Печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне

Печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 998823 (63) Дополнительное .к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.09. 81(21) 3339571/22-02 (gq) М К т 3 с присоединением заявки ¹

F 27 В 1/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет -

Опубликовано 230283. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 23,02,83 (33) УДК 669. 041 (088. 8) Запорожский индустриальный институт (71) Заявитель (54) ПЕЧЬ ДЛЯ .НЕПРЕРЫВНОЙ ПЛАВКИ СУЛЬФИДНЫХ

МАТЕРИАЛОВ В ЖИДКОЙ ВАННЕ

Изобретение относится к металлургии, в частности,к устройствам для непрерывной переработки сульфидных материалов плавкой в жидкой ванне и обеднении шлаков.

Известна печь для плавки материалов в жидкой ванне, состоящая из прямоугольной шихты, кессонированного пояса с фурмами, сифонов для выпуска продуктов плавки и горизонтальной подины, причем в шлаковом сифоне предусмотрено приспособление для загрузки сульфидизатора на поверхность сливаемого шлака f1).

Однако. наличие общей ванны штейна по всей длине подины печи и введение сульфидизатора в сифон, из которого непрерывно удаляется шлак, не позволяет в полной мере использовать сульфидиэатор, отделять шлак от штейна и снизить содержание в шлаке ценных металлов.

Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату является печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне, содержащая плавильную камеру с загрузочным устройством и восстановительную камеру, разделенные перегородкой, кессонированный пояс с фур2 мами, ступенчатую подину, шлаковый и штейновый сифоны (2

Недостаток печи заключается в отсутствии конструктивных особенностей для создания контакта шлака с бедным по содержанию основных металлов штейном, что не обеспечивает достаточного обеднения отвального шлака йо

ig меди, никелю и другим ценным элементам.

Кроме того, наличие. в восстановительной камере богатого металлами штейна приводит к неизбежному износу со шлаком иэ печи мелкой-сульфидной взвеси с высоким содержанием металлов.

Целью изобретения является сниже-. ние потерь металлов с отвальным шлаком.

Поставленная цель достигается тем, что в печи для непрерывной плавки сульфидных материалов s жидкой ванне, содержащей плавильную камеру с загрузочным устройством и восстановительную камеру, разделенные перегородкой, кессонированный пояс с фурмами, ступенчатую подину, шлаковый и штейновый сифоны, на ступени подины между восстановительной и плавильной камерой выполнен порог, верхняя кромка которого находится на одном уровне с по998823". диной в месте перетока шлакового сифона,, а восстановительная камера снабжена загрузочным устройством для введения в нее сульфидизатора, созда- ющего бедный штейн.

Порог на ступени подины между пла,вильной и восстановительной камерами обеспечивает образование ванны бедного штейна под слоем шлака и восстановительной камере. Бедный штейн., кон-" тактируя со шлаком, обедняет его по содержанию ценных металлов.

Благодаря тому, что высота порога не превышает высоту подины в месте перетока шлака в сифон, а подина сифона наклонена в сторону,восстановительной камеры, в сифоне отсутствует ванна штейна. Это предотвращает возможность протекания реакции взаимодействия недовосстановленных частиц магнетита, со слоем штейна с образо- 20 ванием сернистого газа, пузырьки которого "флотируют" штейновую взвесь на поверхность сифона и способствуют обогащению металлами верхнего слоя шлака, сливаемого иэ печи в отвал. 25

На фиг.1 приведена предлагаемая печь, на фиг. 2 — варианты выполнения подины, Она состоит иэ плавильной камеры

1 и восстановительной камеры 2..Пла- ЗО вильная камера 1 содержит загрузочное устройство 3 для шихты, гаэоход

4, фурмы 5, подину 6. Штейн иэ печи выводится через сифон 7 и сливается через окно 8. Восстановительная ка- 35 мера содержит загрузочное устройство

9 для сульфидиэатора, газоход 10, фурмы 11, подину 12 с порогом 13.

Шлак удаляется из печи через сифон

14, имеющий наклонную подину 15, gp и сливается через окно 16. Боковые стенки каждой камеры в области фурм имеют кессонированный пояс.

Варианты выполнения подины в восстановительной камере приведены на фиг.2, В каждом из вариантов (а, б, в), уровень верхней кромки порога 13, расположенного на ступени между подинами 6 и 12, равен уровню подины 15 в месте перетока шлака в сифон 14.

Высота подины 12 определяется требуемым объемом бедного штейна, который лимитируется необходимой степенью обеднения шлака при заданной производительности печи.

Для предотвращения попадания бога- 55 того штейна в восстановительную камеру ступень с порогом выполняются больше уровня ванны богатого штейна в плавильной камере.

Длина обеих камер определяется 50 требуемой производительностью печи, составом исходных материалов и конечных продуктов плавки при заданной ширине печи и уровне расплава над фур.— мамй. 65

При необходимости возможно применение одного общего для обеих камер газохода.

Печь работает следующим образом.

Шихта, состоящая из сульфидного материала (руды, концентрата, оборотов и т.п.), непрерывно подается через загрузочные отверстия 3 в плавильную камеру 1 на поверхность ванны расплава. Через фурмы 5 расплав, представляющий собой шлако-штейновую эмульсию, барботируется воздушным или обогащенным кислородом дутьем, В надфурменной области плавильной камеры происходит плавление шихты, окисление сульфидов и укрупнение сульфидных частиц, а:в подфурменной— отделение капель богатого (основно- го) штейна от шлака.

Штейн непрерывно выводится из плавильного пространства в сифон 7 и сливается через окно 8, а шлак перетекает в восстановительную камеру 2. На поверхность ванны шлака в восстановительной камере через загрузочное отверстие 9 подают сульфидизатор, в качестве которого может быть пирротин, пирит, их концентраты и т.п.

При необходимости вместе с сульфидизатором в зону восстановления загружают углеродистый восстановитель и флюсы. Расплав шлака барботируют через фурмы 11 дутьем,. содержащим природный газ, мазут, пыпеуголь или другой восстановитель. В восстановительной камере происходит плавление сульфидизатора, образование капель бедного штейна и отделение их от шлака в подфурменной области.

Оседая на подину 12 и накапливаясь на ней, капли бедного штейна образуют ванну, уровень которой определяется высотой порога 13. При этом происходит восстановление шлака углеродсодержащими компонентами дутья и сульфидами. Бедный штейн, провэаимодействовавший со шлаком, стекает через порог 13 и объединяется в зоне плавления с богатым штейном. Обедненный шлак иэ эоны восстановления поступает в штейновый сифон 14 и сливается из печи через окно 16. Частицы бедного штейна, не успевшие отделиться от шлака в подфурменной области зоны 2, оседают на подине 15 шлакового сифона и, обладая большой жидкотекучестью при температурах процесса плавки, стекают по наклону в ванну бедного штейна.

Исследование распределения штейновой взвеси по высоте шлакового сифона печи ПЖВ Норильского ГМК показало, что минимальное содержание меди, никеля и кобальта находится в средней части столба шлака в сифоне.

Обогащение верхнего (сливаемого из

998823 печи) слоя шлака по содержанию цветных металлов ведет к дополнительным их потерям и объясняется "флотирующим" влиянием пузырьков сжатого сернистого газа íà BblHoc сульфидной взвеси на поверхность шлака. Образуются эти пузырьки при взаимодействии магнетита шлака со слоем штейна, ванна которого распределена по всей длине печи. Разница в содержании металла в верхнем и среднем слоях стол ба шлака составляет 0,53-0,35=0,18% по меди, 0,118-0,109=0,009% по никелю, 0,0386-0,0378=0;00083 по кобальту и может быть достигнута только за счет вывода ванны штейна из шлакового сифона.

Обеднение отвального шлака печи

ПЖВ в лабораторных условиях показало, что при содержании в бедном штейне

10-20% меди и соотношении количества 20 штейна к шлаку, равном 1:2:10, содержание меди в шлаке понизилось за

20 мин. опыта при 1250 С с 0,61 до

0,14-0,20Ъ, никеля — с 0,11 до 0,0560,080%, кобальта — с 0,046 до 0,0320,038%.

Таким образом, в предлагаемой печи при выплавке штейна с 50% меди возможно получение отвального шлака, потери меди с которым будут снижены 30 в 3,0-4,5 раза, никеля в 1,4-2,0 и кобальта в 1,2-1,4.

Достоинством предлагаемой печи является высокая скорость и степень обеднения шлака по содержанию ценных 35, металлов,-достигаемые благодаря энергичному перемешиванию шлака восстановительным дутьем в контакте с ванной бедного штейна. Кроме улучшения условий обеднения шлака, создание ван- 40 ны бедного штейна под его слоем спо- собствует более полному использованию сульфидиз атора, что поз воляет сократить его расход, а также уменьшить количество бедного штейна, необходимого для достижения требуемой глубины обеднения шлака, что s конечном итоге снижает степень разбавления основного (богатого) штейна бедным.

B снижении содержания металлов в отвальном шлаке положительную роль иг) рает также конструкция подины шлакового сифона.

Экономический эффект составит

151000 руб. в, год.

Формула изобретения

Печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне, содержащая плавильную камеру с за-. грузочным устройством и восстановительную камеру, разделенные перегородкой, кессонированный пояс с фурмами, ступенчатую подину, шлаковый и штейновый сифоны, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью снижения потерь металлов с отвальным шлаком, на ступени подины между плавильной и восстановительной камерой выполнен порог, верхняя кромка которого находится на одном уровне с подиной в, месте перетока шлакового сифона, а восстановительная камера снабжена загрузочным устройством.

Источники информации, принятые во- внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 473886, кл. F 27 В 1/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 813102, кл. F 27 В 3/00, 1980.