RU2042724C1 - Способ переработки материалов, содержащих цветные металлы и углерод - Google Patents
Способ переработки материалов, содержащих цветные металлы и углерод Download PDFInfo
- Publication number
- RU2042724C1 RU2042724C1 RU93021434A RU93021434A RU2042724C1 RU 2042724 C1 RU2042724 C1 RU 2042724C1 RU 93021434 A RU93021434 A RU 93021434A RU 93021434 A RU93021434 A RU 93021434A RU 2042724 C1 RU2042724 C1 RU 2042724C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon
- slag
- tuyeres
- furnace
- oxygen
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title abstract 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title abstract 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title abstract 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 32
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GUWKQWHKSFBVAC-UHFFFAOYSA-N [C].[Au] Chemical compound [C].[Au] GUWKQWHKSFBVAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N copper(II) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+2] OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical group [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Использование: касается шахтной плавки материалов, содержащих цветные металлы и углерод, в частности клинкера цинкового производства, углистых золотосодержащих концентратов. Суть: способ переработки материалов, содержащих цветные металлы и углерод, включает их плавку совместно с флюсами в шахтной печи с подачей кислородсодержащего дутья через два ряда фурм, причем дутье через нижний ряд фурм подают в шлаковоуглеродистую массу, при этом расход кислорода в дутье поддерживают 600-1200 м3/т углерода, содержащегося в перерабатываемом материале. Использование способа увеличивает производительность плавки. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, может быть использовано при шахтной плавке материалов, содержащих цветные металлы и углерод (клинкера цинкового производства, углистых золотосодержащих концентратов).
Известен способ переработки материала [1] включающий его загрузку вместе со шлакующими реагентами в верхнюю часть шахтной печи, при этом образуется столб шихты, заполняющий поперечное сечение печи. В нижней части печи металл перерабатывается на металлическую медь. При этом скорость поступления кислорода в плавильную зону и в зону переработки регулируется так, чтобы поддерживать скорость плавления концентрата пропорционально скорости превращения штейна в металлическую медь.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ переработки медных сульфидных руд [2] путем шахтной плавки с дутьем, обогащенных кислородом, с получением элементарной серы, штейна, отвального шлака, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса плавки и повышения степени сокращения, подачу дутья осуществляют непосредственно в расплавленный штейн во внутренний горн печи и в полость печи на высоте 400 мм от фурменного пояса.
Однако способ-прототип имеет следующие недостатки. При переработке по данному способу углеродсодержащих материалов ниже фурм, не погруженных в штейн, происходит накопление вязкой тугоплавкой шлаково-углеродистой массы, поступающей из зоны фокуса печи. В фокусе печи происходит опережающее, в сравнении с окислением мелкодисперсного углерода, плавление материала. Получаемый расплав заматывает неокисленные частицы углерода и перемещает их в подфурменную зону. Окисление углерода, содержащегося в данной шлако-углеродистой массе дутьем верхнего ряда фурм крайне затруднено. При плавке во внутреннем горне шахтной печи происходит отделение легкоплавкой составляющей штейна из шлако-углеродистой массы, с последующим перекрытием данной массой части верхних рядов фурм, приводящей к снижению производительности. При высоком содержании мелкодисперсного углерода в перерабатываемом материале возможен аварийный останов печи. Дутье, подаваемое через нижний ряд фурм в штейн, накапливаемый на подине, приводит к интенсивному выделению тепла, разрушению кладки внутреннего горна, не способствуя выгоранию мелкодисперсного углерода из промежуточной шлаково-углеродистой массы. В связи с вышеуказанными явлениями при переработке углеродсодержащих материалов по способу-прототипу производительность процесса низка и составляет по основному материалу (углисто-золотой концентрат или клинкер цинкового производства) от 14 до 26 т/м2*сут.
Целью настоящего изобретения является увеличение производительности плавки.
Указанная цель достигается тем, что подачу кислородсодержащего дутья через нижний ряд фурм осуществляют в шлаково-углеродистую массу, при подаче через нижний ряд фурм 600-1200 м3 кислорода в кислородсодержащем дутье на 1 тонну углерода, содержащегося в перерабатываемом материале.
При подаче кислородсодержащего дутья в шлаково-углеродистую массу происходит окисление мелкодисперсного углерода при одновременном повышении жидкотекучести шлака, что позволяет осуществить его выпуск через существующий узел выпуска массы, избегая накопления во внутреннем горне печи, перекрытия верхнего ряда фурм и, как следствие, снижение производительности печи.
При реализации предложенного способа в районе нижнего ряда фурм преимущественно протекает реакция окисления углерода:
2С+O2=2СО дНо + 221000 кДж/моль (1)
При подаче дутья в штейновую ванну основной является реакция окисления сернистого железа:
2FeS+3O2+SiO2=2FeO*SiO2+2SO2 дНо
1020200 кДж/моль (2)
На 1 моль O2 выделится тепла:
по реакции (1) 221000 кДж
по реакции (2) 340067 кДж
Таким образом при подаче кислородсодержащего дутья в шлаково-углеродистую массу выделяется тепла в 1,5 раза меньше, чем при подаче в штейн, что устраняет опасность разрушения кладки внутреннего горна шахтной печи.
2С+O2=2СО дНо + 221000 кДж/моль (1)
При подаче дутья в штейновую ванну основной является реакция окисления сернистого железа:
2FeS+3O2+SiO2=2FeO*SiO2+2SO2 дНо
1020200 кДж/моль (2)
На 1 моль O2 выделится тепла:
по реакции (1) 221000 кДж
по реакции (2) 340067 кДж
Таким образом при подаче кислородсодержащего дутья в шлаково-углеродистую массу выделяется тепла в 1,5 раза меньше, чем при подаче в штейн, что устраняет опасность разрушения кладки внутреннего горна шахтной печи.
Количество кислорода, подаваемое через нижний ряд фурм в шлакового-углеродистую массу, определяется количеством мелкодисперсного углерода в перерабатываемом материале. При подаче недостаточного количества кислорода выгорание мелкодисперсного углерода происходит не полностью, вязкость шлаково-углеродистой массы снижается недостаточно, производительность печи возрастает незначительно. При изгибе подаваемого кислорода происходит вспенивание шлаково-углеродистой массы с перекрытием верхнего ряда фурм, что приводит к аварийному останову печи.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемые технические решения отличаются тем, что подача кислородсодержащего дутья через нижний ряд фурм осуществляется в шлако-углеродистую массу.
Таким образом, заявляемые технические решения соответствуют критерию "новизна".
Сравнение заявляемых решений не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники признаки, отличающие заявляемые изобретения от прототипа не выявлены, поэтому они обеспечивают заявленному техническому решению соответствия критерию "существенные отличия".
Для определения оптимального способа дутья были проведены испытания на шахтной печи Нежданинского опытно-промышленного цеха (к-т Джугджурзолото, п/о Якутзолото), площадью пода 1м2, оборудованной двумя рядами фурм. В качестве кислородсодержащего агента использовали воздух с содержанием O2 20,8%
Подачу кислородсодержащего дутья в штейн и в шлаково-углеродистую массу осуществляли изменением высоты гидрозатвора, что вело к изменению высоты слоя штейна во внутреннем горне печи.
Подачу кислородсодержащего дутья в штейн и в шлаково-углеродистую массу осуществляли изменением высоты гидрозатвора, что вело к изменению высоты слоя штейна во внутреннем горне печи.
В печь загружали шихту из брикетов из золото-углистого концентрата (С 14% S 16% Fe 18% SiO2 31% As 8%), флюса, кокса.
Полученные данные приведены в таблице.
При подаче воздуха только в твердую шихту через верхний ряд фурм (п.1) во внутреннем горне печи происходило накопление шлаково-углеродистой массы, при невысокой (13 т/м2*сут.) производительности печи.
Плавка по способу-прототипу (п.2, 3) сопровождалась накоплением шлаково-углистой массы при одновременном перегреве нижнего, штейнового слоя расплава во внутреннем горне печи. Производительность печи также была низкой (18-21 т/м2*сут.).
Работа печи согласно заявляемому способу (п.4,5,6,7,8,9,10) протекали устойчиво при подаче в шлаково-углеродистую массу до 1200 м3кислорода в кислородсодержащем дутье на 1 т углерода, содержащегося в перерабатываемом материале.
При подаче более 1200 м3 кислорода (п.10, Vo2=1400 м3) происходило вспенивание шлаково-углеродистой массы с перекрытием верхнего ряда фурм, что привело к аварийному останову печи.
Максимальная производительность печи достигалась при следующих условиях:
подаче кислородсодержащего дутья в шлаково-углеродистую массу;
подаче через нижний ряд фурм 600-1200 м3, содержащегося в перерабатываемом материале.
подаче кислородсодержащего дутья в шлаково-углеродистую массу;
подаче через нижний ряд фурм 600-1200 м3, содержащегося в перерабатываемом материале.
Claims (1)
- СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И УГЛЕРОД, включающий плавку исходного материала совместно с флюсом в шахтной печи с подачей кислородсодержащего дутья через верхний и нижний ряды фурм с образованием шлака, штейна и шлакоуглеродистой массы, отличающийся тем, что плавку ведут при подаче кислородсодержащего дутья через нижний ряд фурм в шлакоуглеродистую массу при поддержании расхода кислорода в дутье 600-1200 м3 на 1 т углерода в исходном материале.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93021434A RU2042724C1 (ru) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | Способ переработки материалов, содержащих цветные металлы и углерод |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93021434A RU2042724C1 (ru) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | Способ переработки материалов, содержащих цветные металлы и углерод |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2042724C1 true RU2042724C1 (ru) | 1995-08-27 |
| RU93021434A RU93021434A (ru) | 1996-03-27 |
Family
ID=20140865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93021434A RU2042724C1 (ru) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | Способ переработки материалов, содержащих цветные металлы и углерод |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2042724C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2455375C1 (ru) * | 2011-01-13 | 2012-07-10 | Закрытое акционерное общество научно-производственное объединение "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ЗАО "НПО "ВУХИН") | Способ получения никелевого штейна |
-
1993
- 1993-04-23 RU RU93021434A patent/RU2042724C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Патент США N 3473918, кл. C 22B 15/00. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 159036, кл. C 22B 15/02, 1961. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2455375C1 (ru) * | 2011-01-13 | 2012-07-10 | Закрытое акционерное общество научно-производственное объединение "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ЗАО "НПО "ВУХИН") | Способ получения никелевого штейна |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1325519C (en) | Method for preparing ferrocarbon intermediate product for use in steel manufacture and furnace for realization thereof | |
| US4514223A (en) | Continuous direct process of lead smelting | |
| AU2007204927B2 (en) | Use of an induction furnace for the production of iron from ore | |
| US4006010A (en) | Production of blister copper directly from dead roasted-copper-iron concentrates using a shallow bed reactor | |
| JP2008255494A (ja) | 金属酸化物から金属を製造する直接製錬法 | |
| US4252560A (en) | Pyrometallurgical method for processing heavy nonferrous metal raw materials | |
| US4798532A (en) | Flash smelting furnace | |
| RU2591925C2 (ru) | Способ прямой плавки | |
| US4294433A (en) | Pyrometallurgical method and furnace for processing heavy nonferrous metal raw materials | |
| KR100322393B1 (ko) | 적어도부분적으로건식야금법에의해정련된니켈함유원료로부터의고등급니켈매트의제조방법 | |
| US7740681B2 (en) | Reductant addition in a channel induction furnace | |
| US6755890B1 (en) | Method for reducing non-ferrous metal content in slag in the production of non-ferrous metals occurring in suspension smelting furnace | |
| US3473918A (en) | Production of copper | |
| RU2194781C2 (ru) | Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо | |
| US7785389B2 (en) | Feed material composition and handling in a channel induction furnace | |
| ZA200506454B (en) | An improved smelting process for the production ofiron | |
| RU2042724C1 (ru) | Способ переработки материалов, содержащих цветные металлы и углерод | |
| US4515631A (en) | Method for producing blister copper | |
| RU2156808C1 (ru) | Шихта для выплавки литейного чугуна | |
| CA2928766C (en) | Smelting apparatus and method of using the same | |
| RU2213788C2 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электропечи | |
| RU2055922C1 (ru) | Способ переработки сульфидного сурьмяного сырья, содержащего благородные металлы | |
| US4300949A (en) | Method for treating sulfide raw materials | |
| JP2747524B2 (ja) | プラズマ燃焼式キュポラ内の原料の脱硫方法 | |
| US4131451A (en) | Method for removing zinc from zinc-containing slags |