Печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне

(51) 27 17/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к цветной металлургии,в частности к устройствам пирометаллургической переработки в жидкой ванне сульфидных материалов медного производства. Предложена конструкция печи для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне,содержащая прямоугольную шахту,кессонированный пояс с фурмами, подину, сифон для выпуска штейна с перетоком и сифон для выпуска шлака, снабженный электродами, в которой сифон для выпуска шлака снабжен двумя электродами, работающими на постоянном токе с расстоянием между центрами электродов четыре диаметра электрода, с высотой шлакового расплава в сифоне восемь диаметров электрода и высотой штейнового расплава два диаметра электрода. Техническим результатом изобретения является снижение расхода электроэнергии и обеспечение надежности работы агрегата.(72) Квятковский Сергей Аркадьевич Кожахметов Султанбек Мырзахметович Соколовская Людмила Вячеславовна Шамгунов Амантай Супьянович Иманбакиев Валерий Газизович Семенова Анастасия Сергеевна Оспанов Ержан Арыстанбекович Байгуатов Дюйсенгали Ибрайханович Медиханов Далел Гумарович Камирдинов Гулам Шамшидинович(73) Акционерное общество Центр наук о земле,металлургии и обогащения(54) ПЕЧЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ПЛАВКИ СУЛЬФИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЖИДКОЙ ВАННЕ 20578 Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам пирометаллургической переработки в жидкой ванне сульфидных материалов медного производства. Известна печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне,отличающаяся тем, что с целью снижения потерь металлов с отвальными шлаками, она снабжена перегородкой,закрепленной на своде восстановительной камеры и не доходящей до подины, нижняя кромка перегородки расположена на уровне 0,7-1,0 высоты сливного порога шлака,восстановительная камера снабжена перегородкой,верхняя кромка которой расположена на уровне порога сливного окна шлакового сифона, а нижняя кромка перегородки отделяет плавильную камеру от штейнового сифона (Патент России 1008600, кл. 27 17/00, 11.12.81). Переработка сульфидных материалов в такой печи не позволяет снизить потери цветных металлов с отвальными шлаками, за счет недостаточного отстаивания и разделения продуктов плавки - штейна и шлака. Частицы взвеси сульфида меди остаются в вязком шлаке, так как верхняя кромка восстановительной камеры расположена на уровне порога сливного окна шлакового сифона и температура жидкотекучести шлака не достигается в необогреваемом сифоне, увеличивается процесс настылеобразования, снижается надежность работы агрегата. Известно устройство печи для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне,включающее шахту, снабженную перегородкой,разделяющей ее на плавильную и восстановительную камеры, узлами испарительного охлаждения, расположенными в конце камеры, а подина выполнена ступенчатой и наклонной (А.с.813102, кл. 27 3/00, 21.01.77). Недостатком этой печи является наличие ступенчатой и наклонной подины, а также отсутствие зоны, достаточно прогретой для оптимального отстаивания шлака, вследствие чего содержание меди в шлаках может достигать 3,54,0, извлечение меди в штейн снизится на 2-3,также снизится надежность работы агрегата за счет образования настылей в области перегородки. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне, содержащая прямоугольную шахту,кессонированный пояс с фурмами, подину, сифон для выпуска штейна с перетоком и сифон для выпуска шлака, снабженная тремя электродами,размещенными в приспособлении для выпуска шлака, которое соединено с шахтой печи перетоком,расположенным ниже уровня фурм на расстоянии 10-50 калибров фурм (Патент России 1316367, кл. 27 17/00, 27.12.85). Недостатком печи является наличие трех электродов в шлаковом сифоне, работающих на переменном токе, при этом плотность тока не высока, за счет чего расход электродов возрастает в 2-3 раза. Имеющийся переток, расположенный ниже 2 уровня фурмы на расстоянии 10-50 калибров фурм,препятствует образованию достаточного уровня шлака, что ведет к повышенному расходу электроэнергии на разогрев расплава и образованию настылей. Кроме того, в данном агрегате имеется ступенчатая подина, которая технически трудно выполнима и является одним из недостатков данной конструкции агрегата и вызывает ускоренное настылеобразование,снижающее надежность работы агрегата. Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение расхода электроэнергии и повышение надежности работы агрегата. Указанный результат обеспечивается в конструкции печи для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне,содержащей прямоугольную шахту,кессонированный пояс с фурмами, подину, сифон для выпуска штейна с перетоком и сифон для выпуска шлака, снабженный электродами, при этом сифон для выпуска шлака снабжен двумя электродами, работающими на постоянном токе, с расстоянием между центрами электродов четыре диаметра электрода, с высотой шлакового расплава в сифоне восемь диаметров электрода и высотой штейнового расплава два диаметра электрода. На чертеже представлена предлагаемая печь. Она содержит прямоугольную шахту 1, устройство для загрузки шихты 2, кессонированный пояс 3 с фурмами 4, сифон 5 для выпуска шлака,снабженный электродами 6 и сообщающийся с шахтой печи с помощью перетока 7, сифон 8 для выпуска штейна, который соединен с шахтой печи с помощью перетока 9 подину 10 шахты печи и газоход для эвакуации технологических газов (не показан). Печь работает следующим образом. Шихта непрерывно загружается в шахту печи через устройство 2 на поверхность расплава энергично барботируемого слоя шлакоштейновой эмульсии в области кессонированного пояса. Подача кислородного дутья осуществляется через фурмы 4. При этом в расплаве выше уровня фурм протекает интенсивное плавление шихты и окисление сульфидов, в подфурменной зоне через шлак проходят крупные сульфидные капли, оседающие на подину печи 10. Шлак непрерывно поступает через переток 7 в сифон 5, который обогревается электроэнергией, вводимой с помощью двух электродов 6, дополнительно обедняется по цветным металлам и выводится из печи. Штейн удаляется через сифон 8. Электрический обогрев шлаковой ванны в сифоне постоянным током и двумя электродами с расстоянием между их центрами четыре диаметра электрода позволяет равномерно прогревать расплав, завершить формирование штейновой и шлаковой фазы, тем самым исключить процесс настылеобразования, сократить расход электродов,устранить дополнительные операции по обслуживанию электродов. Все это повышает 20578 надежность работы печи для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне. В предлагаемой конструкции печи высота шлакового расплава в сифоне составляет восемь диаметров электрода, а высота штейнового расплава - два диаметра электрода. Высота шлакового расплава, равная восьми диаметрам электродов, определяется высотой расплава в плавильной зоне печи и ограничена шлаковой перегородкой. Уровень шлакового расплава в сифоне позволяет создать область жидкотекучего шлака, в которых не образуется промежуточного слоя на границе штейн-шлак,образование которого зависит от выпадения кристаллов магнетита из шлака. Причиной накопления магнетита на границе раздела штейн и шлак является наличие гетерогенного магнетита в шлаковой ванне и выпадение его из шлака в отдельную фазу, вследствие охлаждения штейновой донной ванной близлежащего слоя шлака. Обычно кристаллы магнетита не крупнее 0,5 мм, но они образуют конгломераты более крупных размеров. Образование такого промежуточного слоя значительно затруднит переток и выпуск шлака, что увеличит потери меди со шлаком, кроме того,повысится расход электроэнергии для дополнительного прогрева ванны расплава. Так как электропроводность штейна намного больше, чем электропроводность шлака, то высота уровня штейна в сифоне, равная двум диаметрам электрода, оказывает важнейшее влияние на потребление электроэнергии при постоянном уровне заглубления электродов. Превышение высоты штейнового расплава более двух диаметров электродов повлечет повышенный расход электроэнергии, необходимой для поддержания оптимальной температуры штейна,интенсифицирует процесс настылеобразования,снизит надежность работы агрегата. К преимуществам устройства печи относятся- снижение расхода электроэнергии в 2,5-3 раза(расход электроэнергии не превышает 80 кВтч на 1 т получаемого шлака)- уменьшение удельного расхода электродов в 2,5 раза- снижение уровня шума от 100 дбл до 85 дбл- повышение надежности работы печи в 1,5-2 раза. Примеры осуществления способа в печи для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне. Пример 1 (по прототипу). Проведен опыт в сифоне печи по переработке жидкого шлака,поступающего из плавильного пространства печи Ванюкова, содержащего,32 диоксида кремния, 5 оксида кальция, 35 железа, 5 цинка, 7 магнетита. Температура расплава поступающего в шлаковый сифон 1250 С, на выходе из сифона 1320 С. Сифон обогревается тремя электродами диаметром 300 мм, переток, соединяющий сифон и шахту печи расположен ниже уровня фурм на расстоянии 50 калибров фурм. При производительности по шлаку 50 т/ч получен отвальный шлак, содержащий 0,6 меди. Расход электроэнергии составил 320 кВтч/т получаемого шлака. Пример 2 (предлагаемое изобретение). Проведен опыт в сифоне печи по переработке жидкого шлака,поступающего из плавильного пространства печи Ванюкова, содержащего,2 - 32, СаО - 5,35,- 5, 34 - 7. Температура на входе в сифон 1250 С, на выходе - 1320 С. Сифон обогревался двумя электродами диаметром 300 мм, расстояние между центрами электродов - четыре диаметра электрода, высота шлакового расплава в сифоне - восемь диаметров электрода и высота штейнового расплава -два диаметра электрода, производительность по шлаку 50 т/ч. Получен отвальный шлак содержащий 0,6 меди. Расход электроэнергии составил 90 кВтч/т получаемого шлака. Таким образом предлагаемое устройство печи позволяет решить проблему снижения расхода электроэнергии, получить высокие техникоэкономические показатели, обеспечить надежную работу агрегата. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне,содержащая прямоугольную шахту, кессонированный пояс с фурмами, подину, сифон для выпуска штейна с перетоком и сифон для выпуска шлака, снабженный электродами, отличающийся тем, что сифон для выпуска шлака снабжен двумя электродами,работающими на постоянном токе с расстоянием между центрами электродов четыре диаметра электрода, с высотой шлакового расплава в сифоне восемь диаметров электрода и высотой штейного расплава два диаметра электрода.