Способ переработки оксидного Zn-Pb-Fe-Si содержащего сырья электроплавкой

(51) 22 19/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ посредством извлечения кремния в целевой продукт, увеличение степени извлеченияи уменьшение продолжительности максимальной отгонкии Р в газовую фазу. Поставленная задача достигается тем, что электроплавка оксидного содержащего сырья (необогатимой цинк- олигонитовой руды),осуществляемая в присутствии кокса и железной стружки, согласно изобретению проводится в температурном интервале 1650-1750 С в присутствии нефтяного шлама при соотношении кокс нефтяной шлам 2,7-7,6 с предварительным пропитыванием оксидного сырья нефтяным шламом. Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить степень комплексности использования сырья за счет увеличения степени извлечения кремния в целевой продуктферросилиций от 0,6 до 79,6- уменьшить продолжительность максимальной отгонкии Р в газовую фазу на 30 минут (от 90 до 60 мин).(72) Шевко Виктор Михайлович Капсалямов Бауыржан Ауесханович Бишимбаев Валихан Козыкеевич Картбаев Смаил Картбаевич Колесников Александр Сергеевич Абдикулова Загипа Киргизбаевна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к переработке содержащего природного и техногенного сырья пирометаллургическим способом. Задачей изобретения является повышение степени комплексного использования сырья 20694 Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к переработке содержащего природного и техногенного сырья пирометаллургическим способом. Известен способ переработки оксидного содержащего сырья, по которому оксидное сырье подвергается электроплавке в смеси с хлоридами кальция (10-15), натрия (6-8), кокса(1-1,5) и кварцита (9-12) при температуре 12001250 С А.с. СССР 379660. С 22 В 7/04. 1973.,Вестник АН Каз. ССР, 1974,3, с. 71 Способ предусматривает извлечение ,в газовую фазу хлоридовозгонкой, а железа - после его восстановления в самостоятельную фазу- чугун. Несмотря на высокое извлечениеи Р в хлоридные возгоны (-97,9-98,6, - 98-99),хлоридная электроплавка не обеспечивала полный переход железа в сплав. Железо в сплав извлекалось только на 60,8. Остальное железо переходило в хлоридные возгоны (12,2) и оставалось в расплаве- 27. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ переработки содержащего оксидного сырья восстановительной электроплавкой в присутствии кокса и флюса Лакерник М.М. Электротермия в металлургии меди, цинка и свинца - М. Металлургия, 1964. с.283. Процесс проводится при температуре, не превышающей 1450 С с переходоми Р в газовую фазу и - в металлизированный сплав. Несмотря на то, что процесс электроплавки позволяет перевести в газовую фазу до 98,2 и 97,2 Р, способ имеет ряд недостатков- невозможность увеличения степени извлеченияв сплав более 70, в виду ограничения температуры процесса- невысокой степенью комплексного использования сырья, в частности перевод 98-100 кремния в отвальный продукт- шлак- большой (90 минут) продолжительностью отгонкии Р. Задачей изобретения является повышение степени комплексного использования сырья посредством извлечения кремния в целевой продукт, увеличение степени извлеченияи уменьшение продолжительности максимальной отгонкии Р в газовую фазу. Поставленная задача достигается тем, что электроплавка оксидного содержащего сырья (необогатимой цинк- олигонитовой руды),осуществляемая в присутствии кокса и железной стружки, согласно изобретению проводится в температурном интервале 1650-1750 С в присутствии нефтяного шлама при соотношении кокс нефтяной шлам 2,7-7,6 с предварительным пропитыванием оксидного сырья нефтяным шламом. Увеличение температуры позволяет повысить степень восстановленияи способствует восстановлению кремния. Образующиеся в печи при повышенных температурах С и силициды железа не являются инертными по отношению к оксидным соединениям цинка. Так, в присутствии силицида 2 железа (3) в системе -О 2-23 кажущаяся энергия активации уменьшается от 262 до 141 кДж/ моль, а продолжительность полного восстановления и отгонкив газовую фазу уменьшается при 1523 К от 100 до 85 минут. Кроме того, в присутствии ФС 25 полный переходв элементное состояние в меньшей мере осложнен образованием цементита, который в значительной степени образуется в отсутствии ферросилиция. Предварительное пропитывание цинк олигонитовой руды нефтяным шламом позволяет равномерно распределить его в объеме руды, тем самым создаются условия увеличения продолжительности контакта шлама с рудой. Нефтяной шлам - типичный представитель углеводородного сырья, вследствие подверженности каталитической деструкции органической массы он является донором водорода и его радикалов (в присутствии , , ), которые способны восстановить оксиддо магнетита, а такжеиз ,из РО с большой скоростью и при меньшей температуре, чем собственно углерод, то есть ускорение восстановления ,ив присутствии нефтяного шлама описывается схемой 1) термическая каталитическая деструкция нефтешлама (СХНУхСу/2 Н 2) 2) Образование атомов водорода в присутствии 3232 Н 234 2), а в присутствии С и 3 вследствие протекания реакций 332 33332 Предлагаемый способ переработки испытан посредством тигельных плавок, проведенных на однофазной, одноэлектродной печи с регулируемой мощностью от 0 до 40 кВт. Навеска шихты для электроплавки составляла 8 кг. В качестве шихтовых компонентов использовали цинколигонитовую необогатимую руду Жайремского месторождения, содержащую 48 2 9 А 12 О 3 2 СаО 0,63,8 22 5,7 бщ 4,450,24 нефтяной шлам, состоящий из 70 СН 19,6 минеральных примесей и , 10,4 Н 2 О железную стружку, содержащую 98 коксовую мелочь, содержащую 88,7 С 1,3 Н 2 О 0,6 и 9,4 золы. Опыты проводили в графитовом тигле высотой 18 см и внутренним диаметром 15 см. Крупность руды, коксовой мелочи,железной стружки составляла 0,5-1 см. Перед проведением опытов цинк-олигонитовая руда перемешивалась с необходимым (по условиям опытов) количеством нефтяного шлама. Полученная смесь выдерживалась в шихтовочном коробе при температуре 20-25 С в течение 24 часов. Затем из смеси руды и нефтешлама, кокса, железной стружки составлялась шихта, которая проплавлялась в электропечи. Продолжительность каждой плавки составляла 60 минут. Температура в печи измерялась посредством подводимой к печи мощности от трансформатора ОСУ-80 при помощи терристорного регулятора. Температура в тигле(в начале, в середине и в конце плавки). Результаты опытов приведены в таблице, из которой следует, что увеличение температуры положительно влияет на степень извлечения , ,. Но длянаилучшие показатели достигнуты в температурной области 1650-1750 С (опыты 4-5). Таблица Результаты электроплавки цинк-олигонитовой руды в присутствии коксовой мелочи и нефтяного шлама До 1650 С степень извлеченияне высокая из-за низкой температуры, а при Т 1750 С происходило испарение восстановленного кремния(опыт 6). При замене части коксовой мелочи на нефтяной шлам, который вводился в смеси с рудой,оптимальной областью следует признать область соотношений кокс/нефтяной шлам от 7,6 до 2,7(опыты 8-10), в виду того, что при соотношении кокс/нефтяной шлам 7,6 уменьшается извлечениеи Р в возгоны, аив ферросплав. При соотношении кокс/ нефтяной шлам 2,7 не наблюдается заметного увеличения извлечения металлов из шихты. Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить степень комплексности использования сырья за счет увеличения степени извлечения кремния в целевой продуктферросилиций от 0,6 до 79,6- уменьшить продолжительность максимальной отгонкии Р в газовую фазу на 30 минут (от 90 до 60 мин). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переработки оксидного содержащего сырья электроплавкой в присутствии кокса, отличающийся тем, что электроплавка проводится в температурном интервале 1650-1750 С в присутствии нефтяного шлама при соотношении кокснефтяной шлам 2,7-7,6 с предварительным пропитыванием оксидного сырья нефтяным шламом.