Способ получения кобальта с использованием горючих сланцев


 


Владельцы патента RU 2595169:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" (RU)

Изобретение относится к металлургической промышленности, преимущественно к металлургии кобальта. Способ получения кобальта включает приготовление шихты смешением кобальтсодержащего материала с горючими сланцами в качестве углеродсодержащего восстановителя, которые содержат кварцевый песок, металлы - кальций и магний. При этом при подготовке шихты используют фракции сланца от 2 мм до менее 125 мм. К шихте добавляют техническую соду. Кварцевый песок и металлы - кальций и магний, содержащиеся в горючих сланцах, обеспечивают повышение извлечения кобальта за счет снижения вязкости шлака. Техническим результатом является повышение извлечения кобальта и снижение материальных затрат. 2 ил., 2 пр.

 

Изобретение относиться к металлургической промышленности, преимущественно к металлургии кобальта.

Известен способ переработки оборотных материалов и техногенных отходов металлургического производства (патент RU №2186132, опубл. 27.07.2002 г.), включающий их сушку, брикетирование, восстановительно-сульфидную плавку с введением в качестве сульфидирующего реагента элементарной серы.

Недостатком способа является двухступенчатый процесс плавки, брикетирование и высокая цена сульфидирующего реагента.

Известен способ получения кобальта восстановительной плавкой оксидов кобальта (патент RU №2476614, опубл. 27.02.2013 г.), включающий плавку шихты из оксидов кобальта и углеродистого восстановителя, восстановление и обезуглероживание кобальта после полного расплавления.

Недостатком способа является многоступенчатость процесса, что приводит к усложнению проведения восстановительной плавки.

Известен способ переработки медно-кобальтового окисленного сырья с получением черновой меди и сплава на основе кобальта (патент RU №2359047 C2, опубл. - 20.06.2009), включающий сушку, прокалку сырья, загрузку шихты и восстановительную плавку в электропечи.

Недостатком этого способа является предварительная сушка и прокалка сырья, процесс восстановительной плавки ведется в две стадии.

Известен способ переработки окисленных никелевых руд для получения никеля и кобальта (патент № RU 2078841, опубл. 10.05.1997 г.), включающий сульфидно-восстановительную плавку агломерата, конвертирование штейна, окислительный обжиг, восстановительный обжиг и восстановительную плавку огарка.

Недостатком этого способа является предварительная сульфидно-восстановительная плавка и обжиг, что ведет к увеличению материальных затрат процесса.

Известен способ переработки оборотных материалов и техногенных отходов металлургического производства (патент RU №2263719, опубл. 10.11.2005 г.), принятый за прототип, включающий их сушку, смешение с сульфидирующим реагентом, углеродсодержащим восстановителем и кварцевым песком для получения шихты, содержащей кальций и магний, и ее восстановительно-сульфидную плавку.

Недостатком способа является перевод кобальта в штейн, необходимость добавки сульфидирующего реагента, кварцевого песка, тяжелых цветных металлов, кальция и магния.

Техническим результатом изобретения является снижение материальных затрат на добавку в шихту кварцевого песка, кальция и магния при использовании в качестве углеродсодержащего восстановителя отходов сланцепереработки - горючих сланцев фракции от 2 мм до менее 125 мм - и снижение температуры плавления за счет добавки технической соды при излечении кобальта из кобальтсодержащих материалов.

Технический результат достигается тем, что в качестве углеродсодержащего восстановителя используются горючие сланцы фракцией от 2 мм до менее 125 мм в соотношении от 19,0% до 39,0% к сумме масс кобальта в шихте, которые содержат кварцевый песок и металлы - кальций и магний, а также к шихте добавляется техническая сода в соотношении к горючим сланцам (0,8-1):1.

Способ получения кобальта с использованием горючих сланцев поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 - степень извлечение кобальта при использовании горючих сланцев в соотношении 20% к сумме масс кобальта в шихте;

фиг. 2 - степень извлечение кобальта при использовании горючих сланцев в соотношении 36% к сумме масс кобальта в шихте.

Способ осуществляется следующим образом. Для изготовления шихты кобальтсодержащий материал смешивают с углеродсодержащим восстановителем в соотношении к сумме масс кобальта в шихте от 19,0% до 39,0%, техническую соду в соотношении к углеродсодержащему восстановителю в шихте (от 0,8 до 1):1. Полученную шихту перемешивают, помещают в емкость для восстановительной плавки и загружают в трубчатую печь ПТ - 1,2-40 для проведения восстановительной плавки в окислительной атмосфере при температуре от 1000°C до 1200°C в течении 40-60 минут. После восстановительной плавки достают емкость с восстановленным металлом и извлекают полученный металл.

Снижение загрузки восстановителя ниже 19,0% приводит к уменьшению извлечения кобальта.

Повышение загрузки восстановителя выше 39,0% к сумме масс кобальта в шихте приводит к увеличению материальных затрат и дополнительному выбросу газов - SO2, H2S, CO и CO2 в атмосферу.

В шихту вводят техническую соду в соотношении к горючим сланцем (0,8-1):1.

Снижение загрузки технической соды ниже 0,8:1 в соотношении к горючим сланцам приводит к уменьшению извлечения кобальта, повышению температуры плавления шихты и, как следствие, к увеличению материальных затрат.

Повышение загрузки технической соды выше 1:1 в соотношении к горючим сланцам приводит к увеличению материальных затрат и дополнительному выбросу CO2 в атмосферу.

После плавки получают материал, содержащий в массовых долях: 60-75% кобальта и 5-10% силикатов кобальта (Co2SiO4/CoSiO3). Извлечение кобальта от 73% до 90% при температуре плавления 900-1000°C (в способе-прототипе от 70% до 85% при температуре плавления 1300-1400°C).

Пример 1. Кобальтсодержащий материал смешивали с горючими сланцами фракции менее 125 мм в соотношении 20% к сумме масс кобальта и с технической содой, в соотношении к горючим сланцам 0,8:1. Шихту плавили в окислительной атмосфере при температуре 1000°C в течении 50 минут. Результат приведен на фиг. 1.

Пример 2. В шихту из примера 1 добавили горючие сланцы до соотношения 38% к сумме масс кобальта и техническую соду до соотношения к горючим сланцам 1:1. Шихту плавили в окислительной атмосфере при температуре 900°C в течении 50 минут. Результат приведен на фиг. 2.

Способ получения кобальта, включающий смешение кобальтсодержащего материала с углеродсодержащим восстановителем с получением шихты и ее восстановительную плавку, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего восстановителя используют горючие сланцы фракцией от 2 мм до менее 125 мм в соотношении от 19,0% до 39,0% к сумме масс кобальта в шихте, содержащие кварцевый песок и металлы - кальций и магний, при этом в шихту добавляют техническую соду в соотношении к горючим сланцам (0,8-1):1.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к получению металлического циркония из его рудных пород. Способ получения металлического циркония из водной суспензии частиц руды, содержащей соединения циркония, включает генерацию в объеме сырья физических трапецеидальных магнитных полей, напряженность которых составляет 1,1·105 - 1,5·105 А/м.
Изобретение относится к экстракции металлов из красного шлама. Красный шлам измельчают до размера частиц 5-500 мкм.

Группа изобретений относится к получению металлического цинка из его рудных пород. Способ получения металлического цинка из водной суспензии частиц, содержащих соединения цинка руды, включает генерацию в объеме сырья физических «треугольных» магнитных полей, напряженность которых составляет 8·104÷1,0·105 А/м.

Группа изобретений относится к получению металлического олова из его рудных пород. Способ получения металлического олова из водной суспензии частиц, содержащих соединения олова руды, включает генерацию в объеме сырья физических треугольных магнитных полей, напряженность которых составляет 8·104÷1,0·105 А/м.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть применено для обеднения медных шлаков. Способ обеднения медных шлаков включает обработку шлака оксидом кальция в присутствии восстановителя при повышенной температуре.

Группа изобретений относится к получению металла карботермическим восстановлением оксида металла. Способ включает карботермическое восстановление оксида металла для получения смешанного газового потока, содержащего металл и оксид углерода, поддержание смешанного газового потока при повышенной температуре, достаточной для предотвращения повторного образования оксида металла, выпуск смешанного газового потока из реактора через присоединенное к нему суживающееся-расширяющееся сопло для мгновенного охлаждения этого потока до температуры, при которой не происходит повторное образование оксида металла, отделение и сбор металла.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению олова из касситеритовых концентратов. Способ получения олова включает приготовление шихты смешиванием касситеритового концентрата с углем и флюсующими добавками, состоящими из карбоната натрия и хлорида натрия, и восстановительную плавку шихты при температуре 870°C.

Изобретение относится к переработке лопаритового концентрата. Способ включает измельчение концентрата и пирометаллургическое вскрытие концентрата в два этапа.
Изобретение относится к переработке лопаритового концентрата. Заявляемый способ пирометаллургической переработки лопаритового концентрата включает три этапа: восстановительный, плавильный и окислительный.
Изобретение относится к металлургии и касается способа вскрытия перовскитового концентрата в вакууме. Способ включает карботермическую обработку в вакууме.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии производства огневого кобальта в электродуговых печах постоянного тока. .

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электроплавке сульфидного медно-никелевого и окисленного никелевого сырья. .
Изобретение относится к металлургии. В токе сухого инертного газа производят высокотемпературную обработку хлорида кобальта при температуре 600-700°C с очисткой от примесей.
Наверх