Способ переработки сульфидных железосодержащих материалов

 

Союз Соаетскин

Социалкстнческин

Реслублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И ПА7ЮНУУ

<ц976855 (51) М. Кл. (Н) Дополнительный к патенту—

2 80771 3/22-02 (32) ЗаяВЛЕИо 21.08.79 (21) PCT/$E78/0002 (23) Приоритет — (32) 22.07.77: (31) 7708462-2 (331 Швеция

С 21 В 13/00

3Ъоударотввнный комитет

СССР

Опубликовано 23.11.823юллетень ¹43

Дата опубликования опнсання23.11.82 ао делам нэаоретеннй н отнрытнй (53) УДК669.188 (088.8) Иностранец

Стиг Арвид Петерссон (Швеция) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Болиден Актиеболаг" (Швеция) (71) Заявитель

i(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ

МАТЕ РИАЛОВ

Изобретение относится к способам получения неочищенного железа из сульфидного железосодержащего материала, предпочтительно пирита и пирротина.

Известен способ, при котором осущест- а вляют загрузку пирита в печь для плавления неочищенного пирита совместно с кремнеземом, таким как кварцевый песок, и автогенное их расплавление при подаче в печь газообразного кислорода или обо- що гашенного кислородом воздуха для того, чтобы получить, в основном, железосили.е. катный расплав. При,больших количествах цветных металлов с помощью указанного способа можно предотвратить сгорание тб серы до завершения процесса. Таким образом цветные металлы, имеющие большее, чем железо, сродство к сере, будут образовывать штейн из цветных металлов, обыч но представленных в пирите в качестве gp примесей 313 .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являет ся способ переработки сульфидных железосодержащих материалов, включающий зщ он рузку материала в печь совместно с крем

HIIcTbIM соединением, расплавление с обрюзг зованием железосиликатного расплава вовзвешенном состоянии путем сжигания кислородсодержащим газом, связанной в сульфид серы (2 ) .

Недостатками известных способов яв ляются высокие энергические затраты и потери ценных цветных и благородных металлов, которые не извлекаются из нирит- ных шлаков. Цель изобретения «получение неочищенного железа н двуокиси серы при ниео ких энергических затратах.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки сульфидных железосодержащих материалов, включающему загрузку материала в печь совместно с кремнистым соединением, расплавление с образованием железоснликатного расплава во взвешенном состоянии путем сжигания кислородсодержащим газом связанной в сульфид серы, образова-: ние железосиликатного расплава осуществляют до содержания в нем 70-90% 1еО

3 . 97688 по весу, после чего его восстанавливают до содержания C 60 Ь FeO путем ввода восстанавливающего и флюсуюшего реагентов, затем отделяют образованное железо OT железосиликатного расплаВа и В зону плаВ- ления дополнительно загружают железный окисный материал.

В качестве железного окисного мате риала, используют пиритные шлаки.

1Î

В,качестве железного окисного материала используют железорудные концентраты.

Процесс проводят во взаимно разделен-. ных печах плаВления и восстановления. 15

Восстанавливающий и кислород сопержаший газы инжектируют через копья или фурмы, На чертеже изображена печь для переработки сульфидных материалов., 20

Пириты загружают в печь 1 через загрузочные средства 2 вместе с другими железными сырьевыми материалами, например, желеэорудными концентратами пиритного шлака, в форме гепатита или магие- 2ь тита, в таких количествах, чтобы содержание железа в .фаялитном шлаке, который был возвращен в печь 1 со стадии восстановления. железа, повышалось от приблизительно 40-60% РеО, или в присут- jp ствии извести также от низкого процента, до приблизительно 70-90 Ь, предпочтительно до около 85 Ь по весу 4.еО, вычисленного по окиси железа .. Й .

Добавлением кислорода или обогащен ного кислородом воздуха по трубопроводу

3 содержащуюся в пирите серу сжигают и нагрев производят в шахте 4. печи плавления во вращенном состоянии во время проведения в ней процесса, причем добвн" ленный железосодержаший сульфидный материал расплавляют и образуют ванну 5, содержащую в основном фвялит.

Железосодержащий сульфидный материал обычно заключает в себе пветные металлы (медь, никель и кобальт), которые образуют. сульфидную фазу 6, где могут быть представлены любые благородные металлы. Сульфидная фаза является нерастворимой в окисном фаялитном шлаке, ":

50 имеет больший упельный вес чем шлак и, следовательно, собирается во взвешенном состоянии нв дне печи плавления, откуда может быть выпущена по трубопроводу 7 через одинаковые промежутки времени. 1асть присутствующего мьппь55 . яка, сурьмы и висмута будет удалена во время процесса плавления, в часть растворена в сульфидной фазе.

Обогащенный железом шлак, содержащий Si О и F е О, затем переводят через трубопровод 8 в восстановительную печь 9, где неочищенное железо восстанавливают известйым способом посредством вбсстановительной плавки, т.е. введением кислорода через трубопровод 10 и восстановительного агента (углерод, масло, природный газ и т п.) в расплавленый шлакчерез трубопровод 11, Восстановле иое неочищенное железо образует слой 12 ниже слоя шлака 13. Неочищенное железо выводят из печи через выводное отверстие 14.

Во время процесса восстановления содержание железа в 5 o — FeO — шлаке

13 снижается до нижнего предела, но не ниже 60 А (в присутствии извести).

Затем шлак возращают через трубопровод

15 в печь 1 плавления во взвешенном состоянии, после первого выпуска некоторого количества шлака через трубопровод

16 с целью предупреждения образования примесей в шлаке.

Содержащий 50 газ, получаемый во время процесса плавления во взвешенном состоянии, выводят из печи через выходное отверстие 17 для газа и переводят на завод по производству серной кислоты или жидкой двуокиси серы после обработки газа в теплообменном процессе и очистки его от пыли известным способом.

Предпочтительными железосодержашими сульфидными материалами являются пирит и пирротин, Железосодержвщие ма-. териалы окисного типа, такие как пиритные шлаки и.железорудные концентраты, могут быть добавлены и сплавлены при избытке тепла, полученного во время asтогенного плввления сульфидного MRTepH» алв. Благодаря жестким услбвиям восстановления, преобладающим во время восстановительного процесса плавления, присутствующий цинк испаряется в форме паров металла и может быть впоследствии извлечен в пылевом фильтре с последующим окислением металла до окиси цинка известным способом. Таким образом, способ позволяет производить отделение и извлечение цветного металла в неочищенном железе.

Если шлаки, содержащие FB ф, полученные от общепринятого способа обжига пирита, закружают в печь плавления во взвешенном состоянии, то необходимо, чтобы магнетит во время процесса плавления не образовывался, в количествах больших, чем приблизительно 5% по весу от общего количества шлака.

5 976

Пример 1. 1000 кг пирита расплавляют в печи плавления во взвешенном состоянии в присутствии 1609 и м воздуха, обогащенного кислородом (31, 7% кислорода) . Получают обогащенный железом окисный шлак с температурой

1450 С и составом 80, 8 РеО и

20,0% S 0 .

Полученный шлак переводят в восстановительную печь и восстанавливают 356 >о кг кокса, который вводят вместе с 241

М м газообразного кислорода, .Получают неочищенное железо с 4% по весу углерода и температурой 1250о С и кроме того - шлак с 60 окиси железа Й

Пример 2.

В печи плавления расплавляют во взвешенном состоянии 1000 кг пиритной руды приблизительного состава, %: Pe 45;

5 50; 9 Оо 1,4; СаО 3,6, используя

1554 и м обогащенного кислородом возь духа (31,7 по весу кислорода}. Получаю ют 813 кг обогащенного железом окисно го шлака с температурой 1450 С и содержащего 81, 2% РеО; 12,5% BiOz и

6,3% СаО.

Полученный шлак переводят в восстановительнуЫ печь и восстанавливают 361кг

;кокса, который вводят вместе с 258 . и м газообразного кислорода Получаюг о

438,5 кг неочищенного железа с 4 углерода по весу стемпературой 1250 С и 270 кг шлака, содержащего 41,0 РеО;

38,7/о Б Оg и 18,4 /о СаО.

179 кг из указанного количества шла-3S ка рециркулируют в печь плавления во взвешенном состоянии для извлечения кремнезема и тепла при следующей загрузке пиритной руды. 92 кг шлака бьшо упущено в качестве утечки, Способ позво- ляет испольэовать пиритные концентраты как в качестве сырья для извлечения двуокиси серы, так и для извлечения железа.

Главным источником энергии является содержащаяся в пиритном концентрате се-45 ра, которая намного дешевле высококачественного топлива, такого как уголь, кокс, нефть и газ. Уменьшаются и тепловые потери, которые довольно велики при получении неочищенного железа из- SO вестными способами, TBK как кремнезем, содержащийся в шлаке, возвращают в печь плавления во взвешенном состоянии в

Расплавленном виде и, следовательно, потери тепла через шлак в основном, yerpa-y

855 6 няются. Кроме этого возможно ис!пользование мелкозернистого железного сырье вого материала, который не применяется при производстве железа, например, в шахтной печи, в которую материал должен быть загружен в форме агломерата.

Ф ормула изобретения

l, Способ переработки сульфидных желеэосодержаших материалов, включают щий загрузку материала в печь совмесч но с кремнисстым соединением, расплавление с образованием желеэосиликатною о. расплава во взвешенном состоянии путем сжигания кислородсодержашим газом связанной в сульфид серы, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью получения неочищенного железа и двуокиси серы при низких энергических затратах, образование железосиликатного расплава осуществляют до содержания в нем 7090% РеО по весу, после чего его восстанавливают до содержания <60% РеО путем ввода восстанавливающего и флюсую-, щего реагентов, затем отделяют образов ванное железо от железосиликатного раси лава и в зону плавления допситнительно загружают железный окисный материал.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что s качестве железного окисного материала используют пиритные шлаки.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю «« ш и и с я тем, что в качестве железного окисного материала используют железорудные концентраты.

4. Способ по п. Х, о т л и ч а юшийся тем, что процесс проводят во взаимно разделенных печах плавлений и восстановления.

5. Способ по.п, 1, 1о т л и ч а .ю щ и и с .я тем, что восстанавливакзций и кислородсодэржащий газы инжектируют

Ъ через копья или фурмы.

Источники информации, принятые во внимание при.экспертизе

1. Патент США № 3790336, кл. 432163, 1975.

2. Гудима И. B. i(B др. Краткий спра

1 вочник по металлургии известных металлов. М., "Металлургия, 1975, с. 117.118, 122.

Составитель А. Савельев

Редактор Н Егорова Техред Л.Пекарь Корректор Г. Решетник

Заказ 9028/80 Тирак 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

2.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4