Способ Sadmelt переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо

(51) 22 23/02 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ или твердого перерабатываемого шлака,углеродосодержащего материала и кислорода в кислородосодержащем дутье в количествах,необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла далее ведут расплавление шихты в окислительно-плавильной зоне с образованием жидкого шлака, поступающего в отдельно стоящий агрегат - электропечь постоянного тока. В этот агрегат, работающий за счет энергии постоянного тока,подают углеродсодержащий материал, дополнительные флюсы в количествах,необходимых для восстановления оксидов извлекаемых металлов в металлическую фазу и компенсации тепловых затрат. При этом поддерживают отношение удельного расхода электроэнергии на тонну извлекаемого металла в пределах 0,17-0,20,удельный расход кислорода в пределах 0,07-0,08,расход угля - 0,08-0,09.(57) Изобретение относится к металлургической промышленности, преимущественно к металлургии никеля и кобальта, и касается способов получения жидкого металла при переработке окисленного металлсодержащего природного сырья и техногенных материалов. Предлагаемый способ состоит в комбинации из нескольких процессов сушка и прокалка влажной руды до 800-1000 отходящими газами печи затем подача в шлаковый расплав окислительноплавильной зоны однозонной печи шихты,состоящей из прокаленной руды, флюсов, жидкого Изобретение относится к области металлургии и касается способов получения жидкого металла при переработке окисленного металлосодержащего природного сырья и техногенных материалов. Изобретение может быть использовано для производства никеля, меди и железа. Известен способ непрерывной переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо, в частности получения ферроникеля или никелевого штейна из окисленных никелевых руд (патент РФ на изобретение 2194781,опубл.20.12.2002,бюл.35). Способ включает подачу в окисленную зону двухзонной печи в шлаковый расплав шихты,углеродсодержащего материала и кислорода в кислородосодержащем дутье в количествах,необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла, расплавление шихты сообразованием жидкого шлака,поступающего в восстановительную зону, в которую подают углеродосодержащий материал,кислородосодержащее дутье и дополнительные флюсы в количествах,необходимых для восстановления оксидов извлекаемых металлов в металлическую фазу и компенсации тепловых затрат,поддерживая отношение расхода углеродсодержащего материала на тонну извлекаемого металла в окислительной и восстановительной зонах в пределах 0,3-2,5, а удельный расход кислорода в этих зонах в пределах 0,7-3,0,выпуск продуктов плавки из восстановительной зоны печи. Недостатком данного известного способа является- образование гетерогенного промежуточного слоя на границе шлаковой и металлической ванн при снижении температуры в подфурменной зоне,что затрудняет разделение шлака и металлов- при остановке подачи топлива дутье быстро охлаждает расплав, он может сначала вспениться, а затем замерзнуть. Техническим результатом предлагаемого способа является повышение извлечения металлов в штейн (ферросплав) за счет дополнительного восстановления их и улучшения разделения шлаковой и металлической фаз. Также известен способ (патент РФ на изобретение 2324751, опубл. 20.11.2007,бюл.14 от 20.05.2008 и патент РК на изобретение 21937, опубл. 15.12.2009, бюл.12), в котором перед выпуском металлической фазы продуктов плавки расплав в шлаковом сифоне периодически обогревается электрической дугой. Дуга образуется на границе шлак - металлическая фаза, при этом происходит дополнительное восстановление металлов в металлической фазе за счет расхода графитовых электродов. Происходит также обеднение шлака за счет перемешивания расплава дугой и повышения температуры с последующим отстаиванием расплава перед сливом металлической фазы. Перерабатывают окисленную никелевую руду,содержащую 1,072448 2. В 2 окисленную зону загружают 41,7 т/час руды с влажностью 10 12,8 т/час известняка 7,4 т/час угля 9740 нм 3/час технического кислорода 2300 нм 3/час воздуха. В восстановительную зону загружают 2 т/час угля 1,3 т/час серного колчедана 1500 нм 3/час кислорода и 800 нм 3/час воздуха в расплав и 760 нм 3/час кислорода и 300 нм /час воздуха на дожигание. В шлаковый сифон перед сливом металлической фазы через графитовые электроды подают постоянный ток. Нагревают расплав в сифоне до температуры 1350-1500, после чего отключают напряжение на электродах. Металлическую фазу перед сливом отстаивают 10-15 минут. Выход металлической фазы 2 т/час, что на 0,2 т/час выше, чем в известном способе. Оба способа требуют отдельного расхода топлива и других затрат на рудоподготовку (сушку и прокалку зачастую влажного исходного сырья). Кроме того двухзонная печь из-за перепада температур в разных зонах требует большего расхода тепла по сравнению с предлагаемым способом. Это делает эти два способа - аналога менее эффективными и существенно более затратными по сравнению с предлагаемым способом. Предлагаемый способ от двух приведенных аналогов, а также от заявки 2009/1746.1 от 31.12.2009 отличается тем, что состоит в комбинации из нескольких процессов (см. фиг.) сушка и прокалка до 800-1000 влажной руды отходящими газами печи затем подача в шлаковый расплав окислительно-плавильной зоны однозонной печи шихты, состоящей из прокаленной руды,флюсов, жидкого или твердого перерабатываемого шлака,углеродосодержащего материала и кислорода в кислородосодержащем дутье в количествах, необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла далее ведут расплавление шихты в окислительноплавильной зоне с образованием жидкого шлака,поступающего в отдельно стоящий агрегат электропечь постоянного тока. В этот агрегат,работающий за счет энергии постоянного тока,подают углеродсодержащий материал,дополнительные флюсы в количествах,необходимых для восстановления оксидов извлекаемых металлов в металлическую фазу и компенсации тепловых затрат. При этом поддерживают отношение удельного расхода электроэнергии на тонну извлекаемого металла в пределах 0,17-0,20, а удельный расход кислорода в пределах 0,07-0,08, расход угля - 0,08-0,09. Способ позволяет снизить влагу (как физическую, так и кристаллическую), за счет этого увеличить содержание ценных компонентов (основных металлов) на 0,2 и более, снизить себестоимость 1 т никеля в готовой продукции на 50 и более по сравнению с указанными вариантами - аналогами. Предлагаемый способ запланирован при проектировании и строительстве заводов цветных металлов и железа как для этапов модернизации производства с целью увеличения содержания основных металлов в товарной продукции, так и для нового строительства заводов с изначально лучшими параметрами. Пример параметров предлагаемого способа Для окисленной руды, содержащей 0,5-0,7 никеля, не менее 0,05 кобальта и выше 20 железа, при использовании в однозонной печи с площадью окислительной зоны 7,2 м 2, без использования природного газа часовые показатели плавки в однозонной печи следующие влажная руда 44,2 т, прокаленная руда 28,9 т,горячий известняк 9,2 т (руда и известняк подаются из системы кальцинации), уголь 11,5 т (вдувается в расплав), технологический кислород 6,2 тыс.м 3,воздух в кислородно-воздушной смеси 1,4 тыс.м 3,воздух на дожигание в отходящих газах 11,9 тыс.м 3,штейн 1,5 т, отвальный шлак 33,9 т, отходящие газы 36,8 тыс.м 3 сера в электропечи постоянного тока 0,7 т. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способпо переработке сырья,содержащего цветные металлы и железо,включающий подачу в окисленную зону шихты,состоящей их исходного сырья, флюсов, жидкого или твердого перерабатываемого шлака,углеродосодержащего материала и кислорода в кислородосодержащем дутье в количествах,необходимых для полного сгорания углерода,расплавление шихты с образованием жидкого шлака, отличающийся тем, что состоит в комбинации из нескольких процессов сушка и прокатка до 800-1000 влажной руды отходящими газами печи затем подача в шлаковый расплав окислительно-плавильной зоны однозонной печи шихты, состоящей из прокаленной руды, флюсов,жидкого или твердого перерабатываемого шлака,углеродосодержащего материала и кислорода в кислородосодержащем дутье в количествах,необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла далее ведут расплавление шихты в окислительно-плавильной зоне с образованием жидкого шлака, поступающего в отдельно стоящий агрегат - электропечь постоянного тока в этот агрегат, работающий за счет энергии постоянного тока, подают углеродсодержащий материал, дополнительные флюсы в количествах,необходимых для восстановления оксидов извлекаемых металлов в металлическую фазу и компенсации тепловых затрат при этом поддерживают отношение удельного расхода электроэнергии на тонну извлекаемого металла в пределах 0.17-0.20, а удельный расход кислорода в пределах 0.07-0.08,расход угля - 0.08-0.09.