольфрама и 81,5% железа, остальное - сера, кремний, углерод, а также 93,5 кг силикатного шлака, содержащего 0,09% вольфрама и 0,43% железа.

Извлечение в сплав составило:

вольфрама - 96,7%, железа - 97%.

Пример 2. Пихту, содержащую 100 кг железовольфрамового пиритного промпродукта, 65 кг содосульфатного продукта, содержащего 19% карбоната натрия и 76% сульфата натрия (остальное - примеси), плавят совместно с коксом при 1175°С. Массовое соотношение соды и сульфата натрия 2,5:10, а расход содосульфатного продукта с составляет 65% от массы промпродукта.

Высота расплава в печи 275 мм, высота коксового слоя 110 мм. Отношение высоты коксового слоя и расплава 0,4:1. Расплав прогревают че- рез коксовый слой 35 мин.

Продукты плавки: 17,5 кг ферро- вольфрамового сплава, содержащего 13,9% вольфрама и 82% железа, остальное - сера,, кремний, углерод, а также 115 кг силикатного ишака, содержащего 0,07% вольфрама и 0,61% железа.

Извлечение в сплав составило: вольфрама - 97%, железа - 95%.

Пример 3. Шихту, содержащую 100 кг железовольфрамового пиритного промпродукта, 80 кг содосульфцт- ного продукта, содержащего 21,9% карбоната натрия и 73% сульфата натрия (остальное - примеси), плавят совместно с коксом при 1150°С. Массовое соотношение соды и сульфата натрия 3:10, а расход содосульфатного продукта составляет 80% от массы пром- продукта.

Высота расплава в печи 300 мм, высота коксового слоя 150 мм. Отношение высоты коксового слоя и расплава 0,5:1.

Расплав прогревают через коксовый слой 30 мин.

Продукты плавки: 18,2 кг ферро- вольфрамового сплава, содержащего 13,4% вольфрама и 79% железа, остальное - сера, кремний и углерод, а также 125 кг силикатного шлака, содержащего 0,05% вольфрама и 0,5% железа.

Извлечение в сплав составило вольфрама - 97,5%, железа - 96%.

Предлагаемый способ дает возможность получать ферровольфрамовый сплав при переработке железовольфра- мовых пиритных промпродуктов непосредственно в плавильном агрегате с использованием в процессе дешевого промпродукта химического производства. Обычно сернистые отходы вольфрама перерабатываются по схеме: получение плавкой вольфраматной части - химическая переработка - выделение вольфрамового ангидрида - получение сплана. Суммарное извлечение ванадия по таком схеме не превышает 92% вместо 96,7-97,5% по предлагаемому способу.

Формула изобретения

Способ переработки железосодержащих материалов, включающий их расплавление совместно с коксом и флюсом, последующий выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что, с целью переработки желе- зовольфрамовых пиритных промпродуктов непосредственно в железовольфрам о вый сплав и упрощения процесса, в печи формируют коксовый слой, с помощью его осуществляют нагрев и проплявление шихты, в которой в качестве флюса используют содосуль- фатный продукт с массовым соотношением соды и сульфата натрия (2-3) НО и расходом его в количестве 50-®0% v от массы промпродукта, при этом отношение высоты коксового слоя и получаемого расплава поддерживают равным (О,3-0,5):1.