RU2003699C1 - Способ извлечени металлов из оксидного расплава - Google Patents

Description

ведущего элемента в обрабатываемом шлаковом расплаве и, соответственно, к снижению степени извлечени  элемента. При температуре плазменной струи более 2900°С остаточное содержание оксида ведущего элемента в шлаковом расплаве остаетс  на том же уровне при значительном снижении КПД плазменной печи.

Результаты экспериментальной проверки вли ни  температуры плазменной струи на основные показатели предлагаемого способа приведены в табл.2.

Из приведенных в табл.2 данных следует , что температурный уровень плазменной струи 1800-2900°С  вл етс  оптимальным, так как обеспечивает достижение наиболее высоких показателей процесса по извлечению ванади  из шлакового расплава и КПД плазменной печи.

Ниже приведены примеры конкретного технического осуществлени  предлагаемого способа извлечени  металлов из оксидного шлакового расплава, содерх ащего, %: Y205 16,2; МпО 7,8; FeO 39,5 TI02 4,9; Сг20з 2,1; MgO 3,8; CaO 3,1; Si02 21,9.

На чертеже приведена схема стендовой плазменной установки.

На схеме показаны: 1 - корпус печи, 2 - футеровка, 3 - шлакова  летка, 4 - ванна шлакометаллического расплава, 5 - стру  плазменных газов, 6 - загрузочный люк кусковых материалов, 7 - узел ввода дисперсной шихты, 8 - плазмотрон, 9 - летка дл  выпуска металла.

В тигель лечи через люк 6 загружали ванадийсодержащий шлак приведенного выше химического состава о количестве 100 кг. Включали дуговой плазмотрон на азоте при мощности 300 кВт и через 20 мин получали ванну оксидного ванадийсодержаще- го шлакового расплава. Затем постепенно прекращали подачу азота, вводили в дуговой канал плазмотрона 8 природный газ и кислород, а через узел 7, с использованием природного газа в качестве транспортирующего , равномерно и непрерывно вводили смесь извести и коксика крупностью менее 1 мм в количестве 56-64 кг при массовом отношении извести к коксу соответственно 5:2-3:1. При меньшем значении отношени  (СаО:С) получали расплав-восстановитель с содержанием 75% СаС2, при большем - с содержанием 62% СаС2. При этом температуру плазменной струи поддерживали на уровне 1800-2800°С. Одновременно производили перемешивание жидкой ванны азотом . Обработку оксидного шлакового расплава жидким техническим карбидом кальци  производили в течение 15 мин. После обработки оксидного расплава получали

60-74 кг отвального шлака, содержащего, %: YaOs0,05-0,39; FeO 0,21-1.50; МпО 0,25-0,75; ТЮа 0,20-0,85; Сг20з 0,09-0,27; СаО 57,8- 66,2; SI02 22.4-30,0; MgO 3,9-5,5; СаС2 1,18- 5 2,05 и 50-55 кг сплава, содержащего в среднем, %: Y 17,4; Мп 11,1; Si 3,9: С 1,4; Сг 2,6; TI 5,1; Fe остальное. Кратность отвального шлака находилась в пределах 1,1-1,4. После выдержки в течение 10-15 мин произ0 водили выпуск продуктов плавки: шлака через летку 3 и сплава через летку 9.

По сравнению с известным способом предлагаемый способ обеспечивает более глубокую степень извлечени  металлов из

5 оксидного шлакового расплава. В частности , остальное содержание железа в отвальном шлаке предлагаемого способа составл ет 0,2 -1,2% против 3-5% в известном способе.

0 Основные результаты стендовых испытаний предлагаемого способа приведены в табл.3.

Из приведенных в табл.3 данных видно, что за вленные параметры предлагаемого

5 способа (62-75% СэС2 в получаемом с помощью плазменной струи расплаве-восстановителе при ее температуре 1800-2900°С) создают оптимальные услови  дл  глубокого извлечени  металлов оксидного распла0 ва: Y, Fe, Мп, П, Сг и частично Si.

В табл.4 приведены сопоставительные данные предлагаемого и известного (базового ) способов извлечени  металлов из оксидного шлакового расплава.

5 Из приведенных в табл.4 данных следует , что предлагаемый способ по сравнению с базовой технологией обеспечивает более глубокое извлечение металлов из оксидного расплава, меньшую кратность шлака и бо0 лее высокое содержание ведущего элемента (ванади ) в сплаве.

Существенным преимуществом предлагаемого способа  вл етс  и то, что он обеспечивает более высокое содержание в

5 сплаве марганца, а 3,9% кремни  в сплаве получено без использовани  ферросилици . Ниже приведен расчет ожидаемой технико-экономической эффективности предлагаемого способа по сравнению с базовой

0 технологией получени  ванадиевых сплавов , разработанной на .

Предлагаемый способ обеспечивает увеличение степени извлечени  ванади  на 5,5%, т.е. при переработке 1 т коннертерно5 го ванадиевого шлака НТМК будет дополнительно получено:

1000-16-5,5

0,56 4,93 кг ванади 

100-100 или (4,93:525) 1000 9,39 кг на 1 т сплава,

где 16 - содержание YaOs в конвертерном ванадиевом шлаке НТМК,%;

5,5 - увеличение степени извлечени  ванади , %;

0,56 - коэффициент пересчета Y20s на Y:

525 - выход сплава из 1000 кг конвертерного ванадиевого шлака, кг.

Кроме этого, достигаетс  экономи  ферросилици  в количестве 0,6 т на 1 т сплава.

При использовании дл  реализации предлагаемого способа плазменной печи посто нного тока ДСПТ 6 и 2 номинальной мощностью 7,5 МВт и потребл емой -А МВт годовой объем производства ванадиевых сплавов составит около 4000 т.

При практически одинаковых энергетических затратах на процесс в дуговой электропечи и плазменной печи ожидаемый экономический эффект составит:

Э (10-9,39 + 350 -0.6)- 4000 1215600

РУб, где 10 - стоимость 1 кг ванади , руб;

350 - стоимость 1 т ферросилици , руб.

(56) 1. Отчет по научно-исследовательской работе. Исследование и разработка процесса удалени  цинка и свинца из шламов металлургического производства с

использованием плазменной печи. НПО Ту- лачермет, Гинцветмет, ИМЕТ им.Байкоаа,

1988,инв. № ВНТИЦ 02.89.005262, с.26,29.

2.Фролов В.А., Шабалина Р.И. и Цветков Ю.В. и др. Исследование процессов высокотемпературнойпереработки

цинксодержащих конвертерных и доменных шлаков. Извести  АН СССР. Металлы,

1989,№ 3, с.24-29.

3.Рысс М.А. Производство ферроспла- BOB. М.: Металлурги , 1985, с.ЗОЗ.

Таблица 1

Примечани  к табл.1 и 2:

1.Содержание YaOs в исходном шлаковом расплаве 16,2%.

2.Содержание СаС2 в техническом карбиде кальци  при проведении экспериментов при различных температурах плазменной струи - 68,5%.

Таблица 2

2003699

10 Таблица 3

Продолжение табл. 3

Продолжение табл. 3

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ ОКСИДНОГО РАСПЛАВА, включающий обработку расплава плазменной струей и углеродсодержащим восстановителем, выдержку и выпуск продуктов плавки, отличающийс  тем, что, с целью увеличени 

   СЦ. Ы

   Таблица А

   степени извлечени  металлов, в плазменную струю дополнительно ввод т кальций- содержащий материал в массовом отношении к углеродсодержэщему восстановителю 2,5 - 3,0 и поддерживают температуру плазменной струи в интервале 1800 - 2900 С.