Сульфидизатор для плавки руд и концентратов цветных металлов Советский патент 1980 года по МПК C22B5/02 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке руд и концентратов с извлечением цветных метсцгпов в штейн, например к шахтной плавке окисленных никелевых руд. Известен.сульфидизатор для шахтной плавки окисленных никелевых руд включающий фосфогипс (основа), восстановитель, окислы железа, пирита 2-15% от веса фос(1югипса 1 . К недостаткам указанного способа относится вьщеление в газовую фазу летучих соединений фтора, а также сернистого ангидрида, загрязняющих окруж цо1цую среду, в результате разл жения фосфата в фосфогипсе , сульфата кальция и пирита. Цель изобретения - предотвращени загрязнения окружающей среды летучи ми соединениями фтора и сернистым ангидридом. 3 оставленная цель достигается введением окиси кальция в состав сульфидизатора, включающего фосфоги и твердый углеродистый восстановитель, при следующем соотношении ком понентов, вес.%: 1,5-50 Окись кгшьция Твердый углеродистый вос8-50становитель Фосфогипс Остальное В процессе высокотемпературного нагрева сульфат кальция (фосфогипс) восстанавливается углеродом до сульфцца кальция, при этом часть серы в виде элементарной и двуокиси может переходить в газовую фазу. Вместе с тем имеет место образование летучих соединений фтора, токсичных для окружающей среды. Введение окиси кгшьция в присутствии восстановителя позволяет связать как элементарную серу так и двуокись серы в суль фид К 1льция, а фтор - в нелетучий фтористый кальций, причем возрастает полнота использования серы для сульфидироваиия цветных металлов, а образоваине фтористого кальция способствует у.пуч111енто физико-химических свойств шлака, что вместе взятое ведет к снижению потерь цветных металлов. Кроме того, окись кальция одновременно служит связупщим при окусковании сульфидизатора и флюсом для плавки руд и концентратов цветных металлов.

Минимальное содержание окиси кальция в шихте сульфидизатора определяется ее количеством, необ содимым для связывания фтора (около 2% от веса фосфогипса), и составляет 1,5% от шихты сульфидизатора по сухому весу. Максимальное содержание окиси кальция ограничено расходом ее в качестве флюса (25-30% известняка от веса руды), Оптимальное количество окиси кальция в шихте сульфидизатора составляет 1,5-50% по сухому весу. При зтом расход известняка-Флюса, раздельно вводимого в плавку, снижается на соответствующую величину содержания окиси кальция в сульфидизаiTope.

В качестве окиси кальция могут быть использованы гашенея и негашеная известь, необожженный известняк, а также цемент и др. материалы, обогащенные окисью кальция и разлагающиеся при нагреве с вьщелением окиси кальция. Материалы, содержащие окись кальция, перед окускованием целесообразно измельчать до крупности зерен 5 мм.

Содержание восстановителя в шихте сульфидизатора должно быть не менее 20% от веса фосфогипса для полного восстановления сульфата кальция до сульфида с минимальным образованием двуокиси серы, т.е. не менее 8% от шихты сульфидизатора. Повышение расхода восстановителя свыше 50% от веса шихты сульфидизатора экономически неоправдано ввиду увеличения общего расхода восстановителя в плавке.

В качестве твердого углеродистого восстановителя могут быть использованы камен оугольные, буроугольные и нефтяные коксы (отсев) и полукоксы, угли и др. Крупность восстановителя должна быть не более 10-25 мм, предпочтительно менее 5 NBM.

Фосфогипс служит основой сульфидизатора. Предетш количества фосфогипса в сульфидизато1 е 40-80% обусловлены минимальными и максимальными количествами восстановителя и ойиси кальция. По грансоставу фосфогипс (100% минус I мл} удовлетворяет требованиям к окускованИю.

Сульфидизатор желательно применят в oKycKoi HHOM виде, что способствует более полному протеканию в нем процессов восстановления. Кроме того , он может быть подрввргнут термической обработке.

Производство сульфидизатора для .заводов цветной металлургии, целесообразно организовывать н месте получения фосфохипса (предпочтительнее на медеплавильных заводах, выпускаюJ щих суперфосфат). Это позволяет ликвидировать накопление отвалов фосфогипса, использовать для производства сульфидизатора побочные продукты переработки фосфогипса (известь)

Q снизить общие затраты на получение сульфидизатора и создать благоприятные условия его транспортировки и хранения.

Пример, Для изготовления сульфидизатора используют подсушеи5 ный фосфогипс, коксовую мелочь и техническую окись кальция. Исходные компоненты измельчают до крупности минус 5 мм, увлажняют до общего содержания влаги 15%, перемешивают и

0 подвергают брикетированию. Полученные брикеты подсушивают при 100 с в течение 2ч.

Для оценки степени дёсульфурации и обесфторивания сульфидизатора брикеты подвергают термической обработке в муфеле при постепенном нагреве до со скоростью 10 град/мин и вьодержке при 1000°С в течение 30 мин. Полученный спек анализуют на

0 содержание серы и фтора. В опытах контролируют выход спека, содержание в нем серы и фтора, степень дёсульфурации и обесфторивания брикетов.

Сульфидизатор используют при 5 плавке окисленной никелевой руды. Руду, известняк, коксик и сульфидизатор плавят в электропечи. Садка шихты составляет 25-30 кг, общий расход кокса - 10% от веса руды, при этом 0 учитывают избыточное количество кокса в брикетах сульфидизатора (содержащегося свыше 20% от веса фосфогипса). Расход известняка поддерживают в сумме равнь 4 34% от веса руды (с учетом окиси кальция в фосфогипсе и введенной окиси кальция в состав брикетов сульфидизатора), Расход сульфидизатора принимают из расчета достаточного количества серы в нем {2,5% от веса руды ) для получения штейна с

содержанием серы 15-30% (в среднем . 20-25%), с учетом потерь серы в шлаке.

В таблице представлены результаты испытаний сульфидизатора при нагреве и плавке.

n

00 со

to «н

т

eo

D

м

(Ч

Из таблицы вщсно, что при введении окиси кальдця в сульфидизатор в количестве 1,5-50% потери фтора с газовой фазой снижаются до 7,6-18,0%

(в среднем до 10%), серы -.до 0,61,6% (в среднем до 0,8-1,0%) против потерь 49i&-a6,0% фтора и 2,0-2,7% серы без доеааок окиси кальция. Брикеты сульфйдавзатора в сыром и прокаленном В1аде имеют прочность, удовлетворяющую требованиям к шахтной плавке руд и концентратов цветных металлов. При плавке окисленной никелевой руды с предлагаемым сульфидизатором могут быть снижены потери никеля со шлаками на 0,01-0,02% абс. извлечение никеля в штейн - повышено на 0,5-1,5%.

Использование предлагаемого сульфидизатора а плавке руд и концентратов цветных металлов обеспечивает уменьшение загрязнений окружающей среды токсичными газообразными соединениями фтора; уменьшение выделения в газы сернистого ангидрида; утилизацию фосфогипса; снижение расхода известняка-флюса; частичную замену дорогостоящего доменного кокса низкосортными углеродистыми восстановителями. Кроме того, сульфидизатор выполняет в плавке также роль флюса (известняка).

Формула изобретения

Сульфидизатор для плавки руд и концентратов цветных металлов, включающий Фосфогипс и твердый углеродистый восстановитель, отличающийся тем, что, с целью снижения загрязнения окружающей среды летучими соединениями фтора и сернистым ангидридом, он дополнительно содержит окись кальция при следукядем соотношении компонентов, вес.%:

1,5-50

8-50 Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 25 №377369, кл. С 22 В 23/02, 1971.