Шихта для обеднения металлургических шлаков
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистических
Республик 724587
{61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 25.09.78 (21) 2667085/22-02 с присоединением заявки № (5! }М. Кл.
С 22 В 7/04
5Ьвударстввнный комитет
СССР (23) Приоритет но делам наебретеиий и открытий
Опубликовано 30.03.80. Бюллетень ¹ 12
Дата опубликования описания 31.03.80 (53} MK 669.046. .58(088.8) А. И. Окунев, М. Д. Галимов, Е. Н. Селиванов, И. Н. Танутров, Е. С. Корепанова и A. A. Сорокин (72) Авторы, изобретения
Институт металлургии Уральского научного центра АН СССР (71) Заявитель
- (54) IllHXTA ДЛЯ ОБЕДНЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ
ШЛАКОВ
Йзобретение относится к переработке . шлаков цветной металлургии путем обра- .ботки расплава обедняюшими смесями . и может быть использована для извлечения цветных металлов из шлаков ни-, келевого, медеплавильного и других про5 изводств., Известна шихта для обеднения метал-. лургических шлаков, содержащая окись кальция, сульфидный материал и железис-, тый сплав (1).
Недостаток шихты заключается в том, что она не обеспечивает достаточно тюлного извлечения металлов из шлака.
Целью изобретения является увели- чение степени использования серы и повьпцение извлечения цветных металлов.
Поставленная пель достигается тем, что шихта содержит ингредиенты в сле дующем соотиотцении, вес. %:
Окись кальция 5-30
Сульфидиый материал 1 5-70
Желе:зистый силов Остальное .
Содержание окиси кальция в шихте обусловлено величиной снижения электропроводности шихты до значений, соизмс римых с электропроводностью, обедняемого шлакового расплава. Оптимальное содержание окиси кальция в шихте, по данным укрупненных испытаний, находит ся в пределах 5-30% от веса шихты.
Более высокое содержание окиси кальция (свыше 30%) неоправдано ввиду увеличения выхода шлака и потерь цветных металлов. При содержании окиси кальция в шихте до 5% электропдэводность шихты остает я значительно выше (О 3-0,4 Ом ° см "), и при содержаниях его более 30% ниже (менее 0,1 Ом см ), чем электропроводность шлакового расплава, что в обоих случаях приводит к нарушению электрического режима плавки.
Окись кальция мо r быть введено в Шихту в виде сложных соединений, напрттмер сульфатов, гидроокислов и карбонатов кальция, Р ко остве г-о пни ний
724587 содержащих окись кальция, могут служить природные минералы (известняк, доломит, гипс и др.), промышленные полупродукты и отходы (иэвестняк, фосфогийс и т.д.)
Содержание железоуглеродистого сплава в шихте определяется необходимой степенью металлизации получаемого штейна, исходным содержанием цветных .металлов в шлаке и составляет 20-70% .от веса шихты для обеднения шлаков.
Рекомендуемое содержание железоуглеродистого сплава, а также сульфидного материала и их соотношение обусловлено, необходимостью получения штейнов с содержанием серы 15-30%, характерных для цветной металлургии. Сниженйе Содержания в шихте железоуглеродистого сплава ниже 20% ведет к резкому увеличению потерь серы при плавлении шихты. При содержании железоуглеродйстого сплава в шнхте свыше 7 0% выделяется черезмерно металлиэированный штейн с высокой температурой плавления, что потребует значительного повышения температуры процесса. В качестве железоуглеродистых сплавов используют чугунную стружку, магнитную фракцию огарка от восстановления железосодержащих материалов, например окисленных никелевых руд, цинковых кеков, твердых шлаков и др.
Содержание сульфидного материала в шихте определяется исходным содержанием цветных металлов в шлаке, степенью металлизации штейна и составляет по экспериментальным данным
15-70% от веса шихты для обеднения шлаков. Максимальное содержание суль-. фидного материала (70%) в шихте огра/ ничено ростом потерь серы и снижением вэвлечения никеля," а минимальное содержание его (15%) — повышением электроп оводности шихты (до 0,3-0,40 м .-1 см ) и нарушением электрического режима обеднения шлака. Сульфидным материалом может служить пирит, колчедан, высокосернистые металлургические отходы и другие высокосернистые материалы.
Крупность компонентов шихты не должна превышать 20-50 мм, предпочтителен нее не более 5-10 мм. Шихта предварительно может быть окускована извесь ными методами {окомкованием, 1рике10
20 электропечах со шлаковой проводимостью, I
25 но и в других известных металлургичес30
$0 тированием) и подвергнута термической обработке (спеканию, прокалке, обжигу).
Обработка металлургических шлаков шихтой может быть осуществлена как на электрообогреваемом аппарате, так и в аппаратах, использующих другие виды топлива (природный, генераторный газ и др.).
Кроме того, окись кальция снижает потери серы в газовую фазу при термическом разложении сульфидных компонентов шихты, благодаря связыванию серы в прочный сульфид кальция. Вместе с тем образовавшийся сульфид кальция является активным сульфидизатором для цветных металлов в шлаке, что способствует росту извлечения цветных металлов в штейн.
Два последних эффекта (снижение потерь серы с газами и цветных металлов со шлаком) сохраняют свое значение при использовании предлагаемой шихты для обеднения шлаков не только в ких агрегатах.
Пример . В испытаниях испольэуют шихту, составленную из чугунной стружки, пирита и технической окиси кальция. Крупность компонентов шихты в пределах 2-5 мм.. .!
Электропроводность шихты определяют путем измерения сопротивления слоя твердой шихты заданной толщины и сечения
Cb в интервале температур до 1000 С, Шихту испытывают для обеднения шлака шахтной плавки окисленных никелевых руд. Опыты ведут в электропечи мощностью 80 кВт, футерованной магнезитом. Садка шлака составляет 30кг.
Шлак расплавляют в электропечи и доводят температуру расплава до 12801300ОС. Шихту на поверхность расплава подают через загрузочное отверстие в своде печи в межэлектродную зону. Расход щихты составляет 2,5% от веса шлака. После разогрева шихты и усвое. н ния ее расплавом шлак составляют в теЛ чение 10-15 мин. Ч емпературу процесса периодически контролируют погружной вольфрам-рениевой термопарой. Затем шлак и полученный штейн сливают в изложницу. После охлаждения продукты плавки взвешивают и анализируют на основные компоненты.
Результаты испытаний шихты для обеднения металлургических шлаке в приведены в таблице. с
724587
6, Потери . серы в газы, %
Извлечение никеля, Содержание никеля после обеднения, %
Состав шихты, вес. %
Электрол водность пр
000 С, -т м ° см
Выход тейпа, от веса шлака
Чугунная стружка
Окись кальция
Пирит
В шлаке В штейне
0,080 5,0
0,090 4,8
2,1
70 15 15, 0 21
20 70 10 0 09
55,5
1,0 10,5
50,0 с
61,1
1,9
0,070
0,07 5
0,065.2,1
45 50 5 0,27
55 15 30 0 11
40 40 20 015
5,4
8,0
58 3
5,1
3,7
2э1
11 9
63,9 4,2
5,9 с
Составитель А. Хальницкий
Редактор Н. Кравцова Техред М. Петко Корректор,М. Демчик
Заказ 798/7 Тираж 694 Подписное
UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Результаты испытаний показывают, 15 что введение окиси кальция в количестве 5-30% в шихту, содержащую чугунную стружку и пирит, позволяет снизить в 2-4 раза электропроводность шихты для обеднения металлургических шлаков 20 и приблизить ее к электропроводности шлакового расплава. При этом извле .чение никеля повышается на 11,113,9 абс.%, а потери серы в газовую фазу сокращаются на 5- 10 абс.%.
Таким образом, шихта предлагаемого состава для обеднения металлургических шлаков обеспечивает снижение электропроводности шихты для обеднения шлаков и стабилизацию режима работы электропечи; снижение потерь серы с газами; повышение извлечения никеля в штейн. с
Фор мула изобретения
Шихта для обеднения металлургических шлаков, содержащая окись кальция, сульфидный материал и железистый сплав, отличающаяся тем, что, .с целью увеличения степени использованйя серы и повышения извлечения цветных металлов, шихта содержит ингредиенты в следующем соотношении, вес. %:
Окись кальция 5-30
Сульфидный материал . 1 5-70
Железистый сплав Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 203236, кл. С 22 В 7/04, 1966.
