SU1135765A1

SU1135765A1 - Method for recovering metal from slag melts

Info

Publication number: SU1135765A1
Application number: SU833655156A
Authority: SU
Inventors: Валерий Павлович Соснин; Игорь Александрович Копырин; Владимир Федорович Серый; Владимир Григорьевич Нетреба; Владимир Алексеевич Задворнов
Original assignee: Научно-исследовательский институт металлургии
Priority date: 1983-10-24
Filing date: 1983-10-24
Publication date: 1985-01-23

Abstract

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛА ИЗ ШЛАКОВЫХ РАСПЛАВОВ, включакиций воздействие на расплав скрещенных магнитного пол и электрического пол , образованного подводимым к расплаву при помощи электродов электрического тока, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности извлечени металла и надежности способа, электроды нагревают до температуры, равной 1,0-1,1 температуры начала кристаллизации шлакового расплава. S со ел VI 9д :лMETHOD OF EXTRACTION OF METAL FROM SLAG MELTS, including the effects on the melt of a crossed magnetic field and an electric field formed by electric current supplied to the melt, characterized in that, in order to increase the efficiency of metal extraction and the reliability of the method, the electrodes are heated to a temperature of 1 , 0-1,1 temperature of the beginning of the crystallization of the slag melt. S co wore VI 9d: l

Description

kfe .; Изобретение относитс к металлургии , в частности к ферросплавному производству, и может быть использовано дл извлечени металла из шлако вых расплавов. Известен способ извлечени металла из шлаковых расплавов, включающий воздействие на расплав скрещенных электрического и магнитного полей, согласно которому поток шлакового расплава направл ют между полюсами электромагнита посто нного тока, а через слой расплава в зоне магнитного пол пропускают посто нный элек рический ток lj . Недостатком способа вл етс низка эффективность и надежность извле чени . При контакте шлакового распла ва с холодными электродами происходи намораживание шлака на поверхность электрода, что увеличивает сопротивление между электродами и резко умен шает силу тока. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му эффекту вл етс способ извлечени металла из шлаковых расплавов, включаюпщй воздействие на расплав скрещенных магнитного пол и электрического пол , образованного подводимым к расплаву посредством электродов электрического тока, причем величину тока в рабочей зоне сепарации регулируют по сигналу разбаланса . возникающему от изменени электропро водности продукта за пределами зоны разделени 2J . Недостатком известного способа в л етс его низка эффективность и надежность. При контакте шлакового расплава с колодными электродами про исходит намораживание шлака на поверхность электрода, что увеличивает сопротивление между электродами и резко уменьшает силу тока. Это делает процесс извлечени включений ме талла неэффективным и ненадежным. , Регулирование тока по сигналу разбаланса , возникающему от изменени электропроводности расплава шлака за пределами зоны разделени , по этой причине становитс та1сже ненадежным . Целью изобретени вл етс повыш ние эффективности извлечени металл и надежности способа. Поставленна цель достигаетс те что согласно способу извлечени металла из шлаковых расплавов, включа щему воздействие на расплав скрещенных магнитного пол и электрического пол , образованного подводимым к рас плаву при помощи электродов электрического тока, электроды нагревают до температуры, равной 1,0-1,1 температуры начала крие:.таллизации шлакового расплава. Нагрев электродов до температуры, составл ющей 1,0-1,1 температуры начала кристаллизации (ТНК) расплава, позвол ет избежать намораживани пшака на электроды и тем самым дает возможность поддерживать стабильную величину силы тока, проход щего через расплав, что делает процесс более эффективным и надежным. Нагрев электродов до температур, меньших 1,0 ТНК, увеличивает сопротивление сло шлака между электродами, так как при этом резко увеличиваетс его в зкость и снижаетс эффективность извлечени металла. Нагрев до температур, больших 1,1 ТНК, не уменьшает сопротивлени сло шлака, так как его в зкость остаетс практически посто нной и на эффективность извлечени не вли ет , однако при этом увеличиваютс затраты энергии, повышаетс потребл ема мощность. На фиг. 1 приведено устройство дл осуществлени предлагаемого способа, продольный разрез, устройство; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1. Устройство состоит из желоба 1, электромагнита 2 и электродов 3. Электроды 3 расположены между полюсами электромагнита 2 и соединены между собой последовательно проводником 4. В днище желоба перед электродами имеетс углубление - металлоприемник 5. Соединение электродов между собой может .осуществл тьс провод НИКОМ с сопротивлением. Перед началом работы устройства включают электромагнит 2 и подают напр жение на электроды 3. Ток, проход через электроды 3, нагревает их до требуемой температуры, после чего шлаковый расплав сливают в желоб 1. Поступающий самотеком по желобу 1 шлак в зоне сепарации подвергаетс воздействию скрещенных магнитного пол , образованного электромагнитом 2, и электрического, образованного током, проход щим через расплав между электродом 3. Направление тока таково, что при его взаимодействии с магнитным полем в расплаве возникает .электромагнитна сила, направленна навстречу движущемус расплаву . В св зи с тем, что электропровод ность шлака на несколько пор дков ниже электропроводности металла, ток возникающий в частицах металла, будет выше тока в шлаке. Соответственно на частицы металла будет действовать значительно больша электромагнитна сила. Преодолева сопротивление движущегос расплава, частицы металла будут выталкиватьс из зоны сепарации, оседать и собиратьс в кармане 5. Минеральна составл юща будет проходить зону сепарации и далее направл тьс на переработку. Схема электрической цепи работающего устройства такова, что если пре ставить слой шпака между электродами в виде проводника, то он образует вместе с проводником 4 цепь двух параллельно соединенных проводников. Сила тока на участках такой цепи обратно пропорциональна сопротивлени м Сопротивление проводника 4 может быть увеличено дополнительным сопротивлением . При случайном намораживании шпака на электроды сопротивление сло шлака мезеду электродами резко возрастает. Это автоматически вызывает увеличение силы тока, проход ;щего через электроды и проводник 4, а следовательно, больший нагрев Электродов и разогрев намороженного сло шлака, после чего сопротивление сло шлака снижаетс , а сила тока, проход щего через проводник 4, умень шаетс . Таким образом, происходит автоматическое регулирование и поддержание iстабильной величины силы тока, проход щего через расплав, что делает процесс надежным и более эффективным П р и м е р. На лабораторной установке с желобом, выполненным из шамота , с шириной канала в зоне сепарации 15 мм и рассто нием между электродами 10 мм при индукции в зазоре |750 Э и силе тока в цепи 250 А осу:ществл ют извлечение металла из шлакового расплава с температурой нача1 6b ла кристаллизации 1200°С. Полученные результаты приведены в таблице. При нагреве электродов до темпера туры, равной 1,0-1,1 температуры начала кристаллизации шлакового расплава , степень извлечени металла составл ет 95%. Нагрев электродов до температур, меньших 1,0 температуры начала кристаллизации шлакового расплава , увеличивает сопротивление сло шлака между электродами, так как при этом резко увеличиваетс его в зкость, и снижает эффективность извлечени металла..Нагрев до температур , больших 1,1 температуры начала кристаллизации шлакового расплава не уменьшает сопротивлени сло шлака и на эффективность извлечени металла не вли ет, однако при этом увеличиваютс затраты энергии, так как повьшаетс потребл ема мощность На этом же устройстве осуществл ют извлечение металла по известному способу. При этом установлено, что расплав намораживаетс на холодные электроды, перекрывает канал сепарации и осуществить извлечение металла не удаетс . Помимо нагрева сопротивлением, нагрев электродов может осуществл тьс электрической дугой между электродами или их индукционнь нагревом. За базовый объект дл определени экономического эффекта прин та су- . ществующа на ферросплавных заводах технологи переработки шлаков электропечного силокомарганца, который дл извлечени металла подвергают дроблению до кратности 0,5 мм. Предлагаемое изобретение по сравнению с базовым объектом позволит получить экономический эффект в размере 155 тыс.руб. на каждые 100 тыс.т. шлака только за счет сохранени шлаков силикомарганца в виде щебн . Шпаки силикотермического производства хромистых сплавов содержат о 5% металла. Таким образом, эконоическа эффективность от реализации зобретени составит 800 тыс. руб. а 100 тыс.т. ишака.kfe. The invention relates to metallurgy, in particular to ferroalloy production, and can be used to extract metal from slag melts. There is a known method for extracting metal from slag melts, which includes the effect of crossed electric and magnetic fields on the melt, according to which the flow of the slag melt is directed between the poles of the electromagnet and direct current is flowing through the layer of the melt in the magnetic field. The disadvantage of this method is the low efficiency and reliability of extraction. Upon contact of the slag melt with cold electrodes, the slag is frozen on the electrode surface, which increases the resistance between the electrodes and drastically decreases the current strength. The closest to the proposed technical essence and achievable effect is the method of metal extraction from slag melts, including the effect on the melt of a crossed magnetic field and the electric field formed by the electric current supplied to the melt by means of electrodes, and the current in the separation zone is controlled by the signal imbalance. resulting from a change in the electrical conductivity of the product outside the separation zone 2J. The disadvantage of this method is its low efficiency and reliability. When the slag melt comes in contact with the stock electrodes, the slag freezes onto the electrode surface, which increases the resistance between the electrodes and drastically reduces the current strength. This makes the process of removing inclusions of metal inefficient and unreliable. The current regulation by the unbalance signal arising from a change in the electrical conductivity of the slag melt outside the separation zone becomes therefore unreliable. The aim of the invention is to increase the efficiency of metal recovery and the reliability of the process. The goal is achieved by the fact that according to the method of metal extraction from slag melts, including the impact on the melt of a crossed magnetic field and an electric field formed by electric current supplied to the melt using electrodes, the electrodes are heated to a temperature of 1.0-1.1 the beginning of the cree: melt slag. Heating the electrodes to a temperature of 1.0-1.1 of the temperature of the onset of crystallization (TNC) of the melt avoids frosting on the electrodes and thus makes it possible to maintain a stable amount of current passing through the melt, which makes the process more efficient. and reliable. Heating the electrodes to temperatures lower than 1.0 TNKs increases the resistance of the slag layer between the electrodes, as this dramatically increases its viscosity and decreases the efficiency of metal extraction. Heating to temperatures greater than 1.1 TNCs does not reduce the resistance of the slag layer, since its viscosity remains almost constant and does not affect the extraction efficiency, however, this increases energy costs and increases power consumption. FIG. 1 shows a device for carrying out the proposed method, a longitudinal section, a device; FIG. 2 is a section A-A in FIG. 1. The device consists of chute 1, electromagnet 2 and electrodes 3. Electrodes 3 are located between the poles of electromagnet 2 and are interconnected in series with a conductor 4. There is a recess in the bottom of the groove in front of the electrodes 5. A metal receiver can be connected to each other with resistance. Before starting operation, the devices turn on the electromagnet 2 and apply voltage to the electrodes 3. The current passing through the electrodes 3 heats them to the required temperature, after which the slag melt is drained into the chute 1. The slag flowing by gravity through the chute 1 in the separation zone is subjected to a crossed magnetic the field formed by the electromagnet 2 and the electric one formed by the current passing through the melt between electrode 3. The direction of the current is such that when it interacts with the magnetic field in the melt, an electromagnet arises on the force directed towards the moving melt. Since the electrical conductivity of the slag is several orders of magnitude lower than the electrical conductivity of the metal, the current arising in the metal particles will be higher than the current in the slag. Accordingly, a much greater electromagnetic force will act on the metal particles. By overcoming the resistance of the moving melt, the metal particles will be pushed out of the separation zone, settle and collect in pocket 5. The mineral component will pass through the separation zone and then be sent for processing. The electrical circuit of the operating device is such that if we put a layer of a spike between the electrodes in the form of a conductor, then it forms, together with conductor 4, a circuit of two parallel-connected conductors. The strength of the current in such a circuit is inversely proportional to the resistances. The resistance of the conductor 4 can be increased by additional resistance. In case of a random freezing of the spike on the electrodes, the resistance of the slag layer to the mesed electrode increases sharply. This automatically causes an increase in the current passing through the electrodes and conductor 4, and consequently, more heating of the electrodes and heating of the frozen slag layer, after which the resistance of the slag layer decreases and the current through the conductor 4 decreases. Thus, automatic regulation and maintenance of the stable magnitude of the current passing through the melt, which makes the process reliable and more efficient, occurs. In a laboratory setup with a groove made of fireclay, with a channel width in the separation zone of 15 mm and a distance between 10 mm electrodes when induced in a gap of | 750 Oe and an amperage in the circuit of 250 A axis: there is a metal extraction from the slag melt with a temperature The beginning of 6b la crystallization was 1200 ° С. The results are shown in the table. When the electrodes are heated to a temperature of 1.0-1.1 the temperature of the onset of crystallization of the slag melt, the degree of metal recovery is 95%. Heating the electrodes to temperatures below 1.0 the temperature of the onset of crystallization of the slag melt increases the resistance of the slag layer between the electrodes, as this drastically increases its viscosity and reduces the efficiency of metal extraction. Heating up to temperatures greater than 1.1 temperatures of the onset of crystallization Slag melt does not reduce the resistance of the slag layer and does not affect the efficiency of metal extraction; however, this increases the energy costs, as the power consumption increases. Recovery of the metal is performed by a known method. It was found that the melt is frozen on the cold electrodes, closes the separation channel and does not succeed in removing the metal. In addition to heating by resistance, the heating of the electrodes can be carried out by an electric arc between the electrodes or by their induction heating. For the base object to determine the economic effect of the pr-su. The technology of slag processing of electric furnace furnace man-made manganese existing in ferroalloy plants, which is subjected to crushing to the metal of 0.5 mm. The proposed invention in comparison with the basic object will allow to obtain an economic effect in the amount of 155 thousand rubles. for every 100 thousand tons slag only due to the preservation of slag silicomanganese in the form of rubble. Caps of silicothermic production of chromium alloys contain about 5% of metal. Thus, the economic efficiency of the sale of the invention will be 800 thousand rubles. and 100 thousand tons ass.

0,95(1200)0.95 (1200)

0,1(120а)0.1 (120a)

1,05(1200)1.05 (1200)

1,1(1200)1.1 (1200)

1,t5(1200)1, t5 (1200)

ИзвестноеKnown

220 220

85 95 96 95 9585 95 96 95 95

1,15 225 1.15 225

i;20 230 i; 20,230

1,22 240 1.25 250 . 1.3 2501.22 240 1.25 250. 1.3 250

iiiB MtuMii ii f«iiiiaB:iiiB MtuMii ii f "iiiiaB:

18«1Я11|1Я111 «111«||||1В:18 "1Я11 | 1Я111" 111 "|||| 1B:

EaiiRiiBiBiiiiiaiiitBiii 19IIKIIIIIIIf«llllIi lllEaiiRiiBiBiiiiiaiiitBiii 19IIKIIIIIIIf "llllIi lll

АBUT

i/i.2i / i.2

Claims

METHOD FOR REMOVING METAL FROM SLAG MELTS, including exposure to a melt of crossed magnetic field and an electric field formed by applying electric current to the melt, characterized in that, in order to increase the efficiency of metal extraction and the reliability of the method, the electrodes are heated to a temperature equal to 1.0-1.1 temperature of the onset of crystallization of the slag melt.

„L 135765

1'35765