Агрегат для плавки сульфидных полиметаллических материалов

Агрегат для плавки сульфидных полиметаллических материалов

Реферат

 

Сущность: агрегат содержит установленные на общей подине кессонированную шахту и реактор, разделенные не доходящей до подины кессонированной перегородкой. На подине реактора установлена не доходящая до свода кессонированная перегородка. Шихта через шихтокислородную горелку вдувается в шахту, где плавится до образования черновой меди и шлака. При этом происходит отгонка всей серы, которая выводится через выполненное в шахте газоотводящее отверстие. Расплав перетекает в реактор. Через загрузочные течки, размещенные в своде реактора, на поверхность расплава загружается брикетированная шихта и клинкер. Через установленные в своде фурмы подается кислород. Брикетированная шихта, не успевая окислиться, усваивается расплавом. В результате плавки в реакторе образуется богатый по меди штейн и шлак, удаляемый через шлаковый сифон. Экспериментально установлено, что отношение высоты порога шлакового сифона к высоте установленной на подине перегородки составляет 0,5-0,85, а площадь агрегата, ограниченная торцевой стеной шахты и установленной на подине перегоpодкой, составляет 1,05-1,4 площади шахты. Изобретение позволяет снизить потери ценных металлов со шлаком. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к аппаратуре для плавки сульфидного сырья, содержащего цветные металлы. Известна печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне, содержащая шахту с торцевыми стенками, разделенную перегородкой на плавильную и восстановительную камеры, подину с перегородкой, верхняя кромка которой размещена на уровне оси дутьевых устройств плавильной камеры, кессонированный пояс с дутьевыми устройствами, разделяющими шахту на надфурменную и подфурменную зоны, шлаковый и штейновый сифоны и загрузочные приспособления. Недостатком данной конструкции является низкое расположение дутьевых устройств в восстановительной зоне печи, что приводит к слишком интенсивному барботажу расплава с выделением SO₂ в газовую фазу, к плохому разделению штейна и шлака и, следовательно, к высокому содержанию цветных металлов в шлаке. Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является агрегат для непрерывной плавки полиметаллического материала, содержащий кессонированную шахту с шихтокислородной горелкой и газоотводящим отверстием, кессонированный реактор, размещенный на общей с шахтой подине и отделенный от шахты кессонированной перегородкой, с газоотводящим отверстием и отверстиями для выпуска продуктов плавки. В известном устройстве не осуществляется перемешивание в расплаве, что не обеспечивает хорошего контакта реагирующих фаз и приводит к высокому содержанию цветных металлов в шлаке. Содержание меди 0,79% цинка 9,22% Целью изобретения является снижение потерь цветных металлов со шлаком. Поставленная цель достигается тем, что в известном агрегате для плавки полиметаллического материала, содержащем кессонированную шахту с шихтокислородной горелкой и газоотводящим отверстием, кессонированный реактор, размещенный на общей с шахтой подине и отделенный от шахты не доходящей до подины кессонированной перегородкой, выполненный с газоотводящим отверстием и отверстиями для выпуска продуктов плавки, согласно заявляемому техническому решению кессонированный реактор снабжен кессонированной перегородкой, размещенной на подине реактора и не доходящей до свода, и загрузочными течками, фурмами для подачи кислорода, установленными в своде реактора, и шлаковым сифоном, размещенным на торце реактора, причем отношение высоты порога шлакового сифона к высоте установленной на подине перегородки составляет 0,5-0,85, а площадь агрегата, ограниченная торцевой стеной шахты и установленной на подине перегородкой, составляет 1,05-1,4 площади шахты. Значения отношения высоты порога шлакового сифона к высоте установленной на подине перегородки в диапазоне 0,5-0,85 и соотношения площади агрегата ограниченной торцевой стенкой шахты и установленной на подине перегородкой к площади шахты в диапазоне 1,05-1,4 установлены экспериментально и соответствуют оптимальной геометрической конструкции агрегата для процесса плавки. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен предлагаемый агрегат для непрерывной факельно-барботажной плавки полиметаллических материалов. Агрегат для непрерывной факельно-барботажной плавки полиметаллических материалов содержит плавильную шахту 1, в своде которой установлена шихтокислородная горелка 2, и размещенный на общей с шахтой подине 3 и отделенный от шахты 1 кессонированными перегородками 4 и 5 реактор 6. В своде реактора 6 установлены кислородные фурмы 7 и загрузочные течки 8, через которые осуществляется загрузка шихты и клинкера в реактор 3. В верхней части шахты 1 и реактора 6 имеются газоотводящие отверстия 9 для раздельного выпуска SO₂ и Zn газ, а для выпуска продуктов плавки в реакторе 6 установлен шлаковый сифон 10 и имеется отверстие для выпуска штейна 11. Агрегат работает следующим образом. Шихта, приготовленная из концентратов, кальциевого флюса, оборотной пыли, через шихтокислородную горелку 2 потоком технического кислорода вдувается в плавильную шахту 1 и плавится до черновой меди с образованием кальциевого шлака. В этой части агрегата происходит отгонка всей серы в виде SO₂ через газоотводящие отверстия 9. Затем, по мере накопления, расплав перетекает импульсно в реактор 6. Если штейн накопится настолько, что его уровень поднимется выше низа перегородки 4, то штейн будет выдавлен шлаком в пространство реактора 6 через дополнительную перегородку 5. Когда уровень штейна опустится ниже низа перегородки 4, тогда в зону реактора 6 будет перетекать шлак до тех пор, пока снова не накопится штейн и его уровень не поднимется выше низа перегородки 4, и все опять повторится. Расплав из зоны шахты 1 перетекает в реактор 6 через дополнительную перегородку 5 и стекает на подину 3. В реактор 6 со свода через фурмы 7 подается кислород. Также со свода реактора 6 на поверхность расплава загружается оставшаяся часть шихты и клинкер. Клинкер необходим как топливо для поддержания температуры расплава. Шихта подается в расплав в виде брикетов. Это делается для того, чтобы в газовом пространстве реактора из загружаемой шихты не успевала выделиться сера. Шихта в брикетах, не успевая окислиться, попадает в расплав, где и происходит ее расплавление и взаимодействие с расплавом, перетекающим из плавильной шихты 1 с образованием богатого по меди штейна, шлаков и цинковых возгонов. Продукты плавки выпускаются через шлаковый сифон 10 и устройство для выпуска штейна 11. Состав шихты, загружаемой в реактор, определяется таким образом, чтобы вся сера усваивалась в расплаве и из зоны реактора через газоход 9 улетел металлический Zn, не загрязненный SO₂. Снабжение кессонированного реактора шлаковым сифоном позволяет увеличить путь прохождения шлака в расплав от места его образования до выхода из печи и тем самым способствует снижению потерь цветных металлов со шлаком. Снабжение кессонированного реактора фурмами для подачи кислорода и установка их в своде реактора позволяют при загрузке шихты в расплав в виде брикетов оставлять серу в расплаве, а не выжигать ее при загрузке и барботаже в расплаве, и тем самым способствует получению штейна заданного состава в реакторе и, следовательно, снижению потерь цветных металлов со шлаком. Установка на подине реактора дополнительной кессонированной перегородки и не доходящей до свода позволяет разделить агрегат по расплаву, получать в плавильной шахте черновую медь и, переливая расплав через перегородку, приводить его в контакт с расплавляемой шихтой в реакторе с образованием богатых по меди штейна и цинковых возгонов. Это способствует снижению потерь цветных металлов со шлаком. Экспериментально установленные значения соотношения высоты порога шлакового сифона к высоте установленной на подине перегородки с диапазоном 0,5-0,85 и соотношения площади агрегата ограниченной торцевой стеной шахты и установленной на подине перегородкой к площади шахты в диапазоне 1,05-1,4 соответствуют оптимальной геометрической конструкции агрегата для процесса плавки. При уменьшении соотношения высоты порога шлакового сифона к высоте установленной на подине перегородки менее 0,5 происходит плохое разделение шлака и штейна в барботажной зоне, получается высокое содержание меди и цинка в шлаке. При увеличении соотношения высоты порога шлакового сифона к высоте установленной на подине перегородки более 0,85 происходит плохое перемешивание меди и штейна в барботажной зоне за счет ухудшения распределения меди по поверхности шлакового расплава и в результате наблюдается высокое содержание меди и цинка в шлаке. При уменьшении соотношения площади агрегата, ограниченной торцевой стеной шахты и установленной на подине перегородкой к площади шахты менее 1,05 происходит повышение уровня расплава в плавильной шахте, уменьшение реакционного объема, нарушение нормальной работы факельной плавки, уменьшение черновой меди и в результате увеличение содержания меди и цинка в шлаке. При увеличении соотношения площадей более 1,4 периодичность поступления меди в барботажную зону возрастает, снижается равномерность отгонки цинка и содержание меди и цинка в шлаке возрастает. Содержание цветных металлов, в частности меди и цинка, в предлагаемом агрегате по сравнению с прототипом снижается для меди на 0,1 абс. для цинка в 13,5 раз. Данные приведены в таблице.

Формула изобретения

Агрегат для плавки сульфидных полиметаллических материалов, содержащий кессонированную шахту с шихтокислородной горелкой и газоотводящим отверстием и кессонированный реактор, размещенный на общей с шахтой подине, отделенный от шахты не доходящей до подины кессонированной перегородкой и выполненный с газоотводящим отверстием и отверстием для выпуска продуктов плавки, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь цветных металлов со шлаком, он снабжен кессонированной перегородкой, размещенной на подине реактора и не доходящей до свода, и загрузочными течками, фурмами для подачи кислорода, установленными в своде реактора, и шлаковым сифоном, размещенным на торце реактора, причем отношение высоты порога шлакового сифона к высоте установленной на подине перегородки составляет 0,5 0,85, а площадь агрегата, ограниченная торцевой стеной шахты и установленной на подине перегородкой, составляет 1,05 1,4 площади шахты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002