Способ переработки оксидной необогатимой цинк-свинецсодержащей руды

(51) 22 19/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам переработки оксидных необогатимых цинк-свинецсодержащих руд пирометаллургическим способом. Задачей изобретения - разработка способа переработки необогатимых цинк-свинецсодержащих руд электроплавкой, обеспечивающей извлечение железа и кремния в ферросплавферросилиций марки ФС 45 и увеличение степени извлечения ,в возгоны. Поставленная задача решается тем, что при электроплавке необогатимых цинк-свинецсодержащих руд в качестве восстановителя используется смесь кокса и длиннопламенного газового некоксующегося угля при расходе их соответственно 13-21 и 29-37 от массы руды и отношении угля к коксу, равном 1,38-2,84. Способ позволяет получить ферросилиций марки ФС 45 и увеличить степень извлечения - до 78,281,6,в возгоны до 99,7-99,9, Р- до 99,299,5.(72) Шевко Виктор Михайлович Капсалямов Бауыржан Ауесханович Бишимбаев Валихан Козыкеевич Картбаев Смаил Картбаевич Колесников Александр Сергеевич Шарыгина Наталья Михайловна Турымбетов Нурбол Шарипбаевич(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский Государственный университет им. М. Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОКСИДНОЙ НЕОБОГАТИМОЙ ЦИНКСВИНЕЦСОДЕРЖАЩЕЙ РУДЫ(57) Способ переработки оксидной необогатимой цинк-свинецсодержащей руды 20807 Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам переработки оксидных необогатимых цинк-свинецсодержащих руд пирометаллургическим способом. Известен способ переработки оксидных необогатимых цинк-свинецсодержащих руд пирометаллургическим способом - вельцеванием при температуре 1200-1250 С в присутствии кокса с восстановлением ,и отгонки их в газовую фазу Абдеев М.А., Колесников А.В., Ушаков Н.Н. Вельцевание цинк-свинецсодержащих материалов. М. Металлургия, 1985, с.120. Недостатком известного способа является большой расход восстановителя - кокса (40-50 от массы руды), большая продолжительность процесса(2,5-3 часа). Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является пирометаллургический способ, заключающийся в электроплавке цинк-свинецсодержащего оксидного материала в присутствии кокса при температуре 1400-1450 С Лакерник М.М. Электротермия в металлургии меди, цинка и свинца - М Металлургия, 1964, с.283. Недостатком данного способа является отсутствие комплексности при переработке цинксвинецсодержащего оксидного сырья. Извлечениепри этом в возгоны составляет 98,5, Р-97,0. Железо извлекается в металлизированный сплав на 4-10. Кремний при этом (в виду недостаточно высокой температуры) практически не восстанавливается и остается в шлаке. Задача, изобретения - разработка способа переработки необогатимых цинк-свинецсодержащих руд электроплавкой, обеспечивающего извлечение железа и кремния в ферросплав- ферросилиций марки ФС 45 и увеличение степени извлечения , в возгоны. Поставленная задача решается тем, в способе переработки оксидной необогатимой цинксвинецсодержащей руды электроплавкой в присутствии кокса с отгонкой ,и получением ферросплава, согласно изобретению процесс проводят в присутствии смеси кокса и длиннопламенного некоксующегося угля при расходе 13- 21 кокса и 29-37 угля от массы руды и отношении угля к коксу, равном 1,38-2,84. Температура начала восстановленияв присутствии железа и углерода при получении ферросилиция зависит от марки выплавляемого ферросилиция. Минимальная температура - 1530 С соответствует получению ферросилиция марки ФС 20, а 1680 С - марки ФС 45. Интенсивное восстановление кремния происходит при Т 17501850 С. Для формирования в электропечи устойчивой реакционной зоны с температурой 18001850 С необходимо создать условия для стабильной работы закрытой дуги, без значительного вскрытия колошника. В противном случае резко возрастают потери кремния в газовую фазу в видеи ,уменьшается выходв металлизированный сплав,с одновременным уменьшением содержанием его в сплаве. Такой режим работы может быть обеспечен 2 использованием шихты, обладающей повышенным удельным электросопротивлением. Используемый для этих целей кокс обладает сравнительно небольшим удельным электросопротивлением (2-9 Ом-см в засыпке). Большим сопротивлением обладают природные угли (от 3000 до 10000 Ом-см). Поэтому в смеси с коксом в шихте они позволяют увеличить электросопротивление шихты и обеспечивают более низкую посадку электродов. Тем самым создаются условия для работы в печи закрытой дуги. Например, шихта для получения ферросилиция из оксидной необогатимой цинксвинецсодержащей руды, состоящая из 71 руды,10 железной стружки, 19 кокса обладает при 800-900 С удельным электросопротивлением 18-22 Ом-см, а в присутствии длиннопламенного газового некоксующегося угля, состоящая из 65 руды, 9 железной стружки, 8 кокса и 18 угля ее удельное электросопротивление увеличивается почти на 2 порядка, составляя 1200-1400 Ом-см. Технологическая реализация предлагаемого способа была осуществлена с использованием в качестве оксидной - содержащей необогатимой руды месторождения Шалкия, содержащей 432, 12,9 А 12 О 3, 15,6 щ, 2,8 СаО 0, ,8, 1,6 Р, 0,2. В качестве длиннопламенного газового некоксующегося угля использовали уголь Шубаркульского месторождения фракции 5-10 мм, который характеризовался следующими характеристиками 35-44 4-8 12-14 72-76 Нг 56 0,3-0,5 Ог 24-27 7200-7400 ккал/кг. Зола угля содержит 54-572 25-29 А 12 О 3 823 4-52-32020 0,050,2 Р. Кокс фракции 5-10 мм содержал 86 С 10,9 золы 1,8 летучих 0,8 Н 2 О 0,5. Во всех опытах количество железной стружки углеродистой стали фракции 3-5 мм было постоянным и составило 10 от массы руды. Перед шихтовкой руда была раздроблена до фракции 3-10 мм и просушена при температуре 1305 С в течение 1,5 часа. Исходные компоненты тщательно перемешивались. Подготовленная шихта массой 5 кг порциями загружалась в графитовый тигель 20 см,помещенный в электрическую однофазную одноэлектродную печь. Диаметр графитового электрода составлял 65 мм. Печь питалась от однофазного печного трансформатора марки ОСУ 80, с терристорным регулятором мощности. Мощность печи регулировалась от 0 до 30 кВт. После проведения электроплавки продукты плавки(ферросилиций и шлак) взвешивались и анализировались на , , , . Марка ферросилиция определялась пикнометрическим методом в среде керосина. Продолжительность плавки составляла 1 час. Температура процесса,измеряемая вольфрам-рениевой термопарой,составила 1800-1840 С. Результаты опытов приведены в таблице. Как следует из таблицы, при электроплавке руды возможно получение ферросилиция марки ФС 45 (с содержаниемв соответствии с ГОСТ 1215-78 от 41 до 47). Однако, только при одновременном присутствии 20807 кокса от 13- 21 и угля от 29 до 37 от массы руды с массовым отношением угля к коксу, равном 1,382,84, создаются условия для максимальной степени извлеченияв ферросплав. При меньшем соотношении угля к коксу наблюдается уменьшение степени переходав ферросплав. Это связано с небольшим удельным сопротивлением, высокой посадкой электрода и вскрытием колошника. В таких условиях восстановленныйибеспрепятственно покидают печное пространство. Поэтому уменьшается выходв сплав. При большем соотношении угля к коксу, несмотря на низкую посадку электродов, наблюдается также вскрытие колошника, в виду увеличения летучих в шихте и интенсивного их сгорания в верхних горизонтах их печи. Более высокая температура процесса 1800-1840 С позволила увеличить степень отгонки цветных металловдо 99,7-99,9, Р 99,2-99,5, а степень переходав ферросплав- до 78,2-81,4. Таким образом,использование длиннопламенного угля (29-37 от массы руды) в смеси с коксом (13-21 от массы руды) при отношении угля к коксу, равном 1,38-2,84, позволило получить ферросилиций марки ФС 45 и увеличить степень извлечения - от 0,5-0,8 до 78,2-81,6,в возгоны от 98,3-98,5 до 99,7-99,9, Р - от 96,497,3 до 99,2-99,5. Таблица Результаты опытов по электроплавке оксидной необогатимой цинк-свинецсодержащей руды Содержание в шихте,от Отношение массы руды кокс/ уголь кокс уголь ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переработки оксидной необогатимой цинк-свинецсодержащей руды электроплавкой в присутствии кокса с отгонкой цинка, свинца и получением ферросплава, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии смеси кокса и длиннопламенного некоксующегося угля при расходе 13-21 кокса и 29-37 угля от массы руды и отношении угля к коксу, равном 1,38-2,84.