SU1002378A1 - Способ переработки пиритного огарка - Google Patents

Description

(5) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПИРИТНОГО ОГАРКА

Изобретение относитс  к способам переработки пиритного огарка и может быть использовано в металлургии. Пиритные .огарки  вл ютс  обремени тельным отходом сернокислотного производства но вместе с тем представл ют собой ценное комплексное сырье Средний состав пиритных огарков отечественных заводов приведен ниже Железо51-58 Медь0,30-0,82% Свинец0,10-0,55% Цинк0,68-1,30% Мышь к0,10-0,25% Золото1,0-2,2 г/т Серебро5,5-25 г/т Прочие0,3% В насто щее врем  до 60% образующих пиритных огарков используютс  как добавка в производстве цемента, что приводит к безвозвратным потер м ценных компонентов. Известен способ переработки огарка , включающий смачивание огарка нефтью или мазутом, нагрев смеси в присутствии сол ной кислоты до 850950С с получением магнетита и возгонкой хлоридов металлов f1 I. Недостатками способа  вл ютс  проведение стадий нагрева и восстановлени  в разных аппаратах и при различных режимах, что приводит к потер м с пылью 5-10% материала и увеличивает эрозию оборудовани . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ переработки пиритного ог.арка, включающий последовательные операции смешени  пиритного огарка с раствором хлористого кальци , окомкование смеси, сушку и нагрев полученных окатышей во вращающейс  печи с .улавливанием выдел ющихс  летучих хлоридов цветных металлов 23. Основной продукт переработки - железорудные окатыши, используютс  в доменной плавке. Недостатками способа  вл етс  невозможность переработки по данному способу пиритных огарков отечественных заводов, отличающихс  меньшим содержанием железа и большим содержанием мышь ка. Цель изобретени  - упрощение процесса и повышение его эффективности путем получени  готового продукта в виде расплава железа с одновременным извлечением цветных и благородных металлов о Цель достигаетс  тем, что пиритный огарок смешивают с раствором хло ристого кальци , окомковывают и добавл ют в смесь порошка ферро силици , содержащего 50-80% кремни , а также ферромагнитные материалы, составл ющие 20-70 от массы перерабатываемого огарка, полученную шихту нагревают в герметичной емкости в течение мин до 15801700°С , причем до нагрев ведут при скорости 80-500с/мин, далее со скоростью 160-200°С/мин, поддержива  давление в емкости 0,1-1,1 атм с получением несмешивающихс  расплавов железа и шлака и газовой фазы, выпускаемых раздельно. Целесообразно в качестве ферромаг нитных материалов использовать лом черных металлов, который не находит применени  из-за содержани  в нем цинка и свинца. Использование ферросилици  в качестве восстановител  оправдано, так как реакци  его взаимодействи  с оки лами железа в огарке экзотермична и уменьшает расход тепла на нагрев ших ты. Целесообразность выбранных интервалов проведени  процесса объ сн етс  следующим. Выбранные пределы по ферросилицию (35-45%) определ ютс  стехиометрическим отношением реакции силикотермического восстановлени . Фероомагнитные материалы увеличивают электропроводность шихты при ин дуктивном бесконтактном нагреве,что определ ет нижний предел (. При увеличении количества ферромагнитных материалов (более 70%) материалоемкость процесса возрастает, что усложн ет технологию. При уменьшении количества ферромагнитных материалов (менее необходимо увеличить частоту электроколебаний, что приводит к удорожанию процесса Врем  нагрева шихты ( мин) находитс  в обратно пропорциональной зависимости от количества вводимого исходного ферромагнитного материала. Температура процесса (1580-1700°С) определ етс  температурой плавлени  конденсированных фаз (металла и шлака ). Нижний предел определ етс  температурой плавлени  металла, а верхний - температурой плавлени  шлака. Нижний предел давлени  Р 0,1 ати обусловлен возможност ми оборудовани . Снижение давлени  ниже 0,1 ати увеличивает стоимость оборудовани . Увеличение рабочего давлени  более 1 ,1 ати увеличивает температуру начала возгонки примесей и снижает эффективность экстракции. Использу  известные преимущества индукционного нагрева, система на 1-ой стадии нагрева в короткое врем  вводитс  в оптимальный режим работы, и интервал скорости нагрева (80500°С/мин ) на этой стадии будет определ тьс  производительность аппарата. Достаточно высока  скорость нагрева на 2-ой стадии (1бО-200°С/мин) определ етс  стремлением снизить тепловые потери и емкость печи. Способ осуществл ют следующим образом . Образующийс  в процессе обжига пирита гор чий огарок смешивают с порошком ферросилици  и увлажн ют раствором хлористого кальци . Охлажденною шихту подают на обжиг в герметичную емкость (индукционную печь), куда предварительно загружен ферромагнитный материал (например, лом черных металлов). Нагрев порошкообразной шихты осуществл ют в электромагнитном поле за счет нагрева ферромагнитных материалов. При нагреве происходит одновременна  сушка шихты и разлох{ение хлористого кальци  с образованием летучих хлоридов цветных металлов . Одновременно происходит возгонка металлического мышь ка из его соединений с металлами, так как нагрев ведут без доступа воздуха. Образующиес  газообразные продукты, содержащие только хлориды цветных металлов , отвод т в емкость, котора  может быть вакуумирована дл  более полного извлечени , и далее подвергают переработке по известному способу с извлечением цветных и благородных металлов.

Пр I подъеме температуры до 12501300 0 кремний ферросилици  вступает в экзотермическую реакцию с окись железа огарка. В результате резко увеличиваетс  температура и образуютс  две несмешивающиес  фазы - жидкого железа и шлака, которые выпускаютс  из печи раздельно. Далее полученный расплав железа может быть использован после соответствующей обработки, например, дл  лить  чу ..гунных труб, наход щих широкое приме нение в хоз йстве.

Пример 1. Утилизируетс  пиритный огарок, содержащий в 1 т 81 кг , меди 3,0 кг, свинца 1,0 кг, цинка 8,6 кг, мышь ка 1,8 кг золота 1,2 г, серебра 18,3 г, СаО 0 КГ-, SiO 110 кг, серы (общей) 21,6 кг. Дл  восстановлени  81 кг требуетс  21 кг кремни  или 285 кг ФС-75 (ферросилици ). В результате реакции образуетс  570 кг железа и 71 кг х{елеза переходит из ФС (итого кг). Дл  обеспечени  прогрева шихты в нее вводитс  700 кг стружки, обрези и прочего лома, т.е. всего образуетс  стали 13 кг. Дл  получени  в готовой продукции требуемого содержани  кремни  () дополнительно вводитс  б9 кг ФС-45, т.е. всего образуетс  1400 кг стали при расходе кг ФС-+5. При расходе 30 кг/т пиритйых огарков дополнительно вноситс  кг СаО, итого в шихте 55,3 кг СаО. Помимо 110 кг SiO из пиритного огарка в шлак переходит 458 кг Si02. Итого в шлаке содержитс  568 кг SiO и 55,3 СаО при массе шлака 623 кг. Состав подобного шлака: SiO 91,2%;СаО 8,8.Температура плавлени  более . Дл  снижени  температуры плавлени  в шлак целесообразно ввести глинозем в виде нефелина или шамота в количестве 77 кг. В этом случае количество шлака возрастает до 700 кг. Дл  нагрева 1,А т стали и 0,7 т шлака, т.е. всего 2,1 т до 1б50 требуетс  2, К у1оЗ. 1,,3 1, тепла , тогда как .реакци  восстановлени  , вносит 0,580 . Недостающее количество тепла - 0,60 10 ккал или 535 квт-ч должно быть введено за счет индукционного нагрева . Скорость нагрева до 500С/мин, далее 1бО С/мин.

При разложении 30 кг СаС всего образуетс  около 10 м хлоридов, в то врем  как при обжиге во вращающихс  печах по прототипу расход природного газа составл ет м /т пиритного огарка и образуетс  1620 м продуктов горени , т.е. по предложенному способу дебит газоочистки в 1б2 раза меньше. Расплав стали и шлака выводитс  из печи раздельно. При науглероживании I, т стали до ,Q% образуетс  кг чугуна,пригодного дл  получени  1 j т чугунных труб

Пример 2. В герметичной печи нагреваетс  смесь,содержаща  1т пиритного огарка, кг пЪрошка фер росилици , содержащего 47,5% кремни  и 500 кг лома черных металлов, а также СаСВ/. - 30 кг. При соединении индуктора печи с источником питани  нагреваетс  лом черных металлов , равномерно распределенный по объему шихты. Нагрев осуществл етс  изменением мощности и частоты источника питани  со скоростью 80°С/мин до достижени  средней температуры смеси 1000°С. При этой температуре начинают выдел тьс  в газовую фазу хлориды цветных и благородных металлов , и смесь выдерживают в течение 15 мин под давлением 0,1 ати. Врем  выдержки определ етс  количеством выдел ющихс  газов. После прекращени  газовыделени  в локальный объем печи вводитс  максимальна  мощность и инициируетс  самораспростран юща с  реакци  восстановлени . После завершени  реакйии восстановлени  к индуктору подводитс  максимальна  мощность, обеспечивающа  полное расплавление шихты и разделение металла и шлака. Скорость нагрева 180°С/мин. Из пиритного огарка , содержащего 81,4% (57% железа ) в металлическую фазу переходит 570 кг железа,из ферросилици  236 кг из лома - 500 кг, всего 1306 кг. Жидкий металл выпускаетс  в ковш, куда предварительно загружены ферросплавы и пакеты угл . В результате введени  добавок образуетс  чугун, содержащий 2,0-2,3% Si, до 1,0% Мп и 4,0-4,, а масса металла возрастает до 1400 кг. Одновременно получают хлориды цветных и благородных металле в - 10 м.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Способ переработки пиритного огарка, включающий смешение огарка с раствором хлористого кальция, нагрев смеси и улавливание хлоридов цветных металлов, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения его эффективности путем получения готового продукта в виде расплава железа с одновременным извлечением цветных и благородных металлов, в шихту дополнительно вводят 35-45% -порошка ферросилиция, содержащего 50-80% кремния и 20-70% ферромагнитных материалов от массы перерабатываемого . огарка, нагрев полученной шихты осуществляют в герметичной емкости в течение 15-150 мин до температуры 1580-1700°C, причем до 1000°С нагрев ведут со скоростью 80-500°С/мин, далее со скоростью 1б0-200°С/мин, поддерживая в емкости давление 0,11,1 ати, с получением несмешивающихся расплавов железа и шлака и газовой фазы, выводимых из емкости раздельно.
2. 2. Способ поп. ^отличающийся тем, что в качестве ферромагнитных материалов используют лом черных металлов.