Способ выплавки передельного марганцевого шлака Советский патент 1992 года по МПК C22C33/04 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству передельных марганцевых шлаков из низкосортного марганецсодержащего сырья, например же- лезомарганцевых конкреций.

Известен способ выплавки передельного шлака с низким содержанием фосфора и железа, включающий подготовку и загрузку в электропечь шихты, состоящей из марганцевой руды, кварцита, отходов и кокса, про- плавление ее, восстановление железа, фосфора, цветных металлов и частично марганца и выпуск продуктов плавки.

Расход кокса на получение 1 т передельного шлака составляет 120 - 140 кг. Потери марганца с попутным сплавом достигают20%.

Недостатками известного способа являются высокие потери марганца с попутным сплавом, а также значительная объемная доля углеродистого восстановителя в шихте (до 30%), что снижает количество проплавляемой марганцевой руды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ переработки железомарганцевых руд с высоким содержанием фосфора на сырье, пригодное для выплавки ферромарганца, включающий смешивание марганцевой руды с коксом (10 - 15% от массы руды) и извести (5 - 10%), брикетирование шихты, отжиг брикетов во вращающейся печи при 1000 - 1100°С в течение 3 - 4 ч, проплавле- ние огарка в электропечи при 1300 - 1400°С, выпуск продуктов плавки.

Извлечение марганца в передельный шлак составляет 90%.

Недостатками способа являются сложность технической схемы, включающей операции брикетирования и отжига шихты; потери марганца с попутным сплавом (до 10%); низкзя производительность процесса получения передельного шлака из-за наличия дополнительных технологических операций (брикетирование, отжиг).

Цель изобретения - снижение потерь марганца и повышение производительности печи.

ч,

Ј Ј

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу восстановление примесей ведут жидкими углеводородами, и вводят их в процессе загрузки марганцевого сырья в печь. При этом в качестве жидких углеводородов используют нефть, мазут, отработанные масла.

Предлагаемый способ восстановления примесей и метод введения восстановителя в шихту позволяет за счет более высокой селективности процессов восстановления обеспечить минимальные потери марганца с попутным сплавом, а хорошая смачиваемость марганцевого сырья жидкими углеводородами практически не увеличивает обьем шихты и позволяет проплавлять в том же объеме печи большее количество шихтовых материалов.

Дополнительными преимуществами ведения процесса выплавки шлака с использованием жидкого углеводорода в качестве восстановителя являются отсутствие пыле- ния шихты и равномерность распределения его в объеме марганецсодержащего сырья. При этом изменяется также химизм процесса восстановления примесей.

Согласно предлагаемому способу восстановление железа, фосфора, цветных металлов из сырья происходит в основном при температурах ниже температур его плавления продуктами конверсии углеродов. СбН6 + 02 6СО-t 3H2, FeO Н2 Fe + Н20; Р20б t-5H2 2P-+ 5H20; NiO + Н2 Ni + H20; FeO + СО Fe + СОа; Р205 + 5СО 2Р + 5С02; NiO + 2CO Ni + C02. Термодинамическими расчетами величин энергии Гиббса приведенных реакций показано, что, начиная с температур выше 500°С, возможно восстановление оксидов фосфора, железа, цветных металлов до металла, при этом оксиды марганца восстанавливаются только до закиси марганца.

По известному способу основная доля восстановителя кокса попадает в электропечь и восстановление примесей происходит из жидких расплавов, в которых концентрация марганца значительно выше, следовательно, он начинает преимущественно восстанавливаться и теряться с попутным сплавом.

П р и м е р . В электропечь загружают марганецсодержащее сырье. В процессе загрузки на него наносится слой жидких углеводородов. Его количество соответствует полному восстановлению всех цветных металлов, фосфора и железа до металлического состояния.

В качестве восстановителя используют нефть, мазут, отработанные масла.

Продолжительность одной плавки составляет 30 мин. Выпуск продуктов плавок осуществляют в ковш с последующей раздельной разливкой шлака и металла в изложницы. По ходу разливки отбираются

пробы и анализируются на содержание основных элементов.

В той же электропечи приводят опыты в соответствии с известным способом. Обожженные при 1000°С брикеты, в состав которых входит марганцевый концентрат, кокс и известь, проплавляют при 1350°С в электропечи.

По каждому из представленных в таблице вариантов проведено пять плавок.

Анализ результгтов экспериментов показал, что предлагаемый способ выплавки передельного марганцевого шлака из низкосортного марганецсодержащего сырья по сравнению с известным имеет следующие

преимущества:

сократились потери марганца с попутным металлом на 3 - 6%;

повысилась производительность печи на 15-25%:

получен передельный шлак более высокого качества по содержанию фосфора и марганца.

Предлагаемый способ выплавки передельного шлака обеспечивает лучшие экологические условия проведения процесса за счет сокращения количества пылевых и газовых выгонов при плавке.

Предлагаемый способ может быть реализован при переработке номинальных руд.

содержащих помимо оксидов марганца соединения никеля, кобальта, меди, молибдена и других элементов, например при переработке железомарганцевых конкреций. Формула изобретения

1. Способ выплавки передельного марганцевого шлака, включающий загрузку шихты в электропечь, проплавление, восстановление примесей и выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что, с

целью снижения потерь марганца и повышения производительности печи, восстановление примесей ведут жидкими углеводородами, которые вводят в процессе загрузки марганцевого концентрата в печь.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве жидких углеводородов используют нефть, мазут, отработанные масла.

Продолжительность плавки взята с учетом отжига сырья во вращающейся печи , Производительность печи по известному способу взята за 100%. В качестве марганецсодержащего сырья использованы конкреции .

Использование: черная металлургия, для выплавки высококачественных ферросплавов, например металлический марганец, низкофосфористый ферромарганец, лигатуры на основе марганца. Сущность изобретения: восстановление примесей ведут жидкими углеводородами, которые вводят в процессе Загрузки марганцевого концентрата в печь. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.