Способ извлечения марганца из марганецсодержащих шлаков

 

Использование: извлечение марганца из марганецсодержащих шлаков восстановлением . Сущность: в качестве восстановителя используют комплексный сплав, содержащий, мас.%: 45-60 кремния, 15-25 марганца, 5-16 кальция, 4-10 алюминия, 0,1-0,3 фосфора, 0,1-0,8 магния, 0,1-0,6 меди , остальное - железо, подачу восстановителя ведут в смеси с известью в соотношении 1:(0,5-1); при восстановлении марганца из шлаков, основность менее 0,7 перед восстановлением в шлак вводят известь в количестве, обеспечивающем основность шлака 0,7-1,0. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

союз совЕтских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 22 В 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841925/02 (22) 22.06.90 (46) 30.09.92. Бюл. N 36 (71) Грузинский технический университет (72) З,П.Капанадзе, M.À.Æóðóëè, И.А.Арабули, П,Ш.Цинадзе, Т.А,Гиоргобиани, Г.Uj,Васадзе и Д.Л.Демурашвили. (56) С.И.Хитрик и др. Черметинформация, М., серия 5, М 4, 1971, А, с, СССР N 5500443, кл. С 22 В 47/00, 1977. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАРГАНЦА ИЗ

МАР ГАН Е ЦСОДЕ РЖАЩИХ ШЛАКОВ

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам извлечения марганца иэ марганецсодержащих шлаков ферросплавной промышленности, Известен способ извлечения марганца из отвального шлака производства силикомарганца путем восстановления коксиком окислов марганца из твердых шлаков в электрорудовосстановител ьной печи.

Недостатком такого способа является высокий расход удельной электроэнергии, низкое извлечение марганца и трудоемкость проводимых операций, Наиболее близким к предлагаемому является способ извлечения марганца из жидкого шлака силикомарганца смесью коксика и алюминия с введением жидкого отвального шлака производства металлического марганца или углеродистого ферромарганца 50 — 200% от веса исходного шлака.

„„Я „„1765225 А1 (57) Использование: извлечение марганца из марганецсодержащих шлаков восстановлением. Сущность: в качестве восстановителя используют комплексный сплав, содержащий, мас.%; 45-60 кремния, 15-25 марганца, 5 — 16 кальция, 4 — 10 алюминия, 0,1 — 0,3 фосфора, 0,1 — 0,8 магния, 0,1 — 0,6 меди, остальное — железо, подачу восстановителя ведут в смеси с известью в соотношении 1:(0,5 — 1); при восстановлении марганца из шлаков, основность менее 0,7 перед восстановлением в шлак вводят известь в количестве, обеспечивающем основность шлака 0,7 — 1,0. 1 з,п, ф-лы, 2 табл.

Недостатком известного способа является то, что он включает технически трудоемкие операции — смешивание жидких шлаков в одной емкости, что способствует снижению температуры жидких шлаков и тем самым снижению эффективности протекания экзотермических реакций. К аналогичному эффекту приводит и добавка восстановительной смеси, содержащей ал юминиевый порошок и коксик. В совокупности известный способ не обеспечивает Ql максимальное извлечение марганца из шлака.

Цель изобретения - повышение степени извлечения марганца и получения низкофосфо р исто го и ниэкоуглеродисто го,ма рсанцевого сплава.

Поставленная цель достигается тем, что после выпуска металла и шлака из плавильного агрегата в ковш подают известь в количестве,обеспечивающем основность шлака

0,7 — 1,0, затем в скаченный шлак для извлечения марганца добавляют смесь комплек1765225

10

25

35

50 сного сплава на основе кремния и извести в соотношении 1:(0,1 — 1). При этом комплексный сплав должон содержать компоненты, мас. : 45 — 60 кремний. 15 — 25 марганец. 510 кальция, 4-10 алюминий, 0,1-0,3 углерод, 0,03-0,3 фосфор, железо и примеси остальное. Заявляемое изобретение, на наш взгляд, соответствует критерию "новизна", так как признаки изложенные в отличительной части формулы изобретения в известных аналогичных решениях нами обнаружены не были.

При извлечении марганца из шлака с использованием восстановительной смеси, содержащей комплексный сплав на основе кремния и известь, происходит расплавление сплава и реагирование элементов сплава (Si, Са, Al) со шлаком. При этом выделяется больше количество тепла вследствие чего повышается температура шлака на 100-150 С и окись марганца выходит из равновесного состояния обеспечивая максимальное извлечение марганца, Надо отметить и то, что присутствие в смеси извести сдвигает реакцию вправо болееинтенсивно. Пределы соотношения смеси обеспечивают скорость и полноту протекания восстановительных реакций. Соотношение в смеси комплексного сплава и извести ниже 1 — 0,5 не эффективно, а при соотношении выше 1-1 заметно увеличивается объем смеси и при добавке к шлаку понижает ее температуру, что со своей стороны сказыва. ется на полноте восстановления марганца.

Сопоставительный анализ свойств, проявляемыхуказанными признаками в известных в науке и технике решениях и заявляемом способе показал, что предлагаемая новая совокупность признаков проявляет свойства, не совпадающие со свойствами отличительных признаков в известных решениях, а именно, предлагаемый способ позволяет повысить степень извлечения марганца и получить низкофосфористый, низкоуглеродистый марганцевый сплав. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "Существенные отличия".

Предложенный способ иллюстрируется следующими примерами его осуществления: получение марганецсодержащих шлаков для извлечения из них марганца по способу-прототипу и заявляемому осуществляли путем выплавки марганцевых ферросплавов в рудовосстановительной печи мощностью 100 кВт. Для слива металла и шлака, выпущенных иэ печи, футерованные ковши были расположены каскадно (2 ковша).

По способу-прототипу скачивание шлака силикомарганца и слив расплавленного шлака металлического марганца производили в ковш на дно которого была задана смесь алюминиевого порошка и коксика.

При этом извлечение марганца составило

70,69 .

По заявленному способу в.ковш под выпуск металла и шлака, в случае необходимости, была подана известь для достижения основности шлака 0,7-1,0. Во время скачивания шлака, или при выпуске из печи, на струю давали смесь комплексного сплава и извести в соотношении 1:(0,5-1,0). Извлечение марганца при этом составило 71,0—

77,2 .

Химические составы используемых материалов приведены в табл.1, а результаты извлечения марганца по способу-прототипу и предлагаемому - в табл.2.

Формула изобретения

1. Способ извлечения марганца иэ марганецсодержащих шлаков, включающий подачу восстановителя и последующее восстановление марганца, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что. с целью повышения степени извлечения марганца и получения ниэкофосфористого и низкоуглеродистого марганцевого сплава,- в качестве восстановителя используют комплексный сплав, содержащий, мас. : кремний 45 — 60; марганец 15-25; кальций 5-15; алюминий

4-10; фосфор 0,1-0,3; магний 0,1-0,8; медь

0,1-0,6: железо — остальное и подачу восстановителя ведут в смеси с известью в соотношении 1:(0,5-1,0).

2. Способ по п.1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что при восстановлении марганца иэ шлаков основностью менее 0,7 перед восстановлением в шлак вводят известь в количестве, обеспечивающем основность шлака

0,7-1,0, 1765225

Таблица 1

Химический состав используемых иатериалов

Химический состав, мвс.2

Наименование материи i с" !Сс.о (и>о 1»,о> (>.о > )с (с т!с-1>о) ) си! алов

8,50

1>80

5,51

Шлак 8 Ил

45,80 1907

28,80 4550

31,40 1576

1735

0,5 0,405

0,02 0,22

1 03 1 50

0>025

0,003

0,01

5,00

2,90

0,96

3,35

0107

1,49

Шлак мет.марганца 2065

Глек угл. УеИп 4334

Шлак сред.-неугл.

FeN» 4784

25,30 1840 2,04

О>80

Fa

0,25

Fe

28,35

Fe

9,85

5,40

Лl

0,20

0,015 0,015 0,19

C0t

7,54

Известь

0,50 8930 2,02

0,007

0,150

25,00

Аl

7,48

182 38, 07 451

2,10

ИВ

0,67

Комплексный сплав

2009

Si Ca

50,09 1077

0,06 0,03 0,3 0,60 0,02 0,04

Т а б л и ц а 2

Способ

Расход используемых материалов, кг

Химический состав полученных сплавов, мас.8 епень влечея марица, 2

Известь при выпуске в козы

Ип>салер«и алак

Основность

Восстановительная смесь

Ре С Si

Аl"по- Коксик Комплек- Известь роиок сный сплав

Извест-.

ый 1 7>5

0,99 0>6 0,3 - - 70,69 69,10 21,95 6>85

0,06

0,09

Заваля емый 2 7 5

3 7,5

4 7,5

5 7,5

6 7,5

7 7,5

8 7,5

9 7,5

IO 7,5

0,15 71,80

0 15 73,10

0,20 73,80

0,30 75,00

0,40 76,50

0,50 73>50

0,40 72,95

1,0 76,80

0,58 77,20

63,80

68,15

68,20

70,10

70,80

7! i00

69,20

71,12

71,50

Пооаоляение табл. 2

Способ

Химический состав полученных сплавов, мас.2 т (0) (N) Ti Ni Ct Cu Р Zn Лз Со

Известный 0,9 0,2 0,6

0,12 0,0!4 0,005 0,006 0,002 0,013 0,02 0,06

0,01

Заявляемый 2

0,8 0,2 0,6

0,84 0,2 0,61

0,83 0,2 0,60

0,43 0,18 0,50

О,54 0,18 0,50

0,65 0,2 0,6

1,13 0,2 0,6

0,34 0,17 0,53.

0,15 0,18 0,36

Oi 012

0,009

0,012

0,007

0,01

0,007

0,013

0,011

0,012 и р и м е ч а н и e . В примерах 2-8 использован алак от производства снликонарганца, в примере 9 — алак углеродистого ферромарганца, в примере IO - алак среднеуглеродистого ферромарганца.

Составитель 3.Капанадзе

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

«re- ° - >

3 з 3355 Тираж аказ Подписное осуда и ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

l,.-,.

4

6

8

10

2,40 1,04

2,25 1,00

2>05 О,94

1>95 0,92

1,85 0,89

1>75 0 ° 86

0,12 0,45

0,96 0,87

О 73

0,11 0,60

0,12 0>70

0,12 0,71

0,09 0,44

0,09 0,70

0,12 0,73

0,12 0,80

0,06 0,50

0,050 0,30

0,40

0i40

0,40 .0,40

О>4О

Oi4O

0,40

1,0

1,1

0,005

0,005

0,005

0,004

0,004

0,0042

0,005

0,004

0,004

0,006

0,005

0,006

0,004

0>005

0,004

0,006

0,004

0,004

0,002

0,002

0,002

0,001

0,002

0,0015

0,002

0,001

0,002

0,02

0,02

0,02

0,015

0,02

0,015

0,021

0,01

0,01

26,45

21>50

21,40

20,63

19,45

19,27

20,50

19,23

20,65

0,06

0,06

0,06

0,05

0,06

0,06

0,06

0,03

0,03

7,35

7,75

7,80

7,51

7,60

7,30

7,30

7,94

6,72

0>01

0,01

О ° 01

0>01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,009

0,009

0>OI

0,009

0>009

0,008

0,010

0,010

0,006

0,006

0>010

0,015

0,020

0,020

0 ° 025

0,018

0,03

0,012