Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо

(51) 22 23/02 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ 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. Периодически перед выпуском металлической составляющей продуктов плавки расплав в шлаковом сифоне обогревают электрической дугой на границе шлаковой и металлической ванн до температуры от 1350 до 1500 С, причем перед выпуском металлической составляющей расплав в сифоне отстаивают от 10 до 15 минут при выключенном напряжении на электродах. Техническим результатом является повышение извлечения металлов и улучшение разделения шлаковой и металлической ванн. В предлагаемом способе для сушки и прокаливания исходного (зачастую влажного) сырья используются отходящие газы температурой от 800 С до 1300 С из окислительной и восстановительной зон печи с понижением температуры с помощью примешивания воздуха из окружающей среды с автоматическим регулированием температуры отходящих из печи газов до уровня, необходимого для сушки и прокалки исходного влажного сырья. Это позволяет снизить влагу(как физическую,так и кристаллическую), за счет этого увеличить содержание ценных компонентов (основных металлов) на 0,2 и более, увеличить удельную производительность печи по проплаву руды на 30 и более, снизить себестоимость 1 т никеля в готовой продукции на 20 и более по сравнению с указанными вариантами - аналогами.(76) Садыков Серик БарлыковичБыстров Валентин ПетровичКожахметов Султанбек Садык Мейрамбек БарлыкулыУсачев Александр БорисовичЧайжунусов Токан Жакиянович(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. Способ включает подачу в окислительную зону двухзонной печи в шлаковый расплав шихты, состоящей из исходного сырья,флюсов, жидкого или твердого перерабатываемого шлака,углеродосодержащего материала и кислорода в кислородосодержащем дутье в количествах, необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла. Затем ведут расплавление шихты с образованием жидкого шлака, поступающего в восстановительную зону, в которую подают углеродсодержащий материал,кислородсодержащее дутье и дополнительные флюсы в количествах,необходимых для восстановления оксидов извлекаемых металлов в металлическую фазу и компенсации тепловых затрат. При этом поддерживают отношение расхода углеродсодержащего материала на тонну 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, 20.12.2002, бюл.35). Способ включает подачу в окислительную зону двухзонной печи в шлаковый расплав шихты,углеродсодержащего материала и кислорода в кислородсодержащем дутье в количествах,необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла, расплавление шихты с образованием жидкого шлака,поступающего в восстановительную зону, в которую подают углеродсодержащий материал,кислородсодержащее 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 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), 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 О 2. В окислительную 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 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 3 /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 С, 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). Это делает эти два способа - аналога менее эффективными и более затратными по сравнению с предлагаемым способом. Предлагаемый способ от двух приведенных аналогов отличается тем, что для сушки и прокаливания исходного (зачастую влажного) сырья используются отходящие газы температурой от 800 С до 1300 С из окислительной и восстановительной зон печи с понижением температуры с помощью примешивания воздуха из окружающей среды с автоматическим регулированием температуры отходящих из печи газов до уровня, необходимого для сушки и прокалки исходного (зачастую влажного) сырья. Это позволяет снизить влагу (как физическую, так и кристаллическую), за счет этого увеличить содержание ценных компонентов (основных металлов) на 0,2 и более, увеличить удельную производительность печи по проплаву руды на 30 и более, снизить себестоимость 1 т никеля в готовой продукции на 20 и более по сравнению с указанными вариантами - аналогами. Предлагаемый способ реализовывается для проектирования и строительства никелевого завода на базе кобальт - никелевого месторождения в Казахстане (фиг.). Пример 1 Для сухой (непрокаленной) окисленной руды,содержащей 1,02 никеля, 0,05 кобальта и 28,7 железа, при использовании печи с площадью пода 20 м 2 (с использованием природного газа в качестве топлива) часовые показатели интенсивного режима плавки следующие влажная руда 111,1 т, прокаленная руда 63,5 т,уголь 19,5 т, известняк 15,5 т, сера 1,8 т, природный газ 4 тыс.м 3 , технологический кислород 18,1 тыс.м 3,штейн 4,2 т, отвальный шлак 72,6 т, отходящие газы 68,9 тыс.м 3 . Пример 2 Для сухой (непрокаленной) окисленной руды,содержащей 0,87 никеля, 0,079 кобальта и 23,2 железа, при использовании печи с площадью пода 14,4 м 2 (без использования природного газа) часовые показатели плавки следующие влажная руда 63,1 т, прокаленная руда 41,4 т, уголь 16,4 т, горячий известняк 13,1 т, сера 1 т,технологический кислород 8,9 тыс.м 3, воздух 2 тыс.м 3, воздух на дожигание 17 тыс.м 3, штейн 2,1 т,отвальный шлак 48,4 т, отходящие газы 52,5 тыс.м 3. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо, включающий подачу в окисленную зону шихты, состоящей из 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, поступающего в восстановительную зону, в которую подают углеродосодержащий материал,кислород в кислородосодержащем дутье и дополнительные флюсы в количествах,необходимых для восстановления оксидов извлекаемых металлов в металлическую фазу и компенсации тепловых затрат,при поддержании расходов углеродсодержащего материала на тонну извлекаемого металла в окислительной и восстановительной зонах от 0,3 до 2,5 т, а кислорода в дутье в этих зонах от 0,7 до 3,0 нм 3 , и выпуск расплава продуктов плавки, отличающийся тем,что для сушки и прокаливания исходного, зачастую влажного, сырья используют отходящие газы температурой от 800 С до 1300 С из окислительной и восстановительной зон печи с понижением температуры с помощью примешивания воздуха из окружающей среды с автоматическим регулированием температуры отходящих из печи газов до уровня, необходимого для сушки и прокалки исходного, зачастую влажного, сырья.