[go: up one dir, main page]

RU2476035C1 - Reducing method of metals from oxides - Google Patents

Reducing method of metals from oxides Download PDF

Info

Publication number
RU2476035C1
RU2476035C1 RU2011128760/02A RU2011128760A RU2476035C1 RU 2476035 C1 RU2476035 C1 RU 2476035C1 RU 2011128760/02 A RU2011128760/02 A RU 2011128760/02A RU 2011128760 A RU2011128760 A RU 2011128760A RU 2476035 C1 RU2476035 C1 RU 2476035C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metals
oxides
metal oxide
well
carbon
Prior art date
Application number
RU2011128760/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011128760A (en
Inventor
Андрей Валерьевич Шеленин
Original Assignee
Андрей Валерьевич Шеленин
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 Андрей Валерьевич Шеленин filed Critical Андрей Валерьевич Шеленин
Priority to RU2011128760/02A priority Critical patent/RU2476035C1/en
Publication of RU2011128760A publication Critical patent/RU2011128760A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2476035C1 publication Critical patent/RU2476035C1/en

Links

Images

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
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/122Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
    • 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

  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: reducing method of metals from oxides refers to reducing technologies of metals from non-organic oxides, at which preparation of homogeneous mixture is performed from ultradisperse powders of metal oxide and carbon, supply of prepared mixture under pressure to high-temperature zone in the well, which is formed with plasmatron jet, decomposition of metal oxide with formation of carbon dioxide that is removed through upper tuyeres of the well, and finished product is removed in the form of ultradisperse metal powder through tap holes in lower part of the well.
EFFECT: method allows reducing power consumption at reduction of metals from oxides and ensures the reduction of content of impurities in finished product at direct extraction of metals from oxides during continuous process.

Description

Изобретение относится к технологиям восстановления металлов из неорганических оксидов.The invention relates to technologies for the recovery of metals from inorganic oxides.

Для восстановления необходимо разрушить энергии внутримолекулярных связей. Количественно такие связи хорошо изучены и являются справочными величинами [1]. На практике наиболее распространенной технологией восстановления является углеродная, когда выделяемая при окислении углерода энергия (395 кДж/моль) разрушает внутримолекулярные связи в молекулярных частицах, находящихся в зоне «горения» углерода. В частности, для разрушения внутримолекулярных связей в магнетите (FeO·Fe2O3) требуется затратить энергию в количестве 1117 кДж/моль.For recovery, it is necessary to destroy the energy of intramolecular bonds. Quantitatively, such relationships have been well studied and are reference values [1]. In practice, the most common reduction technology is carbon, when the energy released during the oxidation of carbon (395 kJ / mol) destroys the intramolecular bonds in molecular particles located in the “combustion” zone of carbon. In particular, for the destruction of intramolecular bonds in magnetite (FeO · Fe 2 O 3 ) it is required to expend energy in the amount of 1117 kJ / mol.

Для улучшения производственных характеристик применяется футеровка реакционной части доменных печей углеродистым материалом [2], комбинированное дутье с топливными добавками [3], подача через дополнительные фурмы кислорода и природного газа [4], газогенератор, соединенный каналом с шахтой в нижней ее части [5], электропечь с использованием полых и сплошных углеродных электродов [6], плазмотрон с электродами, выполненными в виде соосно расположенных с зазором между ними графитовых труб [7], расплавление оксидов железа окислительной плазменной струей смеси кислорода с природным газом. Дополнительно, за срезом сопла плазмотрона подают природный газ, при конверсии которого образуются водород и пироуглерод [8].To improve production characteristics, the reaction part of blast furnaces is lined with carbon material [2], combined blasting with fuel additives [3], oxygen and natural gas supply through additional tuyeres [4], a gas generator connected by a channel to the shaft in its lower part [5] , an electric furnace using hollow and solid carbon electrodes [6], a plasma torch with electrodes made in the form of graphite tubes coaxially arranged with a gap between them [7], oxidative plasma iron oxide melting th jet of a mixture of oxygen and natural gas. In addition, natural gas is supplied behind the nozzle section of the plasma torch, during the conversion of which hydrogen and pyrocarbon are formed [8].

Наиболее близким аналогом является технология плазмохимического восстановления металлов, описанная в работе [9]. Установка включает загрузочный бункер с оксидом металла, зону высокотемпературного разложения сырья струей плазмотрона (реактор), осадительные камеры и фильтры, снабженные устройством встряхивания для выгрузки восстановленного металлического порошка. Недостатком данной технологии является высокая энергоемкость процесса, требующего постоянной работы плазмотрона, а плазмообразующая струя должна быть восстановительной, например водородной.The closest analogue is the technology of plasma-chemical reduction of metals, described in [9]. The installation includes a loading hopper with metal oxide, a zone of high-temperature decomposition of raw materials by a plasma torch jet (reactor), precipitation chambers and filters equipped with a shaking device for unloading the reduced metal powder. The disadvantage of this technology is the high energy intensity of the process, which requires constant operation of the plasma torch, and the plasma-forming jet must be reducing, for example, hydrogen.

Задачей изобретения является снижение энергозатрат при восстановлении металлов из оксидов.The objective of the invention is to reduce energy consumption during the recovery of metals from oxides.

Техническим результатом изобретения является возможность восстановления металлов из оксидов с использованием дешевого окислителя - тонкодисперсного угольного порошка, смешанного в необходимом стехиометрическом соотношении с тонкодисперсным порошком оксида металла.The technical result of the invention is the ability to recover metals from oxides using a cheap oxidizing agent - finely divided coal powder, mixed in the required stoichiometric ratio with finely divided metal oxide powder.

Технический результат достигается тем, что шихта готовится в виде гомогенной смеси ультрадисперсных порошков оксида металла с углеродом и подается в высокотемпературную зону расплава (разложения) оксида. Освобождаемый из оксидов кислород связывается с углеродом, и образующийся углекислый газ выводится затем из процесса через фильтр. «Зажигает» процесс плазмотрон, оксид металла разлагается и освобождаемый кислород окисляет углерод (тонкодисперсный угольный порошок) и в дальнейшем необходимая температура поддерживается выделяемым теплом (4900 кДж/кг).The technical result is achieved in that the mixture is prepared in the form of a homogeneous mixture of ultrafine powders of metal oxide with carbon and is fed into the high temperature zone of the oxide melt (decomposition). The oxygen released from the oxides binds to carbon, and the resulting carbon dioxide is then removed from the process through a filter. The plasma torch “ignites” the process, the metal oxide decomposes and the released oxygen oxidizes carbon (finely dispersed carbon powder) and subsequently the required temperature is maintained by the generated heat (4900 kJ / kg).

Сущность изобретения поясняется рисунком, на котором 1 - емкость, в которой содержится гомогенная смесь ультрадисперсных порошков оксида и углерода в необходимом для данного оксида стехиометрическом соотношении, 2 - плазмотрон, инициирующий высокотемпературную зону в канале 3. За этим каналом расположена емкость 4 с фильтром 5 и форсункой 6. Порошок металла выводится через канал 7.The invention is illustrated by the figure, in which 1 is a container containing a homogeneous mixture of ultrafine oxide and carbon powders in the stoichiometric ratio necessary for a given oxide, 2 is a plasmatron initiating a high-temperature zone in channel 3. Behind this channel is a container 4 with filter 5 and nozzle 6. Metal powder is discharged through channel 7.

Технология реализуется следующим образом.The technology is implemented as follows.

Под действием разрежения, создаваемого форсункой 6, смесьUnder the action of the vacuum created by the nozzle 6, the mixture

тонкодисперсных порошков оксида металла и угля поступает в канал 3, плазмотрон 2 «зажигает» оксид и в дальнейшем температура в канале поддерживается окислением углерода. Углекислый газ через фильтр 5 выводится из процесса, а металлический порошок накапливается в бункере 4 и выводится через канал 7.fine powders of metal oxide and coal enters the channel 3, the plasma torch 2 “ignites” the oxide and subsequently the temperature in the channel is maintained by oxidation of carbon. Carbon dioxide through the filter 5 is removed from the process, and metal powder accumulates in the hopper 4 and is discharged through the channel 7.

Источники информацииInformation sources

1. Константы неорганических веществ: справочник / Р.А.Лидин, Л.Л.Андреева, В.А.Молочко. - М.: Дрофа, 2008 г.1. Constants of inorganic substances: reference book / R.A. Lidin, L.L. Andreeva, V.A. Molochko. - M.: Bustard, 2008.

2. RU №2133291, опубл. 20.07.1999.2. RU No. 2133291, publ. 07/20/1999.

3. RU №2086657, опубл. 10.08.1997.3. RU No. 2086657, publ. 08/10/1997.

4. US №5100313, опубл. 31.03.1992.4. US No. 5100313, publ. 03/31/1992.

5. RU №2095710, опубл. 10.11.1997.5. RU No. 2095710, publ. 11/10/1997.

6. RU №2121518, опубл. 10.11.1998.6. RU No. 2121518, publ. 11/10/1998.

7. RU №1387423, опубл. 10.03.1997.7. RU No. 1387423, publ. 03/10/1997.

8. RU №2371490, опубл. 27.10.2009.8. RU No. 2371490, publ. 10/27/2009.

9. RU №2238824, опубл. 27.10.2004 (Прототип).9. RU No. 2238824, publ. 10/27/2004 (Prototype).

Claims (1)

Способ восстановления металлов из оксидов, включающий приготовление гомогенной смеси ультрадисперсного порошка оксида металла и тонкодисперсного угольного порошка, подачу приготовленной смеси под давлением в высокотемпературную зону, формируемую струей плазмотрона, сопло которого встроено под углом в канал, примыкающий к шахте, последующее разложение оксида металла с образованием расплава оксида металла и углекислого газа, который подают в верхнюю часть упомянутой шахты и выводят из нее через фурмы для выпуска газа, а готовый продукт в виде восстановленного металла выводят через летки в нижней части шахты. A method of recovering metals from oxides, comprising preparing a homogeneous mixture of ultrafine metal oxide powder and fine coal powder, feeding the prepared mixture under pressure into a high-temperature zone formed by a plasma torch jet, the nozzle of which is angled into a channel adjacent to the shaft, subsequent decomposition of metal oxide with the formation molten metal oxide and carbon dioxide, which is fed into the upper part of the aforementioned mine and removed from it through lances to release gas, and the finished product t in the form of reduced metal is removed through the notches in the lower part of the mine.
RU2011128760/02A 2011-07-12 2011-07-12 Reducing method of metals from oxides RU2476035C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011128760/02A RU2476035C1 (en) 2011-07-12 2011-07-12 Reducing method of metals from oxides

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011128760/02A RU2476035C1 (en) 2011-07-12 2011-07-12 Reducing method of metals from oxides

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011128760A RU2011128760A (en) 2013-01-20
RU2476035C1 true RU2476035C1 (en) 2013-02-20

Family

ID=48805062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011128760/02A RU2476035C1 (en) 2011-07-12 2011-07-12 Reducing method of metals from oxides

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2476035C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2238824C1 (en) * 2003-08-20 2004-10-27 Открытое акционерное общество "ВНИИЭТО" Installation for plasmachemical reduction of metals oxides
RU2311225C1 (en) * 2006-04-05 2007-11-27 Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Plasma device for producing nano-powders
RU2368667C2 (en) * 2007-04-19 2009-09-27 Ооо "Твинн" Method of direct reduction of iron

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2238824C1 (en) * 2003-08-20 2004-10-27 Открытое акционерное общество "ВНИИЭТО" Installation for plasmachemical reduction of metals oxides
RU2311225C1 (en) * 2006-04-05 2007-11-27 Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Plasma device for producing nano-powders
RU2368667C2 (en) * 2007-04-19 2009-09-27 Ооо "Твинн" Method of direct reduction of iron

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011128760A (en) 2013-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8764875B2 (en) Method and apparatus for coproduction of pig iron and high quality syngas
US8568507B2 (en) Method for processing solid or molten materials
WO2013011521A1 (en) A method for direct reduction of oxidized chromite ore fines composite agglomerates in a tunnel kiln using carbonaceous reductant for production of reduced chromite product/ agglomerates applicable in ferrochrome or charge chrome production.
CN101688258B (en) Method and apparatus for producing reducing agent used in metal manufacturing method, metal manufacturing method and metal manufacturing apparatus using the same
TW452598B (en) Process for thermal treatment of residual materials containing oil and iron oxide
KR20170118405A (en) Direct Reduced Copper Apparatus and Method therefor
US11635257B2 (en) Smelting apparatus and metallurgical processes thereof
RU2476035C1 (en) Reducing method of metals from oxides
JPS5950013A (en) Manufacture of calcium carbide
CN103261445B (en) Apparatus for manufacturing molten steel, and method for manufacturing molten steel using same
EA004020B1 (en) A method for recovery of metals
CN212476810U (en) Smelting system of vanadium-titanium magnetite concentrate
RU2403289C2 (en) Method for separating metallic iron from oxide
US2747966A (en) Process of manufacturing pigment zinc oxide
RU2525881C1 (en) Device for extraction of elements from oxide ores
WO2021221529A1 (en) Method for directly reducing iron ore concentrate and producing a melt of soft magnetic iron (armco) and apparatus for the implementation thereof
RU2708642C1 (en) Processing method of disperse mineral raw material
RU2166555C1 (en) Method of processing cinder of roasting of nickel concentrate from flotation separation of copper-nickel converter matte
JP4777642B2 (en) Method for concentrating and recovering metallic nickel from powder containing elemental nickel
CN111676341A (en) Smelting system and smelting method of vanadium-titanium magnetite concentrate
RU2643292C2 (en) Method for producing steel in arc steel furnace
KR20240113480A (en) Processes and methods for the production of iron and steel
RU2348697C1 (en) Method of metalls obtaining
CN116134158A (en) Smelting plant and metallurgical process thereof
US877114A (en) Method of obtaining oxid fumes from ores and furnace products.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190713