Патент на изобретение №2324751

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ, СОДЕРЖАЩЕГО ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И ЖЕЛЕЗО

(57) Реферат:

Изобретение относится к металлургической промышленности, преимущественно к металлургии никеля и кобальта, и касается способов получения жидкого металла при переработке окисленного металлсодержащего природного сырья и техногенных материалов. Способ включает подачу в окислительную зону двухзонной печи в шлаковый расплав шихты, состоящей из исходного сырья, флюсов, жидкого или твердого перерабатываемого шлака, углеродсодержащего материала и кислорода в кислородсодержащем дутье в количествах, необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла. Затем ведут расплавление шихты с образованием жидкого шлака, поступающего в восстановительную зону, в которую подают углеродсодержащий материал, кислородсодержащее дутье и дополнительные флюсы в количествах, необходимых для восстановления оксидов извлекаемых металлов в металлическую фазу и компенсации тепловых затрат. При этом поддерживают отношение расхода углеродсодержащего материала на тонну извлекаемого металла в окислительной и восстановительной зонах в пределах 0,3-2,5, а удельный расход кислорода в этих зонах в пределах 0,7-3,0. Периодически перед выпуском металлической составляющей продуктов плавки расплав в шлаковом сифоне обогревают электрической дугой на границе шлаковой и металлической ванн до температуры от 1350 до 1500°С, причем перед выпуском металлической составляющей расплав в сифоне отстаивают от 10 до 15 минут при выключенном напряжении на электродах. Техническим результатом является повышение извлечения металлов и улучшение разделения шлаковой и металлической ванн.

Изобретение относится к области металлургии и касается способов получения жидкого металла при переработке окисленного металлосодержащего природного сырья и техногенных материалов. Изобретение может быть использовано для производства никеля, меди и железа.

Известен способ непрерывной переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо, в частности получения ферроникеля или никелевого штейна из окисленных никелевых руд (патент РФ на изобретение №2194781, опубл. 20.12.2002 г. бюл. №35).

Способ включает подачу в окислительную зону двухзонной печи в шлаковый расплав шихты, состоящей из исходного сырья, флюсов, жидкого или твердого перерабатываемого шлака, углеродсодержащего материала и кислорода в кислородсодержащем дутье в количествах, необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла, расплавление шихты с образованием жидкого шлака, поступающего в восстановительную зону, в которую подают углеродсодержащий материал, кислородсодержащее дутье и дополнительные флюсы в количествах, необходимых для восстановления оксидов извлекаемых металлов в металлическую фазу и компенсации тепловых затрат, поддерживая отношение расхода углеродсодержащего материала на тонну извлекаемого металла в окислительной и восстановительной зонах в пределах 0,3-2,5, а удельный расход кислорода в этих зонах в пределах 0,7-3,0, выпуск продуктов плавки из восстановительной зоны печи.

Недостатками известного способа являются:

– образование гетерогенного промежуточного слоя на границе шлаковой и металлической ванн при снижении температуры в подфурменной зоне, что затрудняет разделение шлака и металла;

– при остановке подачи топлива дутье быстро охлаждает расплав, он может сначала вспениться, а затем замерзнуть.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение извлечения металлов в штейн (ферросплав) за счет дополнительного восстановления их и улучшения разделения шлаковой и металлической фаз.

Предлагаемый способ отличается тем, что перед выпуском металлической фазы продуктов плавки расплав в шлаковом сифоне периодически обогревается электрической дугой. Дуга образуется на границе шлак – металлическая фаза, при этом происходит дополнительное восстановление металлов в металлической фазе за счет расхода графитовых электродов. Происходит также обеднение шлака за счет перемешивания расплава дугой и повышения температуры с последующим отстаиванием расплава перед сливом металлической фазы.

Пример. Перерабатывают окисленную никелевую руду, содержащую 1,07% Ni; 24% Fe; 48% SiO₂. В окислительную зону загружают 41,7 т/час руды с влажностью 10%; 12,8 т/час известняка; 7,4 т/час угля; 9740 нм³/час технического кислорода; 2300 нм³/час воздуха.

В восстановительную зону загружают 2 т/час угля; 1,3 т/час серного колчедана; 1500 нм³/час кислорода и 800 нм³/час воздуха в расплав и 760 нм³/час кислорода и 300 нм³/час воздуха на дожигание.

В шлаковый сифон перед сливом металлической фазы через графитовые электроды подают постоянный ток. Нагревают расплав в сифоне до температуры 1350-1500°С, после чего отключают напряжение на электродах. Металлическую фазу перед сливом отстаивают 10-15 минут.

Выход металлической фазы 2 т/час, что на 0,2 т/час выше, чем в известном способе.

Формула изобретения

Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо, включающий подачу в окислительную зону шихты, состоящей из исходного сырья, флюсов, жидкого или твердого перерабатываемого шлака, углеродсодержащего материала и кислорода в кислородсодержащем дутье в количествах, необходимых для полного сгорания углерода, расплавление шихты с образованием жидкого шлака, поступающего в восстановительную зону, в которую подают углеродсодержащий материал, кислород в кислородсодержащем дутье и дополнительные флюсы в количествах, необходимых для восстановления оксидов извлекаемых металлов в металлическую фазу и компенсации тепловых затрат, при поддержании расхода углеродсодержащего материала на тонну извлекаемого металла в окислительной и восстановительной зонах от 0,3 до 2,5 т, а кислорода в дутье в этих зонах от 0,7 до 3,0 нм³, и выпуск расплава продуктов плавки, отличающийся тем, что периодически перед выпуском металлической фазы продуктов плавки расплав в шлаковом сифоне обогревают электрической дугой на границе шлаковой и металлической фаз до температуры от 1350 до 1500°С, причем перед выпуском металлической фазы расплав в сифоне отстаивают от 10 до 15 мин при выключенном напряжении на электродах.