СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ, СОДЕРЖАЩЕГО ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И ЖЕЛЕЗО
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ, СОДЕРЖАЩЕГО ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И ЖЕЛЕЗО (Основной текст) 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 и др. 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 Ns 2194781 , опубл.20.12.2002, бюл. >35). Способ включает подачу в окисленную зону двухзонной печи в шлаковый
расплав шихты, углеродсодержащего материала и кислорода в кислородосодержащем дутье в количествах, необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла, расплавление шихты сообразованием жидкого шлака, поступающего в восстановительную зону, в которую подают углеродосодержащий материал, кислородосодержащее 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. Недостатком данного известного способа является: - образование гетерогенного промежуточного слоя на границе шлаковой и металлической ванн при снижении температуры в подфурменной зоне, что затрудняет разделение шлака и металлов; - 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. Также известен способ (патент РФ на изобретение N° 2324751, опубл.20.1 1.2007, бюл. 4 от 20.05.2008 и патент РК на изобретение jVs 21937, опубл.15.12.2009, бюл.]Ч°12), в котором 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% Si02. В окисленную зону загружают 41 ,7 т/час руды с влажностью 10%; 12,8 т/час известняка; 7,4 т/час угля; 9740 нм /час технического
кислорода; 2300 нм /час воздуха. В восстановительную зону загружают 2т/час угля; 1,3 т/час серного 3 3 3 колчедана; 1500 нм /час кислорода и 800 нм /час воздуха в расплав и 760 нм /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. Оба способа требуют отдельного расхода топлива и других затрат на рудоподготовку (сушку и прокалку зачастую влажного исходного сырья). Кроме того двухзонная печь из-за перепада температур в разных зонах требует большего расхода тепла по сравнению с предлагаемым способом. Это делает эти два способа - аналога менее эффективными и существенно более затратными по сравнению с предлагаемым способом Sadmelt. Предлагаемый способ Sadmelt от двух приведенных аналогов, а также от патента РК на изобретение N° 24888, опубл.15.1 1.201 1 , 6ΚΧΙΊ.Ν_>1 1 отличается тем, что состоит в комбинации из нескольких процессов (см. рис.): сушка и прокалка до 800-1000°С влажной руды отходящими газами печи; затем подача в шлаковый расплав окислительно-плавильной зоны однозонной печи шихты, состоящей из прокаленной руды, флюсов, жидкого или твердого перерабатываемого шлака, углеродосодержащего материала и кислорода в кислородосодержащем дутье в количествах, необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла; далее ведут расплавление шихты в окислительно-плавильной зоне с образованием жидкого шлака, поступающего в отдельно стоящий агрегат - электропечь постоянного тока. В этот агрегат, работающий за счет энергии постоянного тока, подают углеродсодержащий материал, дополнительные флюсы в количествах, необходимых для восстановления оксидов извлекаемых металлов в металлическую фазу и компенсации тепловых затрат. При этом поддерживают отношение удельного расхода электроэнергии на тонну извлекаемого металла в пределах 0,17-0,20, а удельный расход кислорода в пределах 0,07-0,08, расход угля - 0,08-0,09. Способ позволяет снизить влагу (как физическую, так и
кристаллическую), за счет этого увеличить содержание ценных компонентов (основных металлов) на 0,2% и более, снизить себестоимость 1 т никеля в готовой продукции на 50% и более по сравнению с указанными вариантами - аналогами. Предлагаемый способ запланирован при проектировании и строительстве заводов цветных металлов и железа как для этапов модернизации производства с целью увеличения содержания основных металлов в товарной продукции, так и для нового строительства заводов с изначально лучшими параметрами. Пример параметров предлагаемого способа Sadmelt: Для окисленной руды, содержащей 0,5-0,7% никеля, не менее 0,05% кобальта и выше 20% железа, при использовании в однозонной печи с площадью окислительной зоны 7,2 м , без использования природного газа часовые показатели плавки в однозонной печи следующие: влажная руда 44,2 т, прокаленная руда 28,9 т, горячий известняк 9,2 т (руда и известняк подаются из системы кальцинации), уголь 1 1 ,5 т (вдувается в расплав), технологический кислород 6,2 тыс.мЗ, воздух в кислородно-воздушной смеси 1 ,4 тыс.мЗ, воздух на дожигание в отходящих газах 11 ,9 тыс.мЗ, штейн 1,5 т, отвальный шлак 33,9 т, отходящие газы 36,8 тыс.мЗ; сера в электропечи постоянного тока 0,7т. (56) Список документов, использованных при поиске: SU 252616, 17.03.1970; SU 377368, 21.06.1973; US 4139371 А, 13.02.1979; US 4252560 А, 24.02.1981; GB 2161835 А, 22.01.1986; Ванюков А.В. и др. Плавка в жидкой ванне. М.: Металлургия, 1988, с.166-173; ЕР 0276032 А1, 27.07.1988; RU 2130975 С1, 27.05.1999; SU 1292343 А1, 10.06.1999; WO 01/68927 А1, 20.09.2001; RU 2194781 С2, 20.12.2002; RU 2324751 С2, 20.11.2007; KZ 21937 А4, 15.12.2009, Z 24888 А4, 15.11.2011.
Изобретение относится к металлургической промышленности, преимущественно к металлургии никеля и кобальта, и касается переработки окисленного металлсодержащего природного сырья и техногенных материалов. Способ включает подачу в окислительную зону печи шихты, состоящей из исходной руды, флюсов, жидкого или твердого перерабатываемого шлака, углеродсодержащего материала и кислорода в кислородсодержащем дутье в количествах, необходимых для полного сгорания углерода. До подачи в печь осуществляют сушку и прокалку влажной руды отходящими газами печи. Шихту расплавляют в окислительно-плавильной зоне однозонной печи с образованием жидкого шлака. Жидкий шлак выпускают в электропечь, в которой осуществляют восстановление оксидов в металлическую фазу при подаче углеродсодержащего материала. Изобретение направлено на повышение извлечения металлов в штейн или ферросплав за счет дополнительного восстановления при меньшем расходе тепла. Формула изобретения Способ по переработке сырья, содержащего цветные металлы и железо, в к л ю ч а ю щ и й подачу в окисленную зону шихты, состоящей их исходного сырья, флюсов, жидкого или твердого перерабатываемого шлака, углеродосодержащего материала и кислорода в кислородосодержащем дутье в количествах, необходимых для полного сгорания углерода, расплавление шихты с образованием жидкого шлака, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что состоит в комбинации из нескольких процессов: сушка и прокалка до 800-1000°С влажной руды отходящими газами печи; затем подача в шлаковый расплав окислительно-плавильной зоны однозонной печи шихты, состоящей из прокаленной руды, флюсов, жидкого или твердого перерабатываемого шлака, углеродосодержащего материала и кислорода в кислородосодержащем дутье в количествах, необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла; далее ведут расплавление шихты в окислительно-плавильной зоне с образованием жидкого шлака, поступающего в отдельно стоящий агрегат - электропечь постоянного тока; в этот агрегат, работающий за счет энергии постоянного тока, подают углеродсодержащий материал, дополнительные флюсы в количествах, необходимых для восстановления оксидов извлекаемых металлов в металлическую фазу и компенсации тепловых затрат; при этом поддерживают отношение удельного расхода электроэнергии на тонну извлекаемого металла в пределах 0,17-0,20, а удельный расход кислорода в пределах 0,07-0,08, расход угля - 0,08-0,09.