RU2476035C1 - Reducing method of metals from oxides - Google Patents
Reducing method of metals from oxides Download PDFInfo
- 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
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 241000531763 Otididae Species 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000002816 fuel additive Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
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
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
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
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)
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)
| 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 |
-
2011
- 2011-07-12 RU RU2011128760/02A patent/RU2476035C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| 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 |