[go: up one dir, main page]

RU2278175C2 - Method for recovery of metal compounds from thermal reprocessing of metal-containing raw materials - Google Patents

Method for recovery of metal compounds from thermal reprocessing of metal-containing raw materials Download PDF

Info

Publication number
RU2278175C2
RU2278175C2 RU2004123873A RU2004123873A RU2278175C2 RU 2278175 C2 RU2278175 C2 RU 2278175C2 RU 2004123873 A RU2004123873 A RU 2004123873A RU 2004123873 A RU2004123873 A RU 2004123873A RU 2278175 C2 RU2278175 C2 RU 2278175C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal
charge
reactor
zone
compounds
Prior art date
Application number
RU2004123873A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004123873A (en
Inventor
Георгий Борисович Манелис (RU)
Георгий Борисович Манелис
Юрий Сергеевич Карабасов (RU)
Юрий Сергеевич Карабасов
Александр Сергеевич Медведев (RU)
Александр Сергеевич Медведев
Давид Борисович Лемперт (RU)
Давид Борисович Лемперт
Александр Самуилович Розенберг (RU)
Александр Самуилович Розенберг
Евгений Викторович Полианчик (RU)
Евгений Викторович Полианчик
н Левон Амазаспович Григор (RU)
Левон Амазаспович Григорян
Original Assignee
Институт Проблем Химической Физики Российской Академии Наук (Ипхф Ран)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Проблем Химической Физики Российской Академии Наук (Ипхф Ран) filed Critical Институт Проблем Химической Физики Российской Академии Наук (Ипхф Ран)
Priority to RU2004123873A priority Critical patent/RU2278175C2/en
Publication of RU2004123873A publication Critical patent/RU2004123873A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2278175C2 publication Critical patent/RU2278175C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy, in particular reprocessing of natural and technical raw materials, as well as hydrocarbon metal-containing composites such as skin, rubber, etc.
SUBSTANCE: claimed method includes metal recovery into volatile compounds under thermal treatment in superadiabatic seepage burning regime under high temperature in narrow reaction zone. Batch which represents mechanical mixture of solid components including metal-containing raw materials, solid fuel and inert incombustible filler is fed into reactor, wherein batch is heated in countercurrent of gaseous oxidant (e.g., air) through feeding material. Heating is carried out in seepage burning regime, and charged batch is sequentially passed though heating zone, volatile compound sublimation zone, burning (oxidizing) zone and volatile compound condensation zone, Mass ratio of gaseous oxidative agent consumption to fen in reactor batch solid fuel consumption, as well as flow rate of gaseous oxidative agent are controlled in such a manner that maximum temperature in burning zone achieves desired value, namely 850-1500°C. Method of present invention makes it possible to recover such metals as molybdenum, tungsten, zinc and/or compounds thereof from various technical raw materials and low-grade ores.
EFFECT: method of high yield and decreased energy consumption.
5 cl, 1 tbl, 12 ex

Description

Изобретение относится к способу переработки руд, концентратов, отвальных кеков металлургической переработки природного и техногенного сырья, а также углеводородных металлсодержащих композитов (например, кожи, резины и т. п.) путем извлечения металлов в летучие соединения при термической обработке. Сущность изобретения: шихту, представляющую собой механическую смесь твердых компонентов, в том числе: металлсодержащего сырья, твердого горючего и инертного негорящего наполнителя, загружают в реактор, в котором в противотоке газообразного окислителя, например воздуха, сквозь материал загрузки организован нагрев шихты в режиме фильтрационного горения с последовательным пребыванием загруженной шихты в зонах нагревания, возгонки летучих соединений, горения (окисления) и конденсации летучих. Массовое отношение расхода газообразного окислителя к расходу твердого горючего шихты, загружаемой в реактор, и скорость потока газообразного окислителя регулируются таким образом, чтобы максимальная температура в зоне горения достигала предписанного значения, находящегося в пределах 850-1500°С.The invention relates to a method for processing ores, concentrates, dump cakes of metallurgical processing of natural and technogenic raw materials, as well as hydrocarbon metal-containing composites (e.g., leather, rubber, etc.) by extracting metals into volatile compounds during heat treatment. The inventive charge, which is a mechanical mixture of solid components, including: metal-containing raw materials, solid fuel and an inert non-combustible filler, is loaded into a reactor in which the charge is heated through a charge material in a counter-flow combustion mode in the filtration combustion mode with the consecutive stay of the loaded charge in the zones of heating, sublimation of volatile compounds, combustion (oxidation) and condensation of volatile. The mass ratio of the flow rate of the gaseous oxidizer to the flow rate of the solid combustible charge loaded into the reactor and the flow rate of the gaseous oxidizer are controlled so that the maximum temperature in the combustion zone reaches a prescribed value in the range of 850-1500 ° C.

Извлечение металлов (в особенности редких металлов) и их соединений из металлсодержащего сырья путем их окислительной переработки является широко распространенным способом, но представляет собой достаточно сложный, многостадийный процесс (см. патенты US 6149883, US 2003086864). Сложность в известных технологических способах извлечения целевых продуктов возгонкой, в частности окислительный обжиг в печах, заключается (см. патенты US 4523948, RU 2106420, RU 2191840) в необходимости создания достаточно жестких температурных режимов, предотвращения спекания шихты. С другой стороны, для этих способов характерна неполнота извлечения целевого продукта и необходимость его доизвлечения, чаще всего гидрометаллургическими способами (см. патент US 4551312). Кроме того, эти технологические способы связаны с большими энергетическими затратами (например, обжиговые печи, электропечи).The extraction of metals (especially rare metals) and their compounds from metal-containing raw materials by their oxidative processing is a widespread method, but it is a rather complex, multi-stage process (see patents US 6149883, US 2003086864). The difficulty in the known technological methods of extracting the target products by sublimation, in particular, oxidative firing in furnaces, lies (see US Pat. On the other hand, these methods are characterized by incomplete extraction of the target product and the need for its additional recovery, most often by hydrometallurgical methods (see US Pat. No. 4,551,312). In addition, these technological methods are associated with high energy costs (for example, kilns, electric furnaces).

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ переработки бытовых отходов, описанный в патенте RU 2079051 (БИ №13, 1997), согласно которому шихту, включающую твердые бытовые отходы, содержащую горючие компоненты, в смеси с твердым негорючим материалом, пиролизуют в реакторе с последующим горением (газификацией углеродистых остатков пиролиза шихты) в режиме противотока газообразного окислителя. При этом температуру в зоне горения поддерживают в пределах 700-1400°С, а неконденсирующиеся на выходе из реактора газы, имеющие высокую теплотворную способность, используются как топливо.Closest to the claimed technical solution is the method of processing household waste, described in patent RU 2079051 (BI No. 13, 1997), according to which the mixture, including solid household waste containing combustible components, mixed with solid non-combustible material, is pyrolyzed in a reactor followed by combustion (gasification of carbon residues of pyrolysis of the charge) in a countercurrent mode of a gaseous oxidizer. In this case, the temperature in the combustion zone is maintained within 700-1400 ° C, and non-condensing gases at the outlet of the reactor having high calorific value are used as fuel.

Техническим результатом изобретения является увеличение степени извлечения целевого продукта в процессе переработки металлсодержащей шихты с высокой энергетической эффективностью и без использования внешних источников тепла.The technical result of the invention is to increase the degree of extraction of the target product in the process of processing a metal-containing mixture with high energy efficiency and without the use of external heat sources.

Технический результат достигается способом извлечения соединений металлов из твердого металлсодержащего сырья, включающим получение шихты, содержащей твердый горючий компонент и проницаемой для газообразного окислителя, нагрев шихты до температуры окисления, подачу газообразного окислителя, проведение процесса горения, возгонку легколетучих металлсодержащих компонентов, последующую конденсацию возгона и извлечение целевого продукта, согласно изобретению долю твердого горючего компонента в шихте поддерживают в пределах от 3 до 15 мас.%, процесс проводят в режиме фильтрационного горения путем продувки газообразного окислителя через слой шихты, прошедшей высокотемпературную обработку, и выведения из реактора газообразных продуктов горения через слой загруженной в реактор свежей шихты.The technical result is achieved by a method of extracting metal compounds from solid metal-containing raw materials, including obtaining a mixture containing a solid combustible component and permeable to a gaseous oxidizing agent, heating the mixture to an oxidation temperature, supplying a gaseous oxidizing agent, conducting a combustion process, sublimating volatile metal-containing components, subsequent condensation of the sublimate, and recovering the target product, according to the invention, the proportion of solid combustible component in the charge is maintained in the range from 3 to 15 ac.%, the filtration process is carried out in the combustion regime by blowing oxidizing gas through the bed of charge held high temperature processing, and removal from the reactor of the combustion gases through the bed loaded in the reactor of fresh charge.

В общем случае термическая обработка шихты организована таким образом, что по мере протекания газа сквозь загруженную массу шихты последовательно в направлении газового потока окислителя сквозь материал загрузки осуществляются следующие основные процессы, связанные с формированием следующих зон: нагревания, испарения летучих металлсодержащих соединений, содержащихся в исходной шихте, горения (окисления), конденсации металлсодержащих соединений за зоной горения и охлаждения. Зона испарения может быть шире зоны горения, так как в процессе горения могут одновременно происходить и испарение летучих металлсодержащих соединений как из исходной шихты, так и из продуктов горения. Эти зоны продвигаются в ходе процесса через слой шихты в направлении потока газа вплоть до выхода из массы шихты и конденсации целевого продукта вне массы шихты.In the general case, the heat treatment of the charge is organized in such a way that, as the gas flows through the charged charge mass, the following main processes are carried out sequentially in the direction of the oxidizer gas flow through the charge material, which are associated with the formation of the following zones: heating, evaporation of volatile metal-containing compounds contained in the initial charge , combustion (oxidation), condensation of metal-containing compounds behind the combustion and cooling zone. The evaporation zone can be wider than the combustion zone, since in the process of combustion evaporation of volatile metal-containing compounds both from the initial charge and from the combustion products can occur simultaneously. These zones advance during the process through the charge layer in the direction of gas flow until the charge leaves the mass and the target product condenses outside the charge mass.

Приводимая здесь классификация зон достаточно условна. Эти зоны можно было бы определить иначе, например, исходя из температуры в шихте, из состава реагентов и т.п. Однако при любом выборе обозначений благодаря противоточному перемещению газового потока и загрузки шихты, сохраняется общая черта, заключающаяся в том, что газообразный окислитель предварительно нагревается за счет теплообмена с твердым остатком горения, а затем горячие газообразные продукты горения отдают свое тепло непрореагировавшей шихте.The classification of zones given here is rather arbitrary. These zones could be defined differently, for example, based on the temperature in the mixture, from the composition of the reagents, etc. However, with any choice of designations, due to the countercurrent movement of the gas flow and charge loading, the common feature is that the gaseous oxidizer is preheated by heat exchange with a solid combustion residue, and then the hot gaseous combustion products give their heat to the unreacted charge.

В качестве газообразного окислителя используется кислород, воздух и их смеси с кислородом, дымовые кислородсодержащие газы (преимущественно в смеси с воздухом). При этом массовая доля газообразного окислителя "aox", массовая доля негорючего материала шихты "вu/f" и массовая доля горючего материала шихты "сf" выбираются таким образом, чтобы выполнялось соотношение 0,2≤aoxвu/f/cf≤4,4.As a gaseous oxidizing agent, oxygen, air and their mixtures with oxygen, flue oxygen-containing gases (mainly mixed with air) are used. In this case, the mass fraction of the gaseous oxidizer “a ox ”, the mass fraction of the non-combustible charge material “in u / f ” and the mass fraction of the combustible material of the charge “with f ” are selected so that the ratio 0.2≤a ox in u / f / c f ≤4.4.

В ряде случаев для улучшения условий извлечения из шихты некоторых металлосодержащих продуктов, например, снижения температур возгонки, целесообразнее их извлекать в виде гидроксидов, в частности вольфрама в виде его гидроксида (за счет реакции паров воды с оксидом вольфрама), и вводить в состав газообразного кислородсодержащего окислителя, подаваемого в реактор при температуре около 100°С, воду. Количество воды выбирают таким образом, чтобы выполнялось соотношение 0,016≤aH2O(1-cM)/cM≤7,5, где аH2O - массовая доля паров воды в газообразном окислителе, сM - массовая доля извлекаемого целевого металлосодержащего продукта шихты.In some cases, in order to improve the conditions for extracting some metal-containing products from the charge, for example, to lower the sublimation temperatures, it is more expedient to extract them in the form of hydroxides, in particular tungsten in the form of its hydroxide (due to the reaction of water vapor with tungsten oxide), and to introduce oxygen-containing gas into the composition oxidizing agent supplied to the reactor at a temperature of about 100 ° C, water. The amount of water is chosen so that the ratio of 0.016≤a H2O (1-c M ) / c M ≤7.5 is fulfilled, where a and H2O are the mass fraction of water vapor in the gaseous oxidizer, and M is the mass fraction of the target metal product to be recovered.

С целью улучшения протекания газообразного окислителя через слой шихты порошкообразное дисперсное сырье перед формированием шихты предварительно гранулируется с неорганическим связующим (например, бентонитовой глиной) с последующим нагреванием при температурах 100-300°С. В тех случаях, когда металлсодержащее сырье содержит само по себе достаточно большое по сравнению с целевым компонентом количество твердого инертного негорючего материала с достаточно большими размерами частиц, сырье можно перерабатывать без предварительной подготовки.In order to improve the flow of gaseous oxidizing agent through the charge layer, the powdered dispersed raw material is granulated before formation of the charge with an inorganic binder (for example, bentonite clay), followed by heating at temperatures of 100-300 ° С. In cases where the metal-containing raw material itself contains a sufficiently large amount of solid inert non-combustible material with sufficiently large particle sizes compared to the target component, the raw material can be processed without prior preparation.

В качестве дополнительного компонента к металлсодержащему сырью, содержащему частицы малых размеров, в шихту вводится инертный твердый негорючий материал, представляющий собой огнеупорные частицы (например, кирпич, шамот и т.п.), состав которых не меняется в ходе горения. Это позволяет в процессе переработки обеспечить регулировку максимальной температуры в реакторе и достаточную газопроницаемость загруженной в реактор массы, предотвращая спекание перерабатываемой шихты.As an additional component to metal-containing raw materials containing small particles, an inert solid non-combustible material is introduced into the charge, which is refractory particles (for example, brick, fireclay, etc.), the composition of which does not change during combustion. This allows the process of processing to ensure adjustment of the maximum temperature in the reactor and sufficient gas permeability of the mass loaded into the reactor, preventing sintering of the processed charge.

При формировании шихты для организации и поддержания процесса горения в качестве добавки используется твердое топливо в количестве, соответствующем содержанию твердого горючего компонента 3-15 мас.% в массе загружаемой в реактор шихты. В качестве таких добавок могут быть использованы любые органические материалы, содержащие углерод, например угольная или торфяная крошка, древесные отходы и т.п.In the formation of the charge for the organization and maintenance of the combustion process, solid fuel is used as an additive in an amount corresponding to the content of the solid fuel component of 3-15 wt.% In the mass of the charge loaded into the reactor. As such additives can be used any organic materials containing carbon, for example coal or peat chips, wood waste, etc.

В ряде случаев, когда металлсодержащее сырье является горючим, в качестве твердого горючего используется само металлсодержащее сырье, способное к самоподдерживающемуся горению в потоке газообразного окислителя, например, молибденитовые концентраты (содержащие горючий сульфид молибдена), углеводородные отходы кожевенных производств и др.In some cases, when the metal-containing raw material is combustible, the metal-containing raw material itself is used as solid fuel, capable of self-sustaining combustion in a gaseous oxidizing stream, for example, molybdenite concentrates (containing combustible molybdenum sulfide), hydrocarbon wastes from tanning industries, etc.

Массовое отношение расхода газообразного кислородсодержащего окислителя к расходу твердого горючего компонента шихты, загружаемой в реактор, и массовое отношение доли твердого горючего компонента к твердому остатку горения (золы), которое зависит от конкретного состава шихты, регулируются таким образом, чтобы максимальная температура в зоне горения составляла 600-1300°С, а температуры конденсирующегося металлсодержащего продукта на выходе из массы прореагировавшей шихты были достаточными для ее наиболее полной конденсации.The mass ratio of the flow rate of the gaseous oxygen-containing oxidizing agent to the flow rate of the solid combustible component of the charge loaded into the reactor, and the mass ratio of the fraction of the solid combustible component to the solid combustion residue (ash), which depends on the specific composition of the charge, are controlled so that the maximum temperature in the combustion zone is 600-1300 ° C, and the temperatures of the condensing metal-containing product at the outlet of the mass of the reacted charge were sufficient for its most complete condensation.

Инициирование процесса горения перерабатываемой шихты в реакторе осуществляется путем воспламенения ограниченной части объема реактора (например, в его нижней части со стороны вдуваемого окислителя), в частности, посредством поджигания запала, например, смеси угольной крошки и древесных опилок. Воспламенение может быть осуществлено, например, путем подачи в реактор предварительно подогретого от внешнего источника потока газообразного кислородсодержащего окислителя не менее чем до 500°С. Подачу прогретого окислителя ведут в течение промежутка времени, достаточного для формирования зоны горения, которая образуется со стороны подачи газообразного окислителя, после чего подогрев может быть отключен и термическая обработка шихты осуществляется за счет самоорганизации процесса горения.The combustion process of the processed charge in the reactor is initiated by igniting a limited part of the reactor volume (for example, in its lower part from the side of the blown oxidizer), in particular, by igniting a fuse, for example, a mixture of coal chips and sawdust. Ignition can be carried out, for example, by supplying to the reactor a stream of a gaseous oxygen-containing oxidizing agent preheated from an external source to at least 500 ° C. The heated oxidizer is supplied for a period of time sufficient to form a combustion zone, which is formed on the supply side of the gaseous oxidizer, after which the heating can be turned off and the heat treatment of the mixture is carried out due to self-organization of the combustion process.

Процесс горения протекает стабильно без использования внешних источников тепла при условии, что отношение массы сгорающего в зоне горения твердого горючего компонента шихты к массе твердых продуктов, в зависимости от конкретного состава шихты, не ниже 0,02-0,04. В случае, когда это отношение ниже, после инициирования температура в зоне горения падает, и процесс затухает. Увеличение упомянутого отношения до определенного предела, зависящего от конкретного состава шихты, приводит к повышению максимальной температуры в зоне горения, но выше этого предела максимальная температура начинает уменьшаться, несмотря на увеличение массы твердого горючего компонента, что связано со снижением количества тепла, накапливаемого твердыми продуктами в зоне горения, за счет теплообмена с газовым потоком.The combustion process proceeds stably without the use of external heat sources, provided that the ratio of the mass of the solid combustible component of the charge burning in the combustion zone to the mass of solid products, depending on the specific composition of the charge, is not lower than 0.02-0.04. In the case when this ratio is lower, after initiation, the temperature in the combustion zone drops, and the process decays. An increase in the mentioned ratio to a certain limit, depending on the specific composition of the charge, leads to an increase in the maximum temperature in the combustion zone, but above this limit, the maximum temperature begins to decrease, despite an increase in the mass of the solid combustible component, which is associated with a decrease in the amount of heat accumulated by solid products in combustion zone due to heat exchange with a gas stream.

Теплообмен материала шихты с газовым потоком позволяет предварительно прогревать несгоревшую часть шихты и, таким образом, повышать ее температуру по сравнению с разогревом, достижимым за счет сгорания твердого горючего. Зона возгонки летучих металлсодержащих соединений может формироваться раньше формирования зоны горения.The heat transfer of the charge material with the gas stream allows you to preheat the unburned part of the charge and, thus, increase its temperature compared to heating, achievable by burning solid fuel. The sublimation zone of volatile metal-containing compounds can form before the formation of the combustion zone.

В ходе горения в слое шихты, противоположном месту подачи газообразного окислителя, происходит обогащение ее целевым продуктом. При этом в целом содержание целевого продукта в шихте после сгорания ниже его исходного содержания, что свидетельствует о выносе целевого продукта из зоны шихты в возгон. Отбор целевого продукта производится на выходе из слоя шихты противоположном месту подачи газообразного окислителя. Отбирается часть шихты, обогащенная целевым продуктом, с отношением "den" содержания обогащенного целевого продукта к содержанию исходного извлекаемого целевого продукта в шихте den≥1,05 или/и отбирается целевой продукт конденсации газа на выходе за слоем шихты противоположном месту подачи газообразного окислителя. Возможно также выделение целевого продукта (возгона соединений металлов) из потока газа, где соединения металлов присутствуют в виде паров или пылевых частиц. Соединения металлов могут быть выделены из газа в известных устройствах, например, в барботажном скруббере или электрофильтре.During combustion, in the charge layer opposite to the feed place of the gaseous oxidizer, its enrichment with the target product occurs. Moreover, in general, the content of the target product in the charge after combustion is lower than its initial content, which indicates the removal of the target product from the charge zone to sublimation. The selection of the target product is carried out at the outlet of the charge layer opposite to the feed place of the gaseous oxidizer. A portion of the mixture enriched in the target product is selected with a ratio “d en ” of the content of the enriched target product to the content of the initial recovered target product in the mixture d en ≥1.05 or / and the target gas condensation product is selected at the outlet behind the charge layer opposite to the gaseous oxidizer feed point . It is also possible separation of the target product (sublimation of metal compounds) from a gas stream, where metal compounds are present in the form of vapors or dust particles. Metal compounds can be isolated from gas in known devices, for example, in a bubbler scrubber or electrostatic precipitator.

Примеры. В ходе лабораторных экспериментов в цилиндрическом реакторе вертикального типа проведено горение образцов шихты, представленных в таблице, содержащих гранулированные молибденитовые концентраты (1-3), гранулированные молибденсодержащие кобальтовые катализаторы (4,5), гранулированные молибденсодержащие никелевые катализаторы (6-8), гранулированные вольфрамитовые кеки (9,10), оксид цинка на угле (11), оксид цинка на шамоте (12). Гранулированные образцы металлсодержащего сырья с размером частиц 1,3-2,5 мм достаточно однородно перемешивали, за исключением опыта 3, с частицами угля размером 1,3-2,5 мм в количествах, указанных в таблице.Examples. During laboratory experiments in a vertical cylindrical reactor, the burden samples presented in the table were burned containing granular molybdenum concentrates (1-3), granular molybdenum-containing cobalt catalysts (4,5), granular molybdenum-containing nickel catalysts (6-8), granular tungsten cakes (9.10), zinc oxide on charcoal (11), zinc oxide on chamotte (12). Granular samples of metal-containing raw materials with a particle size of 1.3-2.5 mm were mixed fairly uniformly, with the exception of experiment 3, with coal particles of 1.3-2.5 mm in the quantities indicated in the table.

Приготовленные смеси образцов шихты загружали в реактор над слоем инициатора воспламенения (~1/50 от объема шихты), представляющего собой ~1:1 массовую смесь угля и древесных опилок. Зажигание инициатора проводилось путем подачи в реактор горячего (500-600°С) воздуха от внешнего источника нагрева в течение нескольких минут. После установления процесса горения внешний источник тепла отключался и в реактор подавался воздух при комнатной температуре. Процесс горения протекал устойчиво. В всех случаях, приведенных в таблице, максимальная температура в зоне горения превышала 850°С и в зависимости от условий эксперимента составляла 880-1280°С.The prepared mixture of the charge samples was loaded into the reactor above the ignition initiator layer (~ 1/50 of the charge volume), which is a ~ 1: 1 mass mixture of coal and wood sawdust. The initiator was ignited by supplying hot (500-600 ° C) air to the reactor from an external heating source for several minutes. After the combustion process was established, the external heat source was switched off and air was supplied to the reactor at room temperature. The combustion process was stable. In all cases shown in the table, the maximum temperature in the combustion zone exceeded 850 ° C and, depending on the experimental conditions, was 880-1280 ° C.

В ходе горения в опытах 1-8 наблюдался белый налет на стенках реактора на выходе за слоем шихты противоположном месту подачи газообразного окислителя, который представлял собой кристаллические частицы МоО3. Степень извлечения целевого продукта в возгон ω рассчитывали по следующему уравнению ω=100(φисх-φ)/φисх (%), где φисх - содержание целевого продукта в исходной шихте (%), ω - содержание целевого продукта в шихте после сжигания (%). Во всех случаях, приведенных в таблице, степень извлечения целевого продукта в возгон выше 10% и в зависимости от параметров опыта составляла 19,2-77,3% в случае МоО3 (опыты 1-8) и 11,1-31,1% в случае WO3 (опыты 9, 10). Вовлечение в процесс горения паров воды (опыт 10) за счет введения в шихту предварительно увлажненного при комнатной температуре потока окислителя приводит к заметному возрастанию степени извлечения WO3 в возгон. В случае ZnO (опыты 11, 12) на выходе за слоем шихты противоположном месту подачи газообразного окислителя на стенках реактора наблюдалось формирование кристаллического цинка в виде цинкового зеркала и белого налета, содержащего оксид цинка. Степень извлечения цинка в возгон составляла 82-92%.During combustion, in experiments 1-8, a white coating was observed on the walls of the reactor at the outlet behind the charge layer opposite to the feed point of the gaseous oxidizer, which was crystalline particles of MoO 3 . The degree of extraction of the target product into sublimation ω was calculated according to the following equation ω = 100 (φ ref -φ) / φ ref (%), where φ ref is the content of the target product in the initial charge (%), ω is the content of the target product in the charge after burning (%). In all cases shown in the table, the degree of extraction of the target product into sublimation is above 10% and depending on the parameters of the experiment was 19.2-77.3% in the case of MoO 3 (experiments 1-8) and 11.1-31.1 % in the case of WO 3 (experiments 9, 10). The involvement of water vapor in the combustion process (experiment 10) due to the introduction of an oxidizer stream preliminarily moistened at room temperature into the charge leads to a noticeable increase in the degree of WO 3 recovery into sublimation. In the case of ZnO (experiments 11, 12), formation of crystalline zinc in the form of a zinc mirror and white plaque containing zinc oxide was observed at the outlet of the charge layer opposite the feed place of the gaseous oxidizing agent on the walls of the reactor. The degree of zinc extraction into sublimation was 82-92%.

ТаблицаTable Параметры процесса горения и количество извлеченного металла при сжигании металлсодержащих смесей.The parameters of the combustion process and the amount of extracted metal during the combustion of metal mixtures. No. СырьеRaw materials С, мас.%C, wt.% Г, мас.%G, wt.% И, мас.%And, wt.% v, м3v, m 3 / h u, м/чu, m / h Tмакс, °СT max , ° С ω, мас.%ω, wt.% 1one МоКГMOKG 42,642.6 20twenty 37,437,4 1,081,08 0,260.26 10301030 56,556.5 22 МоКГMOKG 24,524.5 9,09.0 66,566.5 1,441.44 0,180.18 11801180 40,340.3 33 МоКГMOKG 53,453,4 -- 46,646.6 1,371.37 0,230.23 11701170 25,925.9 4four КСо/МоО3ГKCO / MoO 3G 10,010.0 1010 80,080.0 0,720.72 2,042.04 12201220 25,325.3 55 КСо/МоО3ГKCO / MoO 3G 10,210,2 7,57.5 82,382.3 1,201.20 1,81.8 880880 19,219,2 66 KNi/МоО3ГKNi / MoO 3G 10,410,4 8,08.0 81,681.6 1,401.40 1,041,04 12801280 29,829.8 77 KNi/МоО3ГKNi / MoO 3G 10,610.6 6,56.5 82,982.9 1,711.71 1,461.46 11201120 47,347.3 88 KNi/МоО3ГKNi / MoO 3G 10,710.7 5,05,0 84,384.3 1,371.37 1,191.19 950950 77,377.3 99 WKTWkt 2,62.6 20twenty 77,477.4 1,551.55 0,90.9 11001100 11,111.1 1010 WKFWkf 2,92.9 9,69.6 87,587.5 0,76*0.76 * 0,320.32 10601060 31,131.1 11eleven ZnO/CZnO / C 0,70.7 16,316.3 83,083.0 0,160.16 0,570.57 930930 82,582.5 1212 ZnO/ШZnO / W 0,60.6 7,07.0 92,492.4 0,260.26 0,60.6 920920 92,092.0 МоКГ - молибденитовый концентрат (гранулированный), КСо/МоО3Г -катализатор Со/МоО3 (гранулированный), KNi/МоО3Г - катализатор Ni/МоО3 (гранулированный), WKF - вольфрамитовый кек (гранулированный), ZnO/C - оксид цинка на угле, ZnO/Ш - оксид цинка на шамоте, С - количество летучего компонента в шихте, Г - количество горючего в шихте, И -количество инертного разбавителя в шихте, V - скорость потока окислителя через слой шихты, u - скорость горения, Тмакс, - максимальная температура в зоне горения, ω - степень извлечения летучего компонента в возгон; * - с парами Н2О.MoKG - molybdenite concentrate (granular), KCO / MoO 3 G - Co / MoO 3 catalyst (granular), KNi / MoO 3 G - Ni / MoO 3 catalyst (granular), WKF - tungsten cake (granular), ZnO / C - zinc oxide on coal, ZnO / III - zinc oxide on chamotte, C is the amount of volatile component in the charge, G is the amount of fuel in the charge, I is the amount of inert diluent in the charge, V is the oxidizer flow rate through the charge layer, u is the burning rate , T max , is the maximum temperature in the combustion zone, ω is the degree of extraction of the volatile component into sublimation; * - with pairs of H 2 O.

Claims (5)

1. Способ извлечения соединений металлов из твердого металлсодержащего сырья, включающий получение шихты, содержащей твердый горючий компонент и проницаемой для газообразного окислителя, нагрев шихты до температуры окисления, проведение процесса горения, возгонку легколетучих металлсодержащих компонентов, последующую конденсацию возгона и извлечение целевого продукта, отличающийся тем, что долю твердого горючего компонента в шихте поддерживают в пределах от 3 до 15 мас.%, процесс проводят в режиме фильтрационного горения путем продувки газообразного окислителя через слой шихты, прошедшей высокотемпературную обработку, и выведения из реактора газообразных продуктов горения через слой загруженной в реактор свежей шихты.1. The method of extraction of metal compounds from solid metal-containing raw materials, including obtaining a mixture containing a solid combustible component and permeable to a gaseous oxidizing agent, heating the mixture to an oxidation temperature, carrying out a combustion process, sublimation of volatile metal-containing components, subsequent condensation of the sublimate and extracting the target product, characterized in that the proportion of solid combustible component in the charge is maintained in the range from 3 to 15 wt.%, the process is carried out in the filtration combustion mode by blowing and a gaseous oxidizing agent through a high-temperature batch mixture, and removing gaseous combustion products from the reactor through a layer of fresh charge loaded into the reactor. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердого горючего используются уголь, кокс, торф, древесина, иные твердые углеродсодержащие материалы, металлсодержащие горючие соединения.2. The method according to claim 1, characterized in that coal, coke, peat, wood, other solid carbon-containing materials, metal-containing combustible compounds are used as solid fuel. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в состав газообразного окислителя вводят пары воды.3. The method according to claim 1, characterized in that water vapor is introduced into the gaseous oxidizing agent. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что целевой продукт извлекают из части шихты, обогащенной в процессе горения и в которой сконденсировались возгоны металлов или их соединений.4. The method according to claim 1, characterized in that the target product is removed from a portion of the mixture enriched in the combustion process and in which sublimates of metals or their compounds are condensed. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что целевой продукт извлекают в виде возгонов металлов или их соединений из потока газа, выводимого из реактора, в барботажном скруббере.5. The method according to claim 1, characterized in that the target product is recovered in the form of sublimates of metals or their compounds from a gas stream discharged from the reactor in a bubbler scrubber.
RU2004123873A 2004-08-05 2004-08-05 Method for recovery of metal compounds from thermal reprocessing of metal-containing raw materials RU2278175C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004123873A RU2278175C2 (en) 2004-08-05 2004-08-05 Method for recovery of metal compounds from thermal reprocessing of metal-containing raw materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004123873A RU2278175C2 (en) 2004-08-05 2004-08-05 Method for recovery of metal compounds from thermal reprocessing of metal-containing raw materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004123873A RU2004123873A (en) 2006-02-10
RU2278175C2 true RU2278175C2 (en) 2006-06-20

Family

ID=36049340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004123873A RU2278175C2 (en) 2004-08-05 2004-08-05 Method for recovery of metal compounds from thermal reprocessing of metal-containing raw materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2278175C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509168C1 (en) * 2012-11-06 2014-03-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГГМ РАН) Method for integrated treatment of tailings of floatation beneficiation of molybdenum-tungsten ore
RU2623541C1 (en) * 2016-03-23 2017-06-27 Публичное акционерное общество "Газпром" Method of separation of molybdene compounds from heavy oil residues
RU2631702C1 (en) * 2016-05-26 2017-09-26 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" (МФТИ) Method of extracting concentrate of valuable metals from heavy oil raw material
RU2679776C1 (en) * 2018-02-09 2019-02-12 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of extracting the filler from recyclable polymer composite

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4732091A (en) * 1985-09-30 1988-03-22 G.G.C., Inc. Pyrolysis and combustion process and system
WO1990010826A1 (en) * 1989-03-06 1990-09-20 Balduin Pauli Grate arrangement and process for incineration of refuse and waste
WO1993017280A1 (en) * 1992-02-26 1993-09-02 Kuenstler Hans Process for melting down combustion residues in slag
RU2034060C1 (en) * 1993-08-19 1995-04-30 Научно-производственная фирма "Политеп" Method for processing of wastes containing precious metals and organic components and device for its realization
RU2079051C1 (en) * 1994-06-23 1997-05-10 Институт химической физики в Черноголовке РАН Method of processing of solid domestic garbage
RU2231841C1 (en) * 2002-10-17 2004-06-27 Томский политехнический университет Method of processing metallic molybdenum wastes polluted by uranium oxides

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4732091A (en) * 1985-09-30 1988-03-22 G.G.C., Inc. Pyrolysis and combustion process and system
WO1990010826A1 (en) * 1989-03-06 1990-09-20 Balduin Pauli Grate arrangement and process for incineration of refuse and waste
WO1993017280A1 (en) * 1992-02-26 1993-09-02 Kuenstler Hans Process for melting down combustion residues in slag
RU2034060C1 (en) * 1993-08-19 1995-04-30 Научно-производственная фирма "Политеп" Method for processing of wastes containing precious metals and organic components and device for its realization
RU2079051C1 (en) * 1994-06-23 1997-05-10 Институт химической физики в Черноголовке РАН Method of processing of solid domestic garbage
RU2231841C1 (en) * 2002-10-17 2004-06-27 Томский политехнический университет Method of processing metallic molybdenum wastes polluted by uranium oxides

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509168C1 (en) * 2012-11-06 2014-03-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГГМ РАН) Method for integrated treatment of tailings of floatation beneficiation of molybdenum-tungsten ore
RU2623541C1 (en) * 2016-03-23 2017-06-27 Публичное акционерное общество "Газпром" Method of separation of molybdene compounds from heavy oil residues
RU2631702C1 (en) * 2016-05-26 2017-09-26 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" (МФТИ) Method of extracting concentrate of valuable metals from heavy oil raw material
RU2679776C1 (en) * 2018-02-09 2019-02-12 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of extracting the filler from recyclable polymer composite

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004123873A (en) 2006-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2065837C (en) Process for treating ore having recoverable metal values including arsenic containing components
JPH11286692A (en) Process for treating waste or biomass
KR920019952A (en) Direct reduction method and apparatus
JPH11310832A (en) Treatment of metal oxides from steelmaking waste
CN1333091C (en) Process and apparatus for extracting zinc
NO855035L (en) THREE-STEP BURNING PROCESS FOR FUEL BURNING CONTAINING SULFUR.
US3206299A (en) Dense-bed, rotary, kiln process and apparatus for pretreatment of a metallurgical charge
JP3339638B2 (en) Method and apparatus for removing lead and zinc from casting dust
EP0020057B1 (en) Method and apparatus for producing char and gases from coal
JPH0380850B2 (en)
RU2486135C1 (en) Method of processing nonferrous metallurgy wastes containing arsenic and sulphur
RU2278175C2 (en) Method for recovery of metal compounds from thermal reprocessing of metal-containing raw materials
JPH11193911A (en) Method for retreating slag and/or ash of heat treated refuse
RU2218417C2 (en) Method of heat treatment of wastes containing heavy metals and ferric oxides
CZ2001755A3 (en) Heat treatment process of residual materials containing oil and iron oxides
EP1292716B1 (en) Method of processing zinc, cadmium and lead bearing furnace flue dust by heating in the presence of carbonaceous material
US6395060B1 (en) Furnace flue dust processing method
JPH07216464A (en) Weltz reprocessing of material containing zinc, lead and iron oxide
RU2240361C2 (en) Method of removing zinc and reducing iron oxide waste (metallization)
US20230101178A1 (en) Plant and method for treating solid material
RU2623541C1 (en) Method of separation of molybdene compounds from heavy oil residues
RU2529349C2 (en) Method to process tin-containing sulphide rejects and burning unit for its implementation
GB1297734A (en)
AU758195B2 (en) Process for pyrometallurgical processing, in a furnace chamber, of metal-containing waste
RU2827341C1 (en) Method of extracting gold from gold-bearing ore processing wastes, ore-thermal furnace and system for extracting gold from gold-bearing ore processing wastes

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20100601

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120806

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130827

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170806