Печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне Советский патент 1983 года по МПК F27B1/00 

Изобретение ОТНОСИТСЯ к металлургии, в частноети,к устройствам для . непрерывной переработки сульфидных материалов плавкой в жидкой ванне и обеднении шлаков.

Известна печь для плавки-материалов в жидкой ванне j состоящая из прямоугольной шихты, кессонированного пояса с фурмами, сифонов для выпуска продуктов плавки и горизонтальной подины, причем в шлаковом сифоне предусмотрено приспособление для загрузки сульфидизатора на поверхность сливаемого шлака 1.

Однаконаличие общей ванны штейна по всей длине подины печи и введение сульфидизатора в сифон, из которого непрерывно удаляется ишак, не позволяет в полной мере использовать сульфидизатор, отделять шлак от штейна и снизить содерЖание в шлаке ценных металлов.

Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату является печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне, содержащая плавильную камеру с загрузочным устройством- и восстановительную камеру, разделенные перегородкой, кессонированный пояс с фурмами, ступенчатую подину, шлаковый и штейновый сифоны j 2 J

Недостаток печи заключается в отсутствии конструктивных особенностей для создания контакта шлака с бедным по содержанию основных металлов штейном, что необеспечивает достаточного обеднения отвального ишака по меди, никелю и другим ценным элемен10там.

Кроме того, наличие в восстановительной камере богатого металлами штейна приводит к неизбежному износу со шлаком из печи мелкой-сульфидной

15 взвеси с высоким содержанием металлов.

Целью изобретения является сниже-. ние потерь металлов с отвальным шлаком.

Поставленная цель достигается тем,

20 что в печи для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне, содержащей плавильную камеру с загрузочным устройством и восстановительную камеру, разделенные перегородкой,

25 кессонированный пояс с фурмами, ступенчатую подину, шлаковый и штейновый сифоны, на ступени подины между восстйновительной и плавильной камерой выполнен порог, верхняя кромка кото30рого находится на одном уровне с подиной в месте перетока шлакового сифона,, а восстановительная камера снабжена загрузочным устройством для введения в нее сульфидизатора, созда ющего бедный штейн. Порог на ступени подины между пла вильнойи восстановительной камерами обеспечивает образование в.анны бедно го штейна под слоем шлака и восстано вительной камере. Бедный штейн., контактируя со шлаком, обедняет его по содержанию це.нных металлов. Благодаря тому, что высота порога не превышает высоту подины в месте перетока шлака в сифон, а подина сифона наклонена в сторону .восстановительной камеры, в сифоне отсутству ет ванна штейна. Это предотвращает воз1«южность протекания реакции взаимодействия недовосстановленных части магнетита, со слоем штейна с образованием сернистого газа, пузырьки -которого флотируют штейновую взвесь на поверхность сифона и способствуют обогащению, металлами верхнего слоя шлака, сливаемого из печи в отвал. I На фиг.1 приведена предлагаемая на фиг, 2 - варианты выполнения подины. Она состоит из плавильной камеры 1 и восстановительной камеры 2. Ллавильная камера 1 содержит загрузочное устройство 3 для шихты, газоход 4, фурмы 5, подину б. Штейн из печи выводится через сифон 7 и сливается через окно 8. Восстановительная ка.мера содержит загрузочное устройство 9 для сульфидизатора, газоход 10, фурмы 11, подину 12 с порогом 13. йлак удаляется из печи через сифо.н 14,. имеющий наклонную подину 15, и сливается через окно 16. Боковые стенки каждой камеры в области фурм имеют кессонированный пояс. Вариантывыполнения подины в восстановительной камере приведены на фиг.2. В каждом из вариантов (а, б, в уровень верхней кромки порога 13, расположенного на ступени между поди нами б и 12, равен уровню подины 15 в месте перетока шлака в сифон 14. Высота подины 12 определяется тре буемым объемом бедного штейна, который лимитируется необходимой степенью обеднения шлака при заданной производительности печи. Для предотвращения попадания бога того штейна в восстановительную каме ру ступень с порогом выполняются бол ше уровня ванны богатого штейна в плавильной камере. Длина обеих камер определяется требуемой производительностью печи, составом исходных материалов и конеч ных продуктов плавки при заданной ши рине печи и уровне расплава над фурмами, При необходимости возможно применение одного общего дпя обеих камер газохода. Печь работает следующим образом. Шихта, состоящая из сульфидного материала (руды, концентрата, оборотов и т.п.), непрерывно подается через загрузочные отверстия 3 в плавильную камеру 1 на поверхность ванны расплава. Через фурмы 5 расплав, представляющий собой гллако-штейновую эмульсию, барботируется воздушным или обогащенным кислородом дутьем. В надфурменной области плавильной камеры происходит плавление шихты, окисление сульфидов и укрупнение сульфидных частиц, а в подфурменнойотделение капель богатого (основного) штейна от шлака. Штейн непрерывно выводится из плавильного пространства в сифон 7 и сливается через окно 8, а шлак перетекает в восстановительную камеру 2. На поверхность занны шлака в восстановительной камере через загрузочное отверстие 9 подают сульфидизатор, в каче-стве которого может быть пирротин, пирит, их концентраты и т .п. При необходимости вместе с сульфидизатором в восстановления загружают углероди.стый восстановитель и флюсы. Расплав шлака барботируют через фурмы 11 дутьем,, содержащим природный газ, мазут, пылеуголь или другой восстановитель. В восстановительной камере происходит плавление сульфидизатора, образование капель бедного штейна и отделение их от шлака в подфурменной области. Оседая на подину 12 и накапливаясь . на ней, капли бедного штейна образуют ванну, уровень которой определяется высотой порога 13. При этом происходит восстановление шлака углеродсодержащими.компонентами дутья и сульфидами. Бедный штегйн, провзаимодействовавший со шлаком, стекает через порог 13 и объединяется в зоне плавления с богатым штейном. Обедненный шлак из зоны восстановления поступает в штейн.овый сифон 14 и сливается из печи через окно 16. Частицы бедного штейна, не успевшие отделиться от.шлака в подфурменной области зоны 2, оседают на подине 15 шлакового сифон а и, обладая большой жидкотекучестью при температурах процесса плавки, стекают по наклону в ванну бедного штейна. Исследование распределения штейновой взвеси по высоте шлакового сифона печи ПЖВ Норильского ГМК показало, что минимальное содержание меди, никеля и кобальта находится в средней части столба шлака в сифоне. Обогащение верхнего (сливаемого из печи) слоя шлака по схэдержанию-цветных металлов ведет к дополнительным их потерям и объясняется флотирующим влиянием пузырьков сжатого сернистого газа на вынос сульфидной взвеси ца поверхность шпака. Образуются эти пузырьки при взаимодействии магнетита шлака со слоем штейна, ван на которого распределена по всей длине печи. Разница в содержании мет-алла в верхнем и среднем слоях стол ба шлака составляет 0,53-0,,18% по меди, 0,118-0,,009% по никелю, 0,0386-0,,0008% по кобальту и может быть достигнута только за счет вывода ванны штейна из шлаковог сифона. Обеднение отвального шлака печи ПЖВ в лабораторных условиях показало что при содержании в бедном штейне 10-20% меди и соотношении количества штейна к шлаку, равном 1:2:10, содер жание меди в шлаке понизилось за 20 мин. опыта при с 0,61 до 0,14-0,20%, никеля - с 0,11 до 0,056 0,080%, кобальта - с 0,046 до 0,0320,038%. Таким образом, в предлагаемой печи при выплавке штейна с 50% меди возможно получение отвального шлака, потери меди с которым, будут снижены в 3,0-4,5 раза, никеля в 1,4-2,0 и кобальта в 1,2-1,4. Достоинством предлагаемой печи яв ляется высокая скорость и степень обеднения шлака по содержанию денных металлов,-достигаемые благодаря энергичному перемешиванию шлака восстановительным дутьем в контакте с ванной бедного штейна. Кроме улучшения условий обеднения шлака, создание ванны бедного штейна под его слоем способствует более полному использованию сульфидизатора, что позволяет сократить его расход, а также уменьшить количество бедного штейна, необходимого для достижения требуемой глубины обеднения шлака, что в конечном итоге снижает степень разбавления основного (богатого) штейна бедным. В снижении содержания металлов в от-. вальном шлаке положительную роль HI- рает также конструкция подины шлакового сифона. Экономический эффект составит 151000 руб. в. год. Формула изобретения Печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне, содержащая плавильную камеру с загрузочным устройством и вос становительную камеру, разделенные перегородкой, кессонированный пояс с фурмами, ступенчатую подину, шлаковый и штейновый сифоны, отличающаяся тем, что, с целью снижения потерь металлов с отвальным ишаком, на ступени подины между плавильной и восстановительной камерой выполнен порог, верхняя кромка которого находится на одном уровне с подиной в . месте перетока шлакового сифона, а восстановительная камера снабжена загрузочным устройством. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 473886, кл. F 27 В 1/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 813102, кл. F 27 В. 3/00, 1980.