Сульфидизатор для плавки руд и концентратов цветных металлов

Сульфидизатор для плавки руд и концентратов цветных металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистическик

Реслублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ВТВЛЬСТВУ

< «773109 (61) Дополнительное к овт. сеид-ву (22) Заявлено 190379 (21) 2737913/22-02

c: присоединением заявки М (23) Г1риоритет

Опубликовано 231080, Бюллетень 8939

Дата от«ублиновани я описания 2310,80 (51)М. Кл.3

С 22 В 5/02

Госудиретвеииый комитет

С С С Р по дмам июбретеиий и открытий (53) УДК 621.785. .539 (088.8) A.È.OêóHåâ, В.Ç.Чарный, И.Д.Галнмов, E.Ñ.Êîðåïàíoâà, И.Н.Танутров, В.Г.Кожин, В.И.Филиппов, П.О.Гаспарович, В,А.Рябин, E.A Ñìîëåíñêàÿ, Э.A.Hèêîëàåâ, A.Ã.Ïðoõîðîâ, В.Г.Белобородов, A.A Фврштатер, О.В.Сосновский, В.Ф.Рубцов, Г.Ф.Гладких и А.Е.Щитов (72) Авторы изобретения

Институт металлургии Уральского. научного центра

АН СССР (71) Заявитель

4".::, Ъ ° (54) СУЛЬФИДИЗАТОР ДЛЯ ПЛАВКИ РУД И КОНЦЕНТРАТ

ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Окись кальция

Твердый углеродистый восстановитель

Фосфогипс

1,5-50

8-50

Остальное

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке руд и концентратов с извлечением цветных металлов в штейн, например к шахтной плавке окислен- 5 ных никелевых руд.

Известен. сульфидизатор для шахтной плавки окисленных никелевых руд, включающий фосфогипс (основа1, восстановитель, окислы железа, пирита 10

2-15% от веса фосфогипса (1) .

К недостаткам указанного способа относится выделение в газовую фазу летучих соединений фтора, а также сернистого ангидрида, загрязняющих 15 окружающую среду, в результате разложения фосфата в фосфогипсв, сульфата кальция и пирита.

Цель иэоб1иетения - предотвращение 2О загрязнения окружающей среды летучими соединениями фтора и сернистым ангидридом. фоставлвнная цель достигается

25 введением окиси кальция в состав сульфидиэатора, включающего фосфогипс и твердый углеродистый восстановитель, при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ: 30

В процессе высокотемпературного нагрева сульфат кальция (фосфогипс) восстанавливается углеродом до сульФида кальция, при этом часть серы в виде элементарной и двуокиси может переходить в газовую фазу. Вместе с тем имеет место образование летучих соединений фтора, токсичных для окружаиздей среды. Введение окиси кальция в присутствии восстановителя позволяет связать как элементарную серу< так и двуокись серы в сульфид кальция, а Фтор - в нелетучнй фтористый кальций, причем возрастает полнота использования серы для сульфидирования цветных металлов, а, образование фтористого кальция способствует улучшению физико-химических свойств «яяака, что вместе взятое seaex к.снижению потерь цветных металлов. Кроме того, окись кальция одновременно служит связупцим при окусковании сульфидизатора и флюсом для плавки руд и концентратов цветных металлов.

773109

Минимальное содержание окиси кальция в шихте сульфидизатора определяется ее количеством, необходимым для связывания фтора (около 2% от веса Фосфогипса ), и составляет i 5% от шихты сульфидизатора по сухому весу. Максимальное содержание окиси кальция ограничено расходом ее в качестве Флюса (25-30% известняка от веса руды). Оптимальное количество окиси кальция в шихте сульфидизатора составляет 1 5-50Ъ по сухому весу.

При этом расход известняка-флюса, раздельно вводимого в плавку, снижается на соответствующую величину содержания окиси кальция в сульфидиза1торе .

В качестве окиси кальция могут быть использованы гашеная и негашеная известь, необожженный известняк, а также цемент и др. материалы, обогащенные окисью кальция и раэлагаюе(иеся при нагреве с вьщелением окиси кальция. Материалы, содержащие окись кальция, перед окускованием целесообразно измельчать до крупности зерен 5 мм.

Содержание восстановителя в шихте сульфидиэатора должно быть не менее

20% от веса фосфогипса для полного восстановления сульфата кальция до сульфида с минимальным образованием двуокиси серы, т.е. не менее 8% от шихты сульфидиэатора. Повышение расхода восстановителя свыше 50% от веса шихты сульфидиэатора экономически неоправдано ввиду увеличения общего расхода восстановителя в плавке.

В качестве твердого углеродистого восстановителя могут быть использованы каменноугольные, буроугольные и нефтяные коксы (отсев} и полукоксы, угли и др. Крупность восстановителя должна быть не более 10-25 мм, предпочтительно менее 5 мм.

Фосфогипс служит основой сульфидизатора. Пределы количества фосфогипса в сульфидизаторе 40-80Ъ обусловлены минимальными и максимальнымн количествами восстановителя и окиси кальция. По грансоставу фосфогипс (100% минус 1 мм1 удовлетворяет требованиям к окускованию.

Сульфидиэатор желательно применять в окускаванном виде, что способствует более полному протеканию в нем процессов восстановления. Кроме того он может быть подзергнут термической .обработке.

Сульфидиэатор используют при плавке окисленной никелевой руды. Руду, известняк, коксик и сульфидизатор плавят в электропечи. Садка шихты составляет 25-30 кг, общий расход кокса — 1ОЪ от веса руды, при этом учитывают избыточное количество кокса в брикетах сульфидиэатора (содержащегося свыше 20Ъ от веса фосфогипса).

Расход известняка поддерживают в сумме равным 34Ъ от веса руды (с учетом окиси кальция в фосфогипсе и введенной окиси кальция в состав брикетов сульфидизатора) . Расход сульфидизатора принимают иэ расчета достаточного количества серы в нем (2,5% от веса руды ) для получения штейна с содержанием серы 15-30Ъ (в среднем

20-25%), с учетом потерь серы в шлаке я

В таблице представлены результаты испытаний сульфидиэатора при нагреве и плавке.

Производство сульфндиэатора для заводов цветной металлургии, целесообразно организовывать н4 месте получения Фосфо1ипса (предпочтительнее иа медеплавильных заводах, выпускаю щих суперфосфат). Это позволяет ликвидировать накопление отвалов фосфогипса, испольэовать для производства сульфидиэатора побочные продукты переработки фосфогипса (известь), 0 снизить общие затраты на получение сульфидиэатора и создать благоприятные условия его транспортировки и хранения.

Пример. Для изготовления сульфидизатора используют подсушенный фосфогипс, коксовую мелочь и техническую окись кальция. Исходные компоненты измельчают до крупности минус 5 мм, увлажняют до общего содержания влаги 15Ъ, перемешивают и

26 подвергают брикетированию. Полученные брикеты подсушивают при 100 С в течение 2 ч.

Для оценки степени десульфурации и обесфторивания сульфидизатора бри25 кеты подвергают термической обработке в муфеле при постепенном нагреве до 1000 С со скоростью 10 град/мин и .выдержке при 10000С в течение

30 мнн. Полученный спек аналиэуют на содержание серы и фтора. B опытах контролируют выход спека, содержание в нем серы и фтора, степень десульфурации и обесфторивания брикетов.

773109

° 4»

1О

»О о

О%

CO

4О м

49

4Ч

00

CO м

CO

Ф

ФЪ

° 4»

О}

Ф

g»lP о о й

%4» %4»

%-4 ° 4

% Ь

CD CD

° 4

%.4

% о

CO

° 4

4Ч

%" 4

В о

° 4»

° .4

Ю о

»О

Ю о м

%" 4

Ю

° 4

М о

4Ч CO

М Ы

CD ОЪ

% 4 о

° »ь

° 4 % 4

CO

Ю

%-4

ОЪ

Ю о

%-4 о

%4

° Ч

4Ч

М

IA о 4

CO М

Ь Ь

4О 1 о о

\1 Ф4 м

М

%4»

Ю

%-4

Ю

° ь м

Ю

%" 4

%.4

М

Ul

Ю

%.4 а»Ъ

Ю

<«4 о 4 о ь

IA

Ю

%" 4

4»Ъ о

«-I о ю 4 с а

%О Ю

М М о

° -4 %4

Ю

Ю

Ю

%«

CD

%-4

М

% 4

М

О\

Ю о

% 4

Н»0

1 VX

C»I Э

g CC} и о

%-4

4Ч о ю

° »

О CO

4Ч 4

М

4Ч о

М. 4«Ъ

4Ч

° Ь м

4Ч

Ф

%-4 (Ч

»О

»Ч о

% 4

%-4

М

С«4

%4 м

ОЪ

» Ъ

О% о

Ф»

1 1 хо

6 н

4 IO

Ц i«I

> МФ оца

4Ч О

»i М

IA 4

РЪ %4»

4Ч

IA м

М

CI%

%»

»О

4

О« (Ч

СЧ СП

Cl 1

«-4 CO

Ю

0% 4

%-4

\ о

«-4

«3»

4О м

% о

%-4

%О

СО

Ф

%.4

%C} »О

% М о о

»О %4}

М М о о

С»»

CD (° »

ClI

С»

%

О

4Ч о

«-4

»"Ъ 1 (Ч «

М М о о о о

«4 М

Ь с о о

»О

Ю м

М

IA

4 с о4

° ь

CO

%»Ъ

CD с о

° » о

CD

Ю

С0

4« м

«3»

С0 ъ

CD

%.4

«3 4Ч м

° »

»Ч ОЪ

«4

»»Ъ ф %О

»»О (Ч «-4

СЧ о

С0 («3

ОЪ

1 с

CD м

IA

CD

% о

° 4»

»»Ъ

«

%-4 м

4Ч о

%«

4Ч

Ю

С»4 с

%0 м

Ю

»О м о е о

g CD ао

1 %4

О 4Ч

4О %О

4Ч

4 о

«-»

%-1

%О

Ю о

CD

%4Ъ

%4»

4 4

СО м

° в

4 м

%О

О»

М м

%4» ф

CO м о

4О м

%.Ю

%4»

%D

Ю ф

С»

Ю

CO

Ю

»О

Ю с

C) 4»0 ь

Ю

4Ч

CD

%О

% 1

Ю

Ю

Ю

Ю

Г»4

»»1

° 4

Ch

% 1

}С о

»а ь

М о

4Ч

»0 1 о»0

g Ф 4С ох 5

Ю

Ю

° «

Ю о

«.4 ь

М

Ю н

Ю

Ю

% 4 о о

МЪ

Ю Ф

4»4

Ю

Ю

%4»

Ю

Ю

М

%-4 о

Ъ о

01 rw

2v ю э

М Ф

Ц

v c} а

40 О

IO Н не

v c о и. М» в е

4}Э Н 0 X40g

0»

Q, Ц о х

f0 а

Cg»4»» ио а 44} эоэ

Н 4»)»«}

o ca э

И 4 9 э с»»

g с

Ilj ф

1% х аэ э и

Цо о

О 40

»4}

Н 0}

v o1 оне авэо

О»

3.Кх

L С} с

Ц»0 Ц охноо

} Э О Х 4

4C}Ve ММ а о

Ъ в о

%"4 %-4 % 4 о ф са

° ъ ь

СО 4 Г

d0 CO

a0 %A О О ъ в ь ь

»СЪ %-4 С» Ю о с о о

М Ю о о о о

»О IA «4»» »Ъ о о о о

11 М о о î о

-М «Ф О »О о о ю о

М М »Ь о о о о

«-4 ч.4 «-4 %4

773109

Формула изобретения

1,5-50

Окись кальция

Твердый углеродистый восстановитель

Фосфогипс

8-50

Остальное

Составитель A.Kàëüèìöêèé

Техред Н. Ковалева. Корректор М Пожо

Редактор В.Романенко

Заказ 7434/33 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ 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

Иэ таблицы щщио, что при введении окиси кальция в сульфидизатор в количестве 1,5-50% потери фтора с газовой фазой снижаются до 7 6-18,0% (в среднем до 10%), серы - до 0,6.1,64 (в среднем до 0,8-1,0%) против потерь 49)586,0% фтора и 2,0-2,7% серы без добавок окиси кальция. Брикеты сульфиднзатора в сыром и прокаленном вотще имеют прочность, удовлетворякщло требованиям к шахтной плавке руд н концентратов цветных металлов. При плавке окисленной никелевой руды с предлагаемым сульфидизатором могут быть снижены потери никеля со шлаками на 0,01-0,02% абс., извлечение никеля в штейн - повышено на 0,5-1,5%.

Использование предлагаемого сульфидизатора в плавке руд и концентратов цветных металлов обеспечивает уменьшение загрязнений окружающей среды токсичными газообразными соединениями фтора, уменьшение выделения в газы сернистого ангидрида, утилизацию фосфогипса, снижение расхода известняка-флюса; частичную замену дорогостоящего доменного кокса низкосортными углеродистыми восстановителями. Кроме того, сульфидиэатор выполняет в плавке также роль флюса (известняка).

Сульфидиэатор для плавки руд и концентратов цветных металлов, включающий фосфогипс и твердый углеродис10 тый восстановнтель, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения загрязнения окружающей среды летучими соединениями фтора и сернистым ангидридом, он дополнительно co>$ держит окись кальция при следующем соотношении компонентов, вес.В:

Источники информации, принятые вО внимание при экспертизе

1. авторское свидетельство СССР

9377369, кл. С 22 В 23/02, 1971.