Способ переработки ильменитовых концентратов

(51) 22 34/12 (2009.01) 22 5/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Предложен способ переработки ильменитовых концентратов, включающий восстановительный обжиг ильменитового концентрата, плавление обожженного продукта в электропечи и довосстановление с получением титанового шлака,железосодержащего продукта и отходящих газов,очистку отходящих газов от пыли, при этом отходящие газы электроплавки после очистки от пыли подвергают конверсии в электрогазогенераторе, очищают от сернистого газа,после чего конверсированный газ направляют на восстановительный обжиг. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества железосодержащего продукта и повышение эффективности процесса за счет утилизации отходящего газа электроплавки и снижения выброса газов в атмосферу.(72) Онаев Мурат Ибрагимович Найманбаев Мадали Абдуалиевич Павлов Александр Владимирович Алжанбаева Надира Шариповна Архипова Екатерина Владимировна(73) Акционерное общество Центр наук о земле,металлургии и обогащения(56) Гущин И.С., Рымкан В.В. Экономическая эффективность двухстадийной плавки титаномагнетитов. Проблемы металлургии титана. Наука, М., 1967(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ИЛЬМЕНИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ(57) Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке ильменитовых концентратов электроплавкой. 23699 Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке ильменитовых концентратов электроплавкой. Основными продуктами плавки являются титановый шлак, железосодержащий продукт и отходящие газы. При плавлении шихты, состоящей из ильменитового концентрата и антрацита, сера,присутствующая в них в значительном количестве,распределяется по продуктам плавки следующим образом в шлак 41,2, в железосодержащий продукт 15,4 и в отходящие газы 42,7. Среднее содержание серы в железосодержащем продукте составляет от 0,16 до 0,3, что резко ухудшает его качество, в связи с чем железосодержащий продукт,относящийся по содержанию углерода (1,4-1,8),хрома (0,4-1,7) ванадия (0,1-0,3) и марганца (0,10,2) к высокоуглеродистым низколегированным маркам стали, реализуется по низкой стоимости. Отходящие из электропечи газы (1150-1200 С) содержат СО 20-26 СО 2 9-12 О 2 4,5-10 и 0,120,25 О 2 и после очистки выбрасываются через дымовую трубу в атмосферу. Известен способ переработки ильменитовых концентратов, включающий смешение концентрата с 10 антрацита (75-80 от расчетного) и плавление шихты в электропечи Денисов С.И. Электротермия титановых шлаков, 1970, с. 86. После расплавления всей шихты содержание монооксида железа в титановым шлаке составляет 8-12 мас., затем проводят довосстановление полученного шлака до содержания монооксида железа в нем до 5 мас. путем подгрузки оставшейся части антрацита (20-25 от расчетного). В результате плавки получают титановый шлак,железосодержащий продукт и запыленные отходящие газы. Отходящие газы очищают от пыли и сбрасывают через дымовую трубу в атмосферу. Недостатками способа являются получаемый металл(железосодержащий продукт) из-за повышенного содержания серы имеет низкую стоимость отходящие газы дожигают и после очистки от пыли сбрасывают в атмосферу. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ переработки ильменитовых концентратов в две стадии. Первую стадию проводят в трубчатой вращающейся печи при температуре 1200-1350 С, где ильменитовый концентрат в смеси с углем в пропорции 91 обжигают. При этом 70-75 железа восстанавливается до металла. Восстановленный огарок, полученный на первой стадии, расплавляют в электропечи и довосстанавливают монооксид железа антрацитом до остаточного содержания в шлаке 5 мас. . Отходящие газы очищают от пыли и сбрасывают через трубу в атмосферу. Гущин И.С., Рымкан В.В. Экономическая эффективность двухстадийной плавки титаномагнетитов.// Проблемы металлургии титана //. Наука, М., 1967 В результате плавки получают титановый шлак,железосодержащий продукт и отходящие газы. Недостатками способа являются низкое качество железосодержащего продукта из-за повышенного содержания серы отходящие из электропечи газы дожигают и после очистки от пыли сбрасывают в атмосферу. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества железосодержащего продукта и повышение эффективности процесса за счет утилизации отходящего газа электроплавки и снижения выброса газов в атмосферу. Технический результат обеспечивается в способе переработки ильменитовых концентратов,включающем восстановительный обжиг ильменитового концентрата,плавление обожженного продукта в электропечи и довосстановление с получением титанового шлака,железосодержащего продукта и отходящих газов,очистку отходящих газов от пыли, в котором отходящие газы электроплавки после очистки от пыли подвергают конверсии в электрогазогенераторе с последующей очисткой от сернистого газа, после чего конверсированный газ направляют на восстановительный обжиг. Предпочтительно,восстановительный обжиг проводят в печи кипящего слоя. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Отходящие газы из электропечи поступают на очистку от пыли. Очищенный от пыли газ состава,мас. 20-30 СО, 30-40 СО 2, 0,20-0,30 О 2 поступает в электрогазогенератор, заполненный углем, к которому через электроды подведен электрический ток. В электрогазогенераторе в результате взаимодействия диоксида углерода с раскаленным углем образуется оксид углерода по реакции СО 2 С 2 СО. Далее конверсированные горячие газы поступают в установку десульфури-зации,заполненную известняком или доломитом, где происходит очистка от сернистого газа. Затем конверсированный, очищенный от 2 газ состава, 50-70 СО, 1-3 СО 2, 0,02-0,05 О 2 при температуре 1050-1150 С подается в печь кипящего слоя на восстановительный обжиг. Использование конверсированного газа с незначительным содержанием О 2 при обжиге в качестве восстановителя позволяет при последующей электроплавке получить железосодержащий продукт со следами серы и тем самым повысить его качество. Кроме того, снижается расход восстановителя,уменьшается содержание серы в выбрасываемых в атмосферу обжиговых отходящих газах, что позволяет улучшить экологическую обстановку. Так как отходящие газы, получаемые при электроплавке,утилизируются, то сокращается объем газов,выбрасываемых в атмосферу. Примеры осуществления предлагаемого способа. В качестве исходных продуктов использовали 23699 Пример 1. На первой стадии 200 г ильменитового концентрата загружают в печь кипящего слоя, куда одновременно подают при температуре 1100 С в качестве восстановителя конверсированный газ,полученный в электрогазогенераторе и пропущенный через десульфуризатор, состава, мае.55,2 СО 1,4 СО 2 0,05 О 2. Процесс проводят в течение 30 мин. В результате восстановительного обжига получают огарок в количестве 185 г, содержащий,мас.63,1 Т 2, 9,8 , 19,8 и 0,1 и отходящие газы, содержащие, мае.1,3 СО 31,4 С 2 и 0,1 О 2, которые направляют на очистку и в дымовую трубу. Огарок направляют на вторую стадию переработки в электропечь. На расплав загружают небольшими порциями 4 г антрацита и ведут процесс до прекращения выделения газа. Получено-отходящие газы состава, ма.20,1 СО 39,5 С 2 и 0,1 2, которые очищают от пыли и направляют в электрогазогенератор, заполненный раскаленным углем. Затем конверсированный газ направляют в десульфуризатор, где его пропускают через слой известняка для очистки от сернистого газа. Очищенный конверсированный газ, нагретый до 1050 С,направляют на стадию восстановительного обжига следующего цикла. Пример 2. 200 г ильменитового концентрата загружали в печь кипящего слоя, куда при температуре 1050 С подают конверсированный газ,полученный в электрогазогенераторе и пропущенный через десульфуризатор, состава, ма.66,4 СО 1,2 СО 2 0,04 2. Процесс восстановления проводили в течение 30 мин. В результате восстановительного обжига получают огарок в количестве 186 г, содержащий,ма.62,9 Т 2, 9,8 , 19,4 и 0,1 и отходящие газы, содержащие, мас.1,3 СО, 32,5 С 2 и 0,1 2. Отходящие газы после очистки направляют в дымовую трубу. Огарок направляют в электропечь, на расплав загружают небольшими порциями, во избежание вскипания, 4 г антрацита и ведут процесс до прекращения выделения газа. Получено-отходящие газы состава, мас.25,8 СО 40,0 СО 2 и 0,3 О 2, которые очищают от пыли,пропускают через электрогазогенератор и десульфуризатор и конверсированный газ направляют на первую стадию следующего цикла. Пример 3. 200 г ильменитового концентрата загружают в печь кипящего слоя, одновременно при температуре 1150 С подают конверсированный газ,полученный в электрогазогенераторе и очищенный от сернистого газа в де-сульфуризаторе, состава,мас. 57,2 СО 0,9 С 2 0,02 О 2. Процесс восстановления проводят в течение 30 мин. В результате восстановительного обжига получают огарок в количестве 180 г, содержащий, мас.64,1 Т 2, 8,3 , 20,9 и 0,05 . Огарок направляют на электроплавку, на поверхность расплава загружают небольшими порциями, во избежание вскипания расплава, 4 г антрацита и ведут процесс до прекращения выделения газа. Получено- отходящие газы состава, ма.19,7 СО 29.26 С 2, 0.1 2. Отходящие газы после очистки от пыли подвергают конверсии в электрогазогенераторе и очистке от сернистого газа в десульфуризаторе. Конверсированный газ направляют на восстановительный обжиг. Пример 4 (по прототипу). 200 г ильменитового концентрата смешивают с 20 г угля (75 от расчетного). Приготовленную шихту загружают во вращающуюся трубчатую печь и обжигают при температуре 1200 С в течение 1 часа. В результате восстановительного обжига получают огарок в количестве 188 г, содержащий, мас.62,08 Т 2,10,3 , 17,7 и 0,2 и отходящие газы состава, мас.1,2 СО, 31,3 СО 2 и 0,4 2, которые направляют на очистку от пыли и сбрасывают в атмосферу. При последующей электроплавке огарка на расплав загружают небольшими порциями 4 г антрацита и ведут процесс до прекращения выделения газа. Получено-отходящие газы электоплавки состава, ма.19,7 СО 29,26 С 2 0,25 2, которые направляют на очистку от пыли и сбрасывают в атмосферу. Таким образом,предлагаемый способ переработки ильменитовых концентратов позволяет получить железосодержащий продукт с наименьшим содержанием серы, что повышает его стоимость, а также использовать отходящие газы в качестве восстановителя и уменьшить выбросы диоксида углерода в атмосферу. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 23699 1.Способ переработки ильменитовых концентратов, включающий восстановительный обжиг ильменитового концентрата, плавление обожженного продукта в электропечи и довосстановление с получением титанового шлака,железосодержащего продукта и отходящих газов,очистку отходящих газов от пыли, отличающийся тем, что отходящие газы электроплавки после очистки от пыли подвергают конверсии в электрогазогенераторе с последующей очисткой от сернистого газа, после чего конверсированный газ направляют на восстановительный обжиг. 2.Способ по п.1 отличающийся тем, что восстановительный обжиг проводят в печи кипящего слоя.