Способ переработки сульфидных железосодержащих концентратов

 

Использование: переработка сульфидных железистых концентратов и фосфогипса, являющегося отходом производства. Сущность: переработку концентратов осуществляют в стационарном агрегате с верхним кислородным дутьем с подачей фосфогипса при соотношении 1:(0,25-0,5), полученные шлаки подвергают электроплавке с добавлением известняка и кварцита при соотношении шлака, известняка и кварцита соответственно 1:(0,17- 0,44):(0,03-0,05). Способ позволяет получать шлаки, которые могут быть использованы в цементной промышленности. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 22 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4834739/02 (22) 04.06,90 (46) 15.01.93. Бюл, ¹ 2 4

О (Л

ЬЭ (71) Государственный проектный и научноисследовательскийй институт "Гип рон икел ь" (72) Л,Ш.Цемехман, Л.B.Áo÷êoeà, Л,М,Лундин, Г,Ç.Новиков, В,П.Минцис и M.Ð,Ðóñàêoâ (56) Цветная металлургия, 1980, ¹ 12, с.30—

32, (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для переработки сульфидных железистых концентратов (пиритных или колчеданных) и фосфогипса, являющегося отходом производства и складируемого в отвалы, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ переработки пиритных концентратов в печи ПВ (" Переработка пиритных концентратов в печи ПЖВ"), включающий автогенную плавку пиритных концентратов с добавкой кварцита, с получением штейна, железосиликатного шлака и богатых серосодержащих газов, Отходящие газы поступают в сернокислотное производство для получения серной кислоты, штейны — на конвертирование в горизонтальных конвертерах, Железосиликатные шлаки автогенной плавки используют для засыпки дорог, а шлаки от конвертирования после объединения направляют в отвал.

Недостатком данного способа является то, что переработка пиритных концентратов

ÄÄ5U ÄÄ 1788052 А1 (57) Использование; переработка сульфидных железистых концентратов и фосфогипса, являющегося отходом производства.

Сущность: переработку концентратов осуществляют в стационарном агрегате с верхним кислородным дутьем с подачей фосфогипса при соотношении 1;(0,25 — 0,5), полученные шлаки подвергают электроплавке с добавлением известняка и кварцита при соотношении шлака, известняка и кварцита соответственно 1;(0,170,44):(0,03 — 0,05). Способ позволяет получать шлаки, которые могут быть использованы в цементной промышленности. 1 табл. сопряжена с получением большого количества шлаков, как при автогенной плавке, которые используются без утилизации ценных компонентов, так и при конвертировании, направляемых после обеднения в отвал, На основании исследований свойств железисто-известковистых шлаков разработаны следующие требования к составу шлака, позволяющие использовать его в цементной промышленности:

1. содержание оксида кальция (СаО) =

=(27":1) мас %

2. содержание оксида кремния (SiOz) =

=(26 2) мас.%.

3. отношение содержаний (выраженных в процентах по массе):

3.1, (СаО)/(SiOz) = 1,05+.12

3.2. (СаО)/(Fe) = 1,06+0,03.

Для обеспечения требований данного состава шлака и подбирали шихтовку материалов и при автогенной плавке и при корректировке шлака в электропечи.

Проведенными исследованиями установлено, что автогенная плавка пиритных

1788052

10

20

30

55 или колчеданных концентратов с фосфогипсом позволяет работать на железисто-известковистые шлаки, последующая электроплавка которых позволяет получать шлаки, которые по своему химическому составу могут использоваться в цементной промышленности вместо клинкера.

При дальнейшей переработке шлака, полученного в автогенном агрегате, в обеднительной электропечи с заливкой штейна и добавкой восстановителя, содержание в нем оксида кальция и оксида кремния повышается за счет восстановления растворимых в шлаке окислов цветных металлов и магнетита, которые в виде металлов переходят в штейн.

Для получения необходимого для цементной промышленности соотношения

СаО/SiOz в шлаке обеднительной электроплавки проводили корректировку состава шлака путем добавки в электропечь извести и кварцита в соотношении 1:(0,17—

0,44):(0,03 — 0,05), Примеры осуществления. Предлагаемый способ опробован на опытной установке, производительность которой составляет

0,5 т/ч шихты. Установка представляет собой вертикальный конвертер. Кислород подается через вертикальную фурму сверху.

При плавках использованы следующие материалы; — пиритный концентрат, содержащий, мас. ; Fe = 35,1; S = 34,54; Cu =-1,06; Si02=

=14,5; H20 = 5,0; — колчеданный концентрат, содержащий, мас.%: Fe = 39,9; S = 36,2; Cu = 0,17;

Si0z = 3,1; Са = 1,0; Н20 = 16,0; — фосфогипс, содержащий, мас.%: Са—

18,0; S = 13,8; Si02 = 15,0, Н20 — 24,3; — фосфогипс, содержащий, мас.%: Са—

26,3; S = 21,0; Si02 = 1,0; H20 = 25,1, Агрегат автогенной плавки разогревали до температуры 800-900 С. Одновременно на опытно-промышленной электропечи наплавляли шлак для исходной ванны, который сливали в ковш и переливали в автогенный агрегат, В качестве исходного шлака в агрегат заводили через горловину кислородную фурму, включали кислород и устанавливали требуемый его расход, Одновременно с подачей кислорода, включали загрузку шихты, состоящей из смеси концентрата, фосфогипса и кварцита.

Продолжительность плавки составляла

3 — 4 ч.

Результаты испытаний автогенной плавки концентратов и обеднительной электроплавки приведены в таблице, Слитые из автогенного агрегата расплавы шлака и штейна охлаждали, затем отделяли шлак от штейна, дробили и определяли их химический состав.

Шлак и штейн в соотношении 1:0,2 загружали с добавкой 3,0 восстановителя от массы шлака в электропечи ДС вЂ” 0,5, где их расплавляли, выдерживали в течение 2—

2,5 ч, и делали доводку шлака до требуемых содержаний оксида кальция и диоксида кремния путем добавки в печь известняка и кварцита в соотношении 1:(0,44 — 0,17):(0,03—

0,05). Результаты обеднительных плавок также приведены в таблице.

При автогенной плавке пиритных концентратов, содержащих 14,5 .диоксида кремния, в смеси с фосфогипсом, содержащим 15,0о диоксида кремния, добавляемом в пределе к 1:(0,25 — 0 5), содержание оксида кальция в шлаке увеличивается с 10,0 до

16,2, содержание диоксида кремния при этом изменяется в пределах 25,8 — 27%, Шлаки легко выпускаются из агрегата. Поэтому при переработке этих материалов добавки в шихту кварцита не требуется (пример 1 — 3).

Снижение добавки к концентрату фосфогипса менее 250 кг/концентрата (пример

4) приводит к получению шлаков с пониженным содержанием СаО. Шлак был получен очень вязкий, выпустить его из агрегата АП не удалось. В отобранной ломковой пробе шлака обнаружено 42,1 Реобщ, 27,1% Si02 и 8,2 о СаО.

Увеличение добавки к концентрату фос.фогипса более 500 кг/т концентрата (до

550 кг/т) мало сказывается на состав шлака (пример 5), но так как реакция взаимодействия сульфата кальция с сульфидом железа идет с поглощением тепла, то увеличение добавки фосфогипса ведет к тому, что плавка идет более холодно, В результате последующего обеднения были получены очень вязкие шлаки, выпустить их из печи ОП не удалось, Кроме того, в фосфогипсе содержится до 25 влаги, которая переходит в газы, ухудшая их качество, хотя с увеличением добавки фосфогипса содержание сернистого ангидрида (в сухих газах) увеличивается с 72 до 76,0, Аналогичные явления наблюдаются при автогенной плавке пиритных и колчеданных концентратов в смеси с фосфогипсом, содержащим как 15,0, так и 1,0% диоксида кремния.

При переработке шлаков, полученных при авто<-енных плавках 1 — 3, в обеднительной электропечи для получения требуемых содержаний оксида кальция (27»-1)% и диоксида кремния (26» 2) необходимо добавить в печь 380-260 кг/т шлака известняка и 40 кг/т шлака кварцита, Добавка кварцита

1788052 при обеднительной электроплавке вызвана тем, что при введении известняка процентное содержание диоксида кремния в шлаке уменьшается.

При автогенной плавке пиритных концентратов в смеси с фосфогипсом, содержащим 1,0 диоксида кремния, добавляемом в отношении 1:(0,25-0,5), содержание диоксида кремния в шлаке снижается до 21—

18,0, содержание оксида кальция повышается до 14 — 24,0 . Плавки шли довольно стабильно, шлак легко выпускался из агрегата. При переработке таких шлаков при обеднительной электроплавке для получения требуемого их состава в печь нужно будет добавлять значительное количество кварцита, что приведет к дополнительной затрате электроэнергии, Поэтому часть кварцита экономичнее добавлять в шихту автогенной плавки. Установлено, что при переработке шихты, составленной в соотношении 1;0,1:(0,25 — 0,50), получаются шлаки, содержащие 24,6 — 27,7/ диоксида кремния и 12,6 — 21,2 оксида кальция (примеры 6 — 8), Так как получаемые в этих плавках шлаки богаче по содержанию оксида кальция, то добавка известняка в электропечь обеднения снижается до 340 — 170 кг/т шлака, соответственно снижается и добавка кварцита, т.е. шлаки требуемого состава при электроплавке получаются при переработке шихты состава 1:0,2:(0,34- 0,17):0,03.

При автогенной плавке колчеданных концентратов, содержащих 3,1 диоксида кремния, в смеси с фосфогипсом, содержащим 15,0 диоксида кремния и добавляемом к концентрату в соотношении

1:(0,25 — 0,5), получаются шлаки, содержащие 10,7 — 14,5 диоксида кремния и 11,2—

18,0 оксида кальция.Эти шлаки довольно тугоплавкие, плохо выпускаются из агрегата. Для получения более легкоплавких шлаков в шихту необходимо добавить кварцит.

Установлено, что при автогенной плавке шихты, взятой в соотношении 1:0,13:(0,25—

0,5), содержание оксида кремния в шлаке повышается до 21,8 — 23,7/ и эти шлаки легко выпускаются из агрегата (примеры 9 — 11).

Но так как при добавке кварцита в шихту автогенной плавки в шлаке снижается содержание оксида кальция до 9,2-15,3, то при обеднительной электроплавке добавка известняка в электропечь увеличивается до

440 — 330 кг/т шлака. При этом и добавка кварцита увеличивается до 50 кг/т шлака.

Следовательно, требуемый состав шлака получается при переработке в электропечи шихты, составленной в соотношении

1:0,2:(0,44 — 0,33):0,05, 5

При автогенной плавке колчеданных концентратов в смеси с фосфогипсом, содержащим 1,0 диоксида кремния и добавляемом к концентрату в соотношении

1:(0,25 — 0,5), получаются шлаки, содержащие

5-6,0 диоксидов кремния и 13-30 оксида кальция. Шлаки довольно вязкие, что затрудняет их выпуск из агрегата и дальнейшую переработку.

Для получения более легкоплавких шлаков при автогенной плавке в шихту необходимо вводить кварцит, Установлено, что при переработке шихты, взятой в соотношении

1:0,25:(0,25 — 0,5), получаются шлаки, содержащие 25,1 — 22,7 диоксида кремния и

11,6-19,67 оксида кальция, которые легко выпускаются из агрегата (примеры 12-14), Содержание сернистого ангидрида в отходящих газах увеличивается до 77,0, так как и концентрат и фосфогипс более богаты серой.

При переработке этих шлаков в электропечи обеднения для получения требуемого состава по содержанию оксидов кремния и кальция необходимо соблюдение соотношения в шихте 1:0,2:(0,36 — 0,20):0,03.

Увеличение расхода известняка на обеднительную электроплавку до 50 кг/т шлака (пример 15) влечет за собой увеличение содержания оксида кальция в шлаке электропечи обеднения до 29,3, снижения содержания диоксида кремния в шлаке до

25,1 . Такие шлаки выходят за пределы требований, предъявляемых к ним цементной промышленностью, т.е. CaO/SiOz

=1,18, СаО/Реобц = 1,11, Снижение расхода известняка в шихту обеднительной электроплавки ниже указанной в формуле границы (пример 16) привело к получению шлаков, содержащих 28,4

SiOg и 26,1 СаО, которые не удовлетворяют требованиям, предъявляемым цементной промышленностью (так как СаО/SION =

=0,92, СаО/Геоющ = 0,96).

Нецелесообразным является по этим же соображениям добавление в шихту обеднительной электроплавки шлака ААП пониженного (20 кг/т шлака — пример 17 или повышенного (60 кг/т шлака — пример 18) количества кварцита по сравнению с диапазоном, указанным в формуле, Полученные в этих случаях шлаки характеризовались неудовлетворительными отношениями

СаО/Я Ог и СаО/Геовщ 1,18 и 1,11; 0,92 и

1,02 соответственно (таблица).

Из таблицы видно, что используя указанное в формуле соотношение в шихте ав. тогенной плавки концентрат; фосфогипс равное 1:(0,25 — 0,5), можно получить штейн легкоплавкие шлаки, которые в соотноше

1788052 нии шлак; штейн, равном 1:0,2, с добавкой известняка и кварцита можно переработать в обеднительной электропечи, получив при этом шлаки, соответствующие по своему составу требованиям цементной промышленности. Содержание кварцита в шихте АП составляет 0 — 0,25 т/т концентрата. их автогенную плавку с добавкой кварцита, отличающийся тем, что, с целью получения шлаков, используемых в цементной промышленности, автогенную плавку концентратов ведут в присутствии фосфогипса при их соотношении 1;(0,25 — 0,5), а получающиеся при этом шлаки перерабатывают в электропечи обеднения с добавкой известняка и кварцита при соотношении шлака, известняка и кварцита соответственно 1:(0,17 — 0,44);(0,03 — 0,05), Формула изобретения

Способ переработки сульфидных желе о oäåðæàùèõ концентратов, включающий

Автогенная плавка

Обеднительная злектроплавка

Прииер содержание в алане, мас.4 соотношение а аихте, т/т алака содераание в шлаке,мас.8 содериание фосфогипса в зихте, т/т концентрата содериание

Оьо в ис." т кодных,мас.Ъ

СаО/510„ CaO/Ее

Ее З ОООО С О зви невест- кварняк цит

Еезз $зОе СзО концент- фосфорат гипс

0,250

О, 500

-0,375

0,20 .., 0,550

1,09

1,03

1,05

0,98 из агрегата АП

О, 040 !! !!

25,8 10,0 0,380

27,3 16,2 0,260

26,5 13,3 0,320

27 1 8 2 О 30

27,0 18,3

40,9

35,9

З8 3

42,1

34,0

15,0

1 14,5

2 !!

ll

5 !!!! !!

\!

0,030 1,00

ll

0,050 !!

II

0,030

15,0

1,0

II !! !

\ !! !!

О, 040

0,40

0,02

0,0Ь

35 ! ! !

46

Составитель Л. Лундин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И. Муска

Редактор

Заказ 51 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

7 !!

9 3,1

10 !!

11 !!

12 3! 1 !

II

14

15 ! °

16

ll

17

ll

0,250

О, 500

0,375

0,250

0,500

0,375

0,25

О, 500

0,375

0,375

0,375

0,375

0,375

35. 7

31,7

ЗЗ,7

44,4

39,4

41,8 зэ.!

35,0

36,9

43,7

З7, 8

36,4

35,7

27,7

24,6

25,9

21,8

23, 7

22,7

25,1

22,7

23,8

27,З

20, 1

24,2

23,4

12,6 0,340

21, 2 0,170

17,2 0,260

9,2 0,440

15,3 0,330 !

2,5 0, З80

11,6 0,360

19,6 0,200

15,8 0,280

10,5 0,50

18,3 0,15

12,6 0,38

14,2 0,38

239 258 261 1 01

279 271 097

25,9 26,8 1,03

27,4 25,1 0,92 очень вязкий, выпустить не удалось

27,4 26,4 - 0,96

26,6 27,9 1,05

26,6 27,ь 1,03

26,0 27,8 1,07

27,9 28,0 1,00

27,6 27,2 0,99

27 2 27 6 1 01

26 5 27 2 1 03

26,9 27,0 1,00

25, О 29, 5 1, 1 8

28,4 26,1 0,92

25,0 29,4 1,18

28,2 26,0 0,92

26,3

25,5

25,5

О!лак

24,8

27,1

26,5

26,9

26,9

26,2

26,0

26,1

25,7

26,5

27,2

28,8

25,4

1,07

1,03

1,04

1,03

1,04

1,04

1,06

1,04

1,05

1,11

0,96

1,02

1,02

Способ переработки сульфидных железосодержащих концентратов Способ переработки сульфидных железосодержащих концентратов Способ переработки сульфидных железосодержащих концентратов Способ переработки сульфидных железосодержащих концентратов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам непрерывной плавки сырья, содержащего цветные металлы

Изобретение относится к области пирометаллургии, в частности к устройствам для огневого рафинирования меди

Изобретение относится к способу и печному агрегату, используемым для получения легколетучих металлов из их сульфидов

Изобретение относится к области переработки сульфидных концентратов и может быть использовано в химической технологии при получении серной кислоты

Изобретение относится к металлургии меди и может быть использовано для восстановления меди из ее сульфидных соединений в концентратах, штейнах и других материалах

Изобретение относится к способу получения железа, кобальта или никеля

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения металлов из их оксидов, а также кремния из его оксида

Изобретение относится к металлургическому производству чугуна из титаномагнетитового сырья и может быть использовано для попутного извлечения титана, ванадия и других ценных компонентов, а также для регулирования процесса плавки при повышенных содержаниях титана в доменной шихте

Изобретение относится к технологии переработки кальцийсодержащего сырья

Изобретение относится к технологии переработки гексафторида урана
Наверх