RU2476035C1 - Способ восстановления металлов из оксидов - Google Patents
Способ восстановления металлов из оксидов 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
Способ восстановления металлов из оксидов относится к технологиям восстановления металлов из неорганических оксидов, при котором осуществляют приготовление гомогенной смеси из ультрадисперсных порошков оксида металла и углерода, подачу приготовленной смеси под давлением в высокотемпературную, формируемую струей плазмотрона зону в шахте, разложение оксида металла с образованием углекислого газа, который выводится через верхние фурмы шахты, а готовый продукт в виде ультрадисперсного порошка металла выводится через летки в нижней части шахты. Способ позволяет снизить энергозатраты при восстановлении металлов из оксидов и обеспечивает снижение содержания примесей в готовом продукте при прямом извлечении металлов из оксидов в непрерывном технологическом процессе.
Description
Изобретение относится к технологиям восстановления металлов из неорганических оксидов.
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.
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].
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.
Задачей изобретения является снижение энергозатрат при восстановлении металлов из оксидов.
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.
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).
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.
Технология реализуется следующим образом.
Под действием разрежения, создаваемого форсункой 6, смесь
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.
Источники информации
1. Константы неорганических веществ: справочник / Р.А.Лидин, Л.Л.Андреева, В.А.Молочко. - М.: Дрофа, 2008 г.
2. RU №2133291, опубл. 20.07.1999.
3. RU №2086657, опубл. 10.08.1997.
4. US №5100313, опубл. 31.03.1992.
5. RU №2095710, опубл. 10.11.1997.
6. RU №2121518, опубл. 10.11.1998.
7. RU №1387423, опубл. 10.03.1997.
8. RU №2371490, опубл. 27.10.2009.
9. RU №2238824, опубл. 27.10.2004 (Прототип).
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.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011128760/02A RU2476035C1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Способ восстановления металлов из оксидов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011128760/02A RU2476035C1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Способ восстановления металлов из оксидов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011128760A RU2011128760A (ru) | 2013-01-20 |
| RU2476035C1 true RU2476035C1 (ru) | 2013-02-20 |
Family
ID=48805062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011128760/02A RU2476035C1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Способ восстановления металлов из оксидов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2476035C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2238824C1 (ru) * | 2003-08-20 | 2004-10-27 | Открытое акционерное общество "ВНИИЭТО" | Установка для плазмохимического восстановления оксидов металлов |
| RU2311225C1 (ru) * | 2006-04-05 | 2007-11-27 | Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Плазменная установка для получения нанодисперсных порошков |
| RU2368667C2 (ru) * | 2007-04-19 | 2009-09-27 | Ооо "Твинн" | Способ прямого восстановления железа |
-
2011
- 2011-07-12 RU RU2011128760/02A patent/RU2476035C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2238824C1 (ru) * | 2003-08-20 | 2004-10-27 | Открытое акционерное общество "ВНИИЭТО" | Установка для плазмохимического восстановления оксидов металлов |
| RU2311225C1 (ru) * | 2006-04-05 | 2007-11-27 | Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Плазменная установка для получения нанодисперсных порошков |
| RU2368667C2 (ru) * | 2007-04-19 | 2009-09-27 | Ооо "Твинн" | Способ прямого восстановления железа |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011128760A (ru) | 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 (zh) | 制备在金属制造方法中使用的还原剂的方法和设备、使用所述设备的金属制造方法和金属制造装置 | |
| TW452598B (en) | Process for thermal treatment of residual materials containing oil and iron oxide | |
| KR20170118405A (ko) | 직접환원동 제조 장치 및 방법 | |
| US11635257B2 (en) | Smelting apparatus and metallurgical processes thereof | |
| RU2476035C1 (ru) | Способ восстановления металлов из оксидов | |
| JPS5950013A (ja) | カルシウムカ−バイドの製法 | |
| CN103261445B (zh) | 铁水制备装置及使用该装置的铁水制备方法 | |
| EA004020B1 (ru) | Способ утилизации металлов | |
| CN212476810U (zh) | 钒钛磁铁精矿的冶炼系统 | |
| RU2403289C2 (ru) | Способ отделения металлического железа от оксида | |
| US2747966A (en) | Process of manufacturing pigment zinc oxide | |
| RU2525881C1 (ru) | Устройство для извлечения элементов из оксидных руд | |
| WO2021221529A1 (ru) | Способ прямого восстановления железорудного концентрата и получения расплава магнито-мягкого железа (armco) и установка для его осуществления | |
| RU2708642C1 (ru) | Способ переработки дисперсного минерального сырья | |
| RU2166555C1 (ru) | Способ переработки огарка обжига никелевого концентрата от флотационного разделения медно-никелевого файнштейна | |
| JP4777642B2 (ja) | ニッケル元素を含有する粉体からの金属ニッケルの濃縮回収方法 | |
| CN111676341A (zh) | 钒钛磁铁精矿的冶炼系统及冶炼方法 | |
| RU2643292C2 (ru) | Способ производства стали в дуговой сталеплавильной печи | |
| KR20240113480A (ko) | 철 및 철강의 생산을 위한 공정 및 방법 | |
| RU2348697C1 (ru) | Способ получения металлов | |
| CN116134158A (zh) | 熔炼设备和其冶金制程 | |
| 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 |