Способ электропечного обеднения оловянных расплавленных шлаков

Способ электропечного обеднения оловянных расплавленных шлаков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

1«1 595409

Реслчблик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.09.75 (21) 2175052/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.78. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 20.03.78 (51) М. Кл." С 22В 7, 04

С 22В 25/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) i ÄÊ, 669,63(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. Г. Бровкин, А. A. Баклагин и А..Н. Федоренко

Государственный проектный и научно-исследовательский институт

«Гипроникель» (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОПЕЧНОГО ОБЕДНЕНИЯ ОЛОВЯННЫХ

РАСПЛАВЛЕННЫХ ШЛАКОВ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам обеднения оловосодержащих шлаков.

Известен способ обеднения конвертерных шлаков медно-никелевого производства путем плавки в электродуговой печи под слоем твердого углеродистого восстановителя на ванне жидкого штейна (извлекающая фаза) без перемешивания (1).

Наиболее близким к изобретению является способ электропечного обеднения оловянных расплавленных шлаков перед фьюмингованием под слоем твердого углеродистого восстановителя на металлической извлекающей фазе (2).

Однако такие способы имеют малую скорость обеднения шлаков по содержанию ценных цветных металлов, особенно при низких температурах, ниже 1250 С.

Цель изобретения — увеличение удельной производительности шлакоперерабатывающих установок, снижение эксплуатационных затрат.

Достигается это тем, что обеднение ведут при соотношении по весу между извлекающей фазой и обедняемым шлаком 1: (2 — 5) в прllсутствии интерметаллического восстановителя и при перемешивании путем подачи в расплав газообразных продуктов неполного сгорания углеродистого топлива с коэффициентом расхода воздуха 0,8--0,9 и расходом продуктов сгорания 5 — 10 нм /ч на 1 т шлака, что позволяет увеличить удельную производительность шлакоперерабатывающих установок и снизить эксплуатационные затраты.

В качестве добавки в расплав интермсталлических восстановителей олова используют железо, чугун, кремний, ферросилиций, оловосодержащпе гартлпнги, железистые с1емы и

10 др.

Обеднение оловосодержащих шлаков осуществляют на металлической извлекающей фазе, при этом расходуют пнтсрмсталлпческнс восстановитслп в зависимости от содержания олова в шлаке, напрпмер в количестве 1 — -4о/о ферросилиция (c 77",о кремния) от веса шлака, при содержании в нем олова соответственно 5 — 20 все. о, т. с. на каждые 5 вес. /о олова в шлаке расходуется 1 всс. /о ферросплп20 пи я.

Указанный расход газа (продуктов неполного сгорания топлива) ускоряет процессы восстановления окислов олова интерметаллпческими восстановителямн, способствует коагу25 IIIIIIIII AIo;1код11спсрс111-1х корольков метал 1! lческого олова в жпдком шлаке и обеспечивает более полное выделение нх в донную пзвлекатсльную фазу.

CGoT IoøåHIIå между донной металлической

30 I I H. i o i . II o III o É ф а з о и I I о о с д и я е м ы м III, 1 а 1 . о м D

595409 печи по весу расплава поддерживают в пределах от 1: 2 до 1: 5. При этом создаются наиболее благоприятные условия для перемешивания жидких фаз, восстановления и выделения олова в донную фазу.

Содержание свинца в составе оловянносвинцовой металлической извлекающей фазы от 25 до 70 вес. /, соответственно содсржание олова в сплаве составляет 70 — 25 вес. /о при содержании прочих примесей (медь, железо, цинк, благородные и другие металлы) до 5 вес. /в от суммы олова и свинца.

Благодаря такому составу извлекающей фазы при прочих равных условиях растворимые потери олова в железистых шлаках минимальны.

Обработку шлакового расплава в электропечи ведут при 1050 — 1240 С в течение 30—

90 мин, в зависимости от содержания олова в исходном расплаве.

Пример 1. Полученные в результате восстановительной плавки в руднотермической дуговой электропечи оловянных концентратов железистые богатые оловом шлаки с содержанием, например, около 15 вес. олова и

18 вес. /о закиси железа после проплава определенного количества концентрата копят в печи до создания в ней ванны шлака глубиной около 1000 мм в количестве 10 т (в зависимости от площади пода печи) и обедняют в этой же печи, где плавят концентрат, следующим образом.

На ванну шлакового расплава в печь загружают твердый углеродистый восстановитель— коксик в количестве, необходимом для создания и поддержания в период обеднения на поверхности шлакового расплава слоя коксика толщиной около 150 мм (c учетом восстановителя, который остается в печи после плавки концентратов). В электропечи после восстановительной плавки концентратов кроме шлака оставляют черновое олово в количестве 2 т (избыточное черное олово выпускают из печи), что составляет соотношение по весу между извлекающей фазой и шлаком 1:5.

Расплав в электропечи разогревают до

1240 С и загружают в него интерметаллический восстановитель — ферросилиций, крупностью 15 мм и содержанием 77 вес. / кремния, в количестве 3 /д от веса шлака, т. е.

ЗОО кг.

Одновременно с загрузкой в расплав ферросилиция шлак в ванне перемешивают путем вдувания в него сверху (через погружную фурму) продуктов сгорания природного газа с коэффициентом расхода воздуха о.=0,8 и абсолютным расходом продуктов сгорания

5 нм /ч на 1 т обедняемого шлака. Операцию перемешивания ванны расплава и его нагрева (до 1240 С) в электропечи производят до получения в обедненном шлаке не более

3 вес. /ц олова. Окончание операции обеднения контролируют с помощью редиаометричсского экспресс-анализа проб шлака, отбираемых из печи, на содержание в нем олова, 5

1()

25 зо

6О

В рассматриваемом примере содержание олова:в обедненном шлаке, равное 3 вес. /, при содержании в нем около 20 вес. / закиси железа достигается через 90 мин от начала загрузки ферросилиция.

По окончании операции обеднения шлак из электропечи выпускают до уровня шлаковой летки, расположенной на 200 мм выше поверхности металла, и затем в жидком виде направляют во фьюминговую печь, для доработки его до отвального шлака, содержащсго

0,1 — 0,15 / олова, известным методом.

После этого в электропечи паплавляют из концентратов новую, порцию богатого шлака, процесс обеднения повторяют неоднократно.

По окончании операции обеднения металл из электропечи выпускают и направляют на рафинирование от железа, например, путем центрифугирования. Полученные при этом железистые съемы загружают в электропечь в период обеднения шлака, используя содержащиеся в них железо и другие металлы в качестве интерметаллических восстановителей олова. Черновое олово по известной технологии перерабатывают до марочного олова.

Пример 2. Процесс обеднения шлака осуществляют также, как в примере 1, за исключением того, что на 10 т шлака с содержанием в нем 15 вес. / олова в электропечи оставляют 5 т черного олова, что составляет соотношение по весу между извлекающей фазой и шлаком 1: 2, перемешивают расплав продуктами сгорания природного газа с коэффициентом 0,9 расхода воздуха и расходом продуктов сгорания в количестве 10 нм /ч на 1 т обедняемого шлака. При этом за 60 мин продолжительности,периода обеднения шлака (вместо 90 мин в примере 1) при прочих равных условиях (состав и количество обедняемого шлака, расход интерметаллических восстановителей и пр.) содержание олова в обедненном шлаке достигает почти 3 вес. /ю и закиси железа 20 вес. .

Пример 3. Обеднение оловосодержащих шлаков производят в отдельной от плавки оловянных концентратов электропечи и на металлической извлекающей фазе, содержащей, кроме олова, значительное количество свинца, следующим образом.

В дуговой электропечи рудно-термического типа наплавляют оловянно-свинцовый металлический сплав следующего состава: 65 вес. / свинца и 35 вес. / олова, в количестве 5 т.

Из другой печи, где плавят оловосодержащие материалы, в электропечь обеднения заливают 10 т богатого оловом железистого шлака с содержанием 15 вес. /, олова и 18 вес. / закиси железа, что составляет соотношение по весу 1: 2 между извлекающей фазой и шлаком. Электропечь включают под токовую нагрузку и расплав разогревают до 1240 С. Одновременно в расплав загружают 300 кг ферросилиция с содержанием 77 вес. / кремния и перемешивают расплав в электропечи продуктами сгорания природного газа с коэффи595

Формула изобретения

Составитель А. Кальницкий

Тскрсд Л. Гладкова

Корректоры; Л. Корогод

О. Тюрина

Рсдактор Т. Кузьмина

Заказ 107/2 Изд. № 258 Тираж 787

НПО Государственного комитета Совста Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 циентом расхода воздуха а=0,8 и абсолютным расходом продуктов сгорания 5 нмз/ч на

1 т шлака.

После обработки шлака в течение 30 мин на оловянно-свинцовой извлекающей фазе содержание олова в обедненном шлаке снижают до 1 вес. % при содержании в нем — 20 вес. % закиси железа.

Обедненный шлак выпускают из электропечи и направляют на фьюминговую установку.

Далее из печи по частям выпускают 2,5 т оловянно-свинцового сплава и разливают его в ковши.

Затем в электропечь загружают или зали вают 2,5 т свежей порции оловянно-свинцового сплава (65 вес. % свинца и 35 вес. % олова), заливают следующие 10 т исходного богатого оловом шлака и операцию обеднения шлака в электропечи повторяют.

Черновой металлический сплав, выпущенный из электропечи, охлаждают в ковшах, снимают с него железистые съемы или гартлинг, которые затем загружают в электроне и, в качестве интерметаллических восстановителей в очередной операции обеднения шлака.

Свинцово-оловянный сплав после его рафинирования от вредных примесей направляют для изготовления припоев или других оловянно-свинцовых изделий.

Длительность операции фьюмингования предварительно обедненных шлаков с содержанием в них 1 — 3 вес. % олова и 20 вес. % закиси железа до отвальных шлаков, содержащих 0,1 — 15 вес. % олова, составляет около 2 ч. Фьюмингование же богатых шлаков с содержанием 15 вес. % олова длится 6 — 9 ч, т. е. суммарное время процесса обеднения шлаков в электропечи и на фьюминговой установке до отвальных шлаков в 2 — 3 раза меньше, чем при фьюмипговании необедненных богатых шлаков.

Таким образом, применение предложенного способа электропечного обеднения богатых оловянных шлаков перед их фьюмингованием позволяет увеличить не менее чем в два раза общую производительность металлургических агрегатов, перерабатывающих шлаки, и соответственно обеспечивает снижение эксплуатационных затрат.

Кроме того, предварительное перед фьюмингованием обеднение оловянных шлаков повышает прямое извлечение олова из концентратов в металл, уменьшает количество олова, переходящее в возгоны, и этим самым повышает КПД пылеулавливающих установок и снижает безвозвратные потери олова.

По предварительным расчетам применение предлагаемого способа электропечного обеднения оловянных шлаков перед фьюмингованием только на одном предприятии позволит получить экономический эффект в сумме, не менее 250 тыс, руб. в год, Способ может быть использован и для обеднения кобальтосодержащпх шлаков медно-никелевого производства.

25 Способ электропсчного обеднения оловянных расплавленных шлаков перед фьюмингованием под слоем твердого углеродистого восстановителя на металлической извлекающей фазе, отличающийся тем, что, с целью

30 увеличения удельной производительности шлакоперерабатывающпх установок, снижения эксплуатационных затрат, обеднение ведут при соотношении по весу между извлекающей фазой и обедняемым шлаком в преде35 лах 1: (2 — 5) в присутствии интерметаллического восстановителя и при перемешпванип путем подачи в расплав газообразных продуктов неполного сгорания углеродистого топлива с коэффициентом расхода воздуха 0,8 — 0,9

40 и расходом продуктов сгорания 5 — 10 нм /ч на одну тонну шлака.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свндетсльство СССР № 112307, 45 кл. С 22В 7/04, 1956.

2. Цветные металлы. 1971, ¹ 5, с. 29 — 32.