RU2708642C1 - Способ переработки дисперсного минерального сырья - Google Patents
Способ переработки дисперсного минерального сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2708642C1 RU2708642C1 RU2018133233A RU2018133233A RU2708642C1 RU 2708642 C1 RU2708642 C1 RU 2708642C1 RU 2018133233 A RU2018133233 A RU 2018133233A RU 2018133233 A RU2018133233 A RU 2018133233A RU 2708642 C1 RU2708642 C1 RU 2708642C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- raw material
- chamber
- channels
- raw materials
- Prior art date
Links
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 10
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 3
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 10
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000009272 plasma gasification Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B7/00—Heating by electric discharge
- H05B7/18—Heating by arc discharge
- H05B7/20—Direct heating by arc discharge, i.e. where at least one end of the arc directly acts on the material to be heated, including additional resistance heating by arc current flowing through the material to be heated
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Изобретение относится к плазменной технологии в металлургическом производстве, а именно к способам и устройствам для переработки дисперсных материалов, и может быть использовано для получения чистых элементов. Способ плазменной переработки дисперсного минерального сырья включает введение порошкообразного материала в плазменную струю с восстановительным газом с последующим испарением и конденсацией материала, для чего используют плазменный реактор, который содержит бункер для сырья с предохранительным клапаном, связанный через газоотводящие каналы и каналы для подачи сырья с восстановительной камерой, выполненной в виде замкнутого тороидального канала, по дну которого выбрана прорезь для выхода и сбора конечного продукта в тигеле, при этом в камере установлены по меньшей мере два плазмотрона для тангенциального дутья плазменного потока, а каналы для подачи сырья выполнены перпендикулярно направлению плазменного потока, для чего сырье непрерывно подают под плазменную струю в замкнутом циркуляционном канале камеры до достижения окончательного восстановления и конденсации металла. 3 ил.
Description
Изобретение относится к плазменной технологии в металлургическом производстве, а именно к способам и устройствам для переработки дисперсных материалов и может быть использовано для получения чистых элементов.
Известен способ получения порошков тугоплавких металлов, заключающийся в плазменном восстановлении их из оксидов, включающем введение порошкообразного материала в плазменную струю, испарение его в плазменной струе и конденсацию (см. Плазменная газификация и пиролиз низкосортных углей. М. - 1987. - С. 59-71).
Недостатки известного способа заключаются в малой производительности и отсутствии возможности комплексной переработки многокомпонентного сырья.
Известно устройство для плазменного переплава материалов, содержащее плазмотрон, каналы для подачи дисперсного материала, тигель из тугоплавкого материала, причем тигель соединен с анодом плазмотрона (см. ЕР №0415858, кл. Н05Н 1/42, опубл. 25.01.95). При этом устройство характерно недостаточной эффективностью плазменной переработки по причине низкого КПД расплавления дисперсных материалов.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности плазменной переработки дисперсного минерального сырья в металлургии.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в получении способа переработки дисперсного минерального сырья и конструкционного решения плазменного реактора для его осуществления, при котором обеспечивается непрерывная подача исходного дисперсного порошка и невосстановленного сырья в восстановительную камеру во время всего процесса переработки. В результате достигается полное восстановление сырья за счет увеличения времени ее нахождения в реакторе, что достигается тороидальной формой камеры и тангенциальным дутьем плазмотронов.
Для решения поставленной задачи способ плазменной переработки дисперсного минерального сырья, включающий введение порошкообразного материала в плазменную струю с восстановительным газом и с последующим испарением и конденсацией материала, для чего, используют плазменный реактор, содержащий плазмотрон, восстановительную камеру, неразрывно связанную с циркуляционной камерой, выполненной с каналами для подачи сырья, тигель из тугоплавкого материала, отличается тем, что плазменный реактор содержит бункер для сырья с предохранительным клапаном, связанный через газоотводящие каналы и каналы для подачи сырья с восстановительной камерой, выполненной в замкнутой тороидальной форме, по дну которой выбрана прорезь для выхода и сбора конечного продукта в тигеле, при этом в камере установлены, по меньшей мере, два плазмотрона для тангенциального дутья плазменного потока, а каналы для подачи сырья выполнены перпендикулярно направлению плазменного потока, для чего, сырье непрерывно подают под плазменную струю в замкнутом циркуляционном канале камеры до достижения окончательного восстановления и конденсации металла. При этом непрерывная подача сырья из бункера обеспечивается за счет давления, образуемого восстановительным газом, а выход восстановленного элемента через прорезь за пределы камеры -под действием динамического давления плазмы.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками ближайших аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков изобретения обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, максимально полную переработку минерального сырья.
Предложенный способ и конструкция плазменного реактора способствуют непрерывной подаче исходного дисперсного порошка и невосстановленного сырья в восстановительную камеру во время всего процесса переработки. При этом существенные отличительные признаки новых технических решений заключаются в подаче сырья в плазменную струю в перпендикулярном направлении по замкнутому каналу, а в конструкции плазменного реактора - в выполнении циркуляционной камеры и каналов для подачи дисперсного порошка.
Заявленное техническое решение иллюстрируется чертежом, где на фигуре 1 схематически показан общий вид плазменного реактора, фигуре 2 - схема устройства реактора в разрезе, фигуре 3 - схема движения невосстановленного сырья по замкнутому каналу циркуляционной восстановительной камеры в процессе восстановления.
Плазменный реактор состоит, по меньшей мере, из двух плазмотронов 1, тугоплавкого тигеля (желоба) 7, каналов подачи дисперсного порошка 3, восстановительной и циркуляционной камеры 2, газоотводящих каналов 6, бункера для дисперсного порошка 4 и несущей рамы 5 (см. фиг. 1).
Работа плазменного реактора при переработке дисперсного минерального сырья осуществляется следующим образом.
Подготовка дисперсного минерального сырья и восстановительного газа осуществляется известными способами. После поджигания плазмотронов 1 в восстановительную камеру 2 реактора непосредственно в плазменную струю в перпендикулярном к ней направлении подается дисперсное минеральное сырье в виде порошка. В восстановительной камере 2 происходит реакция восстановления при высокой температуре, восстановленный элемент под действием динамического давления плазмы через прорезь выходит за пределы камеры и попадает в желоб 7, откуда и ведется сбор конечного продукта (см. фиг. 2). А часть невосстановленного сырья продолжает движение по замкнутому торообразному каналу циркуляционной восстановительной камеры 2 до полного восстановления (см. фиг. 3.).
Восстановительная камера связана газоотводящими каналами 6 с насыпным бункером 4, за счет чего, в последнем создается повышенное давление, что способствует более равномерной и постоянной подаче дисперсного порошка из бункера, т.к. превышение давления в бункере над давлением в камере позволяет порошку непрерывно поступать в камеру. При этом устройство снабжено предохранительным клапаном, который выпускает газы в случаях превышения предельного давления в бункере.
Использование предлагаемого способа переработки дисперсного минерального сырья и конструкции плазменного реактора позволяет максимально полно переработать минеральное сырье за счет непрерывной подачи дисперсного порошка и невосстановленного сырья непосредственно в плазменную струю. Кроме того, подача в струю в перпендикулярном направлении по замкнутому циклу позволяет достигать максимальную теплопередачу от плазмы к восстановленному элементу и, как результат, обеспечить повышение эффективности переработки дисперсного минерального сырья.
Claims (1)
- Способ плазменной переработки дисперсного минерального сырья, включающий введение порошкообразного материала в плазменную струю с восстановительным газом с последующим испарением и конденсацией материала, для чего используют плазменный реактор, содержащий плазмотрон, восстановительную камеру, неразрывно связанную с циркуляционной камерой, выполненной с каналами для подачи сырья, тигель из тугоплавкого материала, отличающийся тем, что плазменный реактор содержит бункер для сырья с предохранительным клапаном, связанный через газоотводящие каналы и каналы для подачи сырья с восстановительной камерой, выполненной в виде замкнутого тороидального канала, по дну которого выбрана прорезь для выхода и сбора конечного продукта в тигеле, при этом в камере установлены по меньшей мере два плазмотрона для тангенциального дутья плазменного потока, а каналы для подачи сырья выполнены перпендикулярно направлению плазменного потока, для чего сырье непрерывно подают под плазменную струю в замкнутом циркуляционном канале камеры до достижения окончательного восстановления и конденсации металла.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018133233A RU2708642C1 (ru) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | Способ переработки дисперсного минерального сырья |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018133233A RU2708642C1 (ru) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | Способ переработки дисперсного минерального сырья |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2708642C1 true RU2708642C1 (ru) | 2019-12-10 |
Family
ID=68836661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018133233A RU2708642C1 (ru) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | Способ переработки дисперсного минерального сырья |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2708642C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0415858A2 (fr) * | 1989-08-29 | 1991-03-06 | Hydro Quebec | Réacteur à plasma pour le traitement de matériaux à très haute température |
| US5157685A (en) * | 1988-12-23 | 1992-10-20 | Rockwool International A/S | Method and apparatus for preparing a melt for mineral fibre production |
| RU2257689C2 (ru) * | 2003-07-31 | 2005-07-27 | Закрытое акционерное общество "СПЕЦХИММОНТАЖ" (ЗАО "СХМ") | Способ обработки дисперсных термопластичных материалов индукционно связанной плазмой и способ формирования потока материала для его осуществления |
| RU2291211C2 (ru) * | 2004-05-20 | 2007-01-10 | Институт физико-технических проблем Севера СО РАН | Способ переработки дисперсного минерального сырья и плазменный реактор для его осуществления |
-
2018
- 2018-09-20 RU RU2018133233A patent/RU2708642C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5157685A (en) * | 1988-12-23 | 1992-10-20 | Rockwool International A/S | Method and apparatus for preparing a melt for mineral fibre production |
| EP0415858A2 (fr) * | 1989-08-29 | 1991-03-06 | Hydro Quebec | Réacteur à plasma pour le traitement de matériaux à très haute température |
| RU2257689C2 (ru) * | 2003-07-31 | 2005-07-27 | Закрытое акционерное общество "СПЕЦХИММОНТАЖ" (ЗАО "СХМ") | Способ обработки дисперсных термопластичных материалов индукционно связанной плазмой и способ формирования потока материала для его осуществления |
| RU2291211C2 (ru) * | 2004-05-20 | 2007-01-10 | Институт физико-технических проблем Севера СО РАН | Способ переработки дисперсного минерального сырья и плазменный реактор для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7229485B2 (en) | Plasma reduction processing of materials | |
| PL130741B1 (en) | Method of conversion of solid hydrocarbon fuel into gaseous fuel and fluid-bed reactor therefor | |
| EP4112538B1 (en) | System for combined production of yellow phosphorus and syngas | |
| UA51727C2 (ru) | Способ изготовления магния | |
| Sabat | Hematite reduction by hydrogen plasma: Where are we now? | |
| US4223876A (en) | Apparatus for direct recovery of metal from metal-bearing ores | |
| US20180221947A1 (en) | Method and apparatus for producing metallic iron from iron oxide fines | |
| HU217281B (hu) | Eljárás és berendezés szilárd szemcsés anyagnak egymáshoz tapadni képes szemcséket tartalmazó, forró gázzal való felhevítésére | |
| KR101493211B1 (ko) | 다단 유동 수소 환원 반응을 이용한 희소금속 제련 장치 및 방법 | |
| RU2708642C1 (ru) | Способ переработки дисперсного минерального сырья | |
| CN204841627U (zh) | 一种难熔化合物粉末材料的制备装置 | |
| KR20170118405A (ko) | 직접환원동 제조 장치 및 방법 | |
| RO120005B1 (ro) | Metodă pentru reducerea conţinutului de metal neferos al unei zguri generată la producerea metalului neferos într-un cuptor de topire în suspensie | |
| KR101494256B1 (ko) | 유가 금속 회수 장치 | |
| RU2291211C2 (ru) | Способ переработки дисперсного минерального сырья и плазменный реактор для его осуществления | |
| JPH11503205A (ja) | 金属化合物の還元方法 | |
| US3975188A (en) | Arc heater reduction of zinc roast | |
| US1374317A (en) | Process and apparatus for the manufacture of carbids and derivatives thereof | |
| RU2296166C2 (ru) | Способ прямого восстановления металлов из дисперсного рудного сырья и устройство для его осуществления | |
| US3733389A (en) | Method for the manufacture of alkali chromate from a chrome ore | |
| WO2006075977A1 (fr) | Installation permettant la reduction directe d'oxydes de fer et la production de fonte de fer | |
| RU2368667C2 (ru) | Способ прямого восстановления железа | |
| CN206266676U (zh) | 中低阶煤分质梯级利用的系统 | |
| WO2021221529A1 (ru) | Способ прямого восстановления железорудного концентрата и получения расплава магнито-мягкого железа (armco) и установка для его осуществления | |
| CZ286947B6 (en) | Melting generator for producing molten metal |