Способ дефосфорации марганецсодержащего сырья

Способ дефосфорации марганецсодержащего сырья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно к подготовке марганецсодержащего сьфья (не) для производства ферросплавов, Цель изобретения - повышение степени дефосфорации, производительности процесса и его экологичности. Способ состоит в том, что в смесь дополнительно вводят материал, содержащий металлическое железо; восстановитель и железо вводят в смесь в количестве обеспечивающем отношение фосфора к углероду и фосфора к железу, равное 0,1-1,03 и 0,04-0,18 соответственно. Смесь нагревают до температуры на 28-75 С ниже температуры солидус МС, вьщерживают при этой температуре в течение 17-53 мин, затем разделяют металлическую и оксидную фазы. 1 табл. (Л С

СО)03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 С 22 В 1/11, 47/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I

E

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3927361/22-02 (22) 12.07.85 (46) 15.12.86. Бюл. В 46 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургическими институт им. Л..И. Брежнева (72) М. И. Гасик, А. Н. Овчарук, В. Т, Зубанов, В. В. Мураховский, П. Ф. Мироненко, А. А. Кузнецова, О. Г. Ганцеровский, И. П. Рогачев, В. А. Матвиенко, С. Г. Грищенко,,В, И. Ишутин, И. И. Люборец, Г. Д. Ткач, А. В. Коваль, В. А. Арсентьев и А. В. Петров (53) 669.168(088.8) (56) Хитрик С. И., Гасик М. И., Кугер А. Г. Получение низкофосфористых марганцевых концентратов. Киев:

Техника, 1969, с. 200.

Авторское свидетельство СССР

У 514027, кл. С 22 С 47/00, 1974. (54) СПОСОБ ДЕФОСФОРАЦИИ МАРГАНЕЦСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно к подготовке марганецсодержащего сырья (МС) для производства ферросплавов.

Цель изобретения — повышение степени дефосфорации, производительности процесса и его экологичности. Способ состоит в том, что в смесь дополнительно вводят материал, содержащий металлическое железо; восстановитель и железо вводят в смесь в количестве, обеспечивающем отношение фосфора к углероду и фосфора к железу, равное

0,1-1,03 и 0,04-0,18 соответственно.

Смесь нагревают до температуры на о

28-75 С ниже температуры солидус МС, выдерживают при этой температуре в течение 17-53 мин, затем разделяют металлическую и оксидную фазы. 1 табл.

1276674

4 е

< >) + Р „ = 2 Fe

t$

25 жащего сырья.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к подготовке марганецсодержащего сырья для проиэводства ферросплавов..

Цель изобретения — повышение степени дефосфорации, производительности процесса и его экологичности.

Суть изобретения заключается в том, что в смесь дополнительно вводят материал, содержащий металлическое железо, причем восстановитель и железо в смеси берут в количестве, обеспечивающем отношение фосфора к углероду P/С и фосфора к железу

Р/Fe равное 0,1-1,03 и 0,04-0,18 соответственно, смесь нагревают до о температуры на 28-75 С ниже температуры солидус марганецсодержащего сырья, выдерживают при этой температуре в течение 17-53 мин, затем разделяют металлическую и оксидную фазы известными способами обогащения.

Предусматривается также, что при необходимости процесс повторяют указанным способом 2-3 раза.

В марганецсодержащем сырье фосфор представлен сложными фосфорсодержащими минералами, восстановление которых происходит по следующей схеме, . (FeXn)Ä(PO )> + 4 С =/Fe,, Мп/„Рц +

+ 4 СО (1) Кроме того, незначительное количество фосфора до 30% представлено фосфатом кальция, восстановление которого идет по схеме:

Са-Р.,О + 3 SiO + 5 С =

= 3 CaHi0 + Р + 5 00

Восстановленный по этой схеме элементарный фосфор, имеющий большую упругость пара, может удалиться с газообразными продуктами реакции или в соединении с водородом. Поэтому предельная степень дефосфорации марганецсодержащего сырья, даже с обработкой водяным паром, ограничивается количеством фосфора, находящегося в виде трифосфата кальция, и не превышает

25-30%, независимо от длительности обработки и расхода пара.

Ввод металлического железа в смесь оказывает каталитическое воздействие на восстановление фосфора за счет обраэования весьм; прочного соединения — фосфид железа по реакции

Особенностью реакции является возможность ее протекания в твердофазном состоянии без образования жидкой фазы (металлической или оксидной).

Таким образом, разделив указанные фазы, обеспечивают дефосфорацию марганецсодержащего сырья.

Выполненные расчеты и лабораторные испытания показали, что в шихте целесообразно иметь соотношение фосфора к углероду Р/С в пределах О,l1,03 и фосфора к железу Р/Fe 0,040,18.

Указанные пределы обусловлены качеством сырья по фосфору и необходимым количеством железа для образования его фосфатов.

При недостатке восстановителя (Р/С 1,03) фосфор восстанавливается только на 12-!8%, что соответственно снижает степень дефосфорации на 20-30%, При избытке восстановите. ля в шихте (Р/С с 0,1) увеличение восстановления фосфора не наблюдается, но при этом возможно частичное восстановление Nn до карбида.

Восстановленный фосфор связывается в фосфиды железа (железо вводится в шихту в виде металлического). При недостатке железа в шихте (Р/Fe > 0,18} восстановленный фосфор неполностью связывается в фосфиды и степень дефосфорации снижается на 10-15%. Введение большого количества железа

{P/Fe < 0,04) практически не влияет на степень дефосфорации, но при этом увеличиваются энергоэатраты на нагрев шихты.

Температурный режим процесса определяется физико-химическими свойствами марганецсодержащего сырья и прежде всего температурой его плавления.

Опытным путем установлено, что оп,тимальная температура процесса находится в пределах на 28-75ОС ниже тем.пературы сопидус, т.е. температуры появления жидкой фазы марганецсодерНагрев смеси до температуры с разницей меньше чем 28 С приводит к локальному образованию жидкой фазы в смеси, что затрудняет разделение ме1276674 таллнческой и оксидной фаэ и снижает степень дефосфорации. о

Нагрев с разницей более 75 С ухудшает термодинамические и кинетические условия протекания восстановительных и диффузионных процессов, что также снижает степень дефосфорации н производительность.

Время иэотермической выдержки смеси зависит от гранулометрического состава исходного марганецсодержащего сырья. Применение мелкодисперсного сь»сырья (шламы, пыли) позволяет сократить время вьдержки, а.использование марганцевых концентратов требует бо-: лее длительной выдержки.

Установлено, что при выдержке ме-.. нее 17 мин степечь дефосфорации снижается, а при выдержке более 53 мин глубина дефосфорации практически не 2б изменяется, ио снижается производительность процесса, В идентичных лабораторных условиях был опробован предлагаемый способ удаления фосфора и способ прототип.

В качестве шихтовых материалов использовали марганцевый концентрат

ХХ-сорта.шламы, коксик и стальную стружку, После тщательного перемешивания шихты ее загружали в алундовый 30 тигель, помещали в печь Таммана, нагревали до необходимой температуры и вьдерживали при этой температуре.

Затем извлекали тигель, охлаждали на воздухе и разделяли металлическую З5 и оксидиую фазы с помощью постоянного магнита.

В варианте 7 и 8 (см. таблицу) оксидную фазу смешивали с новой навес кой восстановителя и стальной струж- @» кой и повторяли обработку.

Температуру процесса контролировали вольфрам-рениевой термопарой и ав.томатически поддерживали в заданньгл пределах.

Дефосфорация марганецсодержащего сырья по прототипу производилась в кварцевой трубке канальной печи с продувкой паром.

Степень дефосфорации определялась в процентах по отношению конечного содержания фосфора в сырье к исходному, а производительность процесса определялась как отношение степени дефосфорации к времени выдержки.

Параметры процесса и полученные результаты приведены в таблице.

Из таблицы следует, что предлагаемь»й способ позволяет повысить по сравнению с прототипом степень дефосфорации на 28,1-42,3 и произво; цительность процесса на 35-70%. Дефосфорация по предлагаемому способу в отличии от прототипа не сопровождается вьделением высокотоксичных соединений фосфора с водородом.

Формула изобретения

Способ дефосфорации марганецсодержащего сырья, включающий его смешивание с углеродистым восстановителем, нагрев и выдержку смеси, о т л и— ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повьппения степени дефосфорации, производительность процесса и его экологичности, в смесь дополнительно ввогят материал, содержащий металлическое железо, причем восстановитель и железо вводят в смесь в количестве, обеспечивающем отношение фосфора к углероду и фосфора к железу, равное

0,1-1,03 и 0,04-0,18 соответственно, смесь нагревают до температуры на

28-75 С ниже температуры солидус мар-

О ганецсодержащего сырья, выдерживают прн этой температуре в течение 1753 мин, затем разделяют металлическую и оксидную фазы.

1276б74 мЪ и

))Ъ

° ф

A о

C)) иЪ

CV

О

)C) ) Ъ

ОЪ

* о

))Ъ с Ъ о) о

Ф

Ф

))Ъ о ф

CO

))Ъ ф о

M 1

Щ Ф

ЧР

lA о л -э

))Ъ

)о

)ю) Ъ

Ф йЧ

CO

\Ч

CV

О (Ч

О

СЧ

))Ъ

)

С 4

C))

С1

))l

61

4)

3, х

1 о х

tJ о

В ф

tt

Фм и

g ),о л иЪ е . а о о

)л

Ф

О О л

))Ъ

* Ю

О О (Ч

В O

О м Ъ ф Ct

В а

)

)Ъ

Ю

О О

Э Э о о, ф ) ) о о

Ф . в

О О

1)1 Ф

3 ь

f Im

O C)) g

1 РЪ (,"

Ф C) ох о

И .1

f "))) -к х -. 1 хо.х сС 3 155

5(C), 11 ))) о а фон

04 л З х хо

tf ф о би

ИL) ) м о е Ю

Е )Ч C)