Способ десульфурации шлаков

(;1,.4,н,с ТЕНИЯ цЬСТВУ й;1ьл( елью ффек- Шлако(54) .СПОСОБ (57) Изобре металлургии ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕ(56) Авторское свидетельство СССР У 212287, кл. С 21 С 5/54, 1968;Авторское свидетельство СССР .В 398635, кл. С 21 С 7/064, 1969.ДЕСУЛЬФУРАЦИИ ШЛАКОВ тение относится к областии может бьггь использовано для рафинирования И возврата в производство отработанных шлаков. Цизобретения является повышение этивности десульфурации шлаков.вый расплав обрабатывают газом, вкотором кислород связан в химические соединения при его содержанииХ =33-67 ат,З что обеспечивает необходимое низкое парциальное давление в свободного кислорода (Р 10 ат) дляминимальной растворимости серы в шлаках при достаточном для эффективнойдесульфурации общем содержании кислорода. Расход газа определяется соотношением Ч=70/(Х А) мз на 1 кг удаляемой серы, где с( - коэффициент эффективности использования кислорода,определяемый рядом технологическихфакторов.табл.Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для десульфурации шлаков и металлических расплавов.5Цель изобретения - повышение эффективности десульфурации.Шлаковый расплав обрабатывают газом с парциальным давлением кислоро. да, обеспечивающим минимальную сорб ционную способность шлака по отношению к сере, при этом кислород в газе связан в химические соединения при его содержании Х =33-67 ат. , а расход газа составляет 7=70/(Х) м на 151 кг уДаляемой серы, где- коэффициент эффективности использования кислорода; Х - содержание кислорода, ат. .При обработке расплавленного шлака 20 газом с парциальным давлением кислорода Р =10 ат образуется большоеоколичество микрообъемов шлака с низкой растворимостью серы, т.е. создаются оптимальные с точки зрения термодинамики условия для удаления серы в газовую фазу. С уменьшением Ро с(10ат и увеличением Р 10- ат рас"5 творимость серы в шлаках увеличивается и термодинамические условия де сульфурации ухудшаются.Для осуществления способа недостаточно иметь газ только с Ро 1 О ат. Так, например, если осуществлять продувку шлака техническим аргоном, в котором имеется примесь свободного6кислорода (Р 10 -10 ат), десуль. Фурация незначительна вследствие ничтожного количества кислорода, Для эфФективной десульфурации необходимо 40 использовать газ, который содержит кислород, связанный в химические соединения, В этом случае при низком-Э парциальном давлении кислорода (10 10 ат) газ содержит достаточное-количество связаннного в соединения кислорода (33-67 ат, ). Диссоциация молекул кислородсодержащего газа во время обработки расплава обеспечивает эффективное окисление серы иэ шла- ка, поскольку при этом автоматически поддерживается необходимый уровень РОтДля обработки можно использовать,например, водяной пар (33 ат.Ж 0), окислы углерода и азота (50-67 ат.% 0), а также смеси указанных газов, Применение газов с содержанием менее 33 ат.й кислорода (например,аргон с примесью кислорода) не пдзволяет добиться эффективного удалениясеры из шлака в виде БОт ввиду недостатка кислорода, При использованиигазон с ХО 1 67 ат.7. (чистый кислород,обогащенный кислородом воздуха ит.д.) парциальное давление кислородазначительно выше того, которое обеспечивает минимальную растворимость серы в шлаке. Поэтому использованиегаза с Х 7 67 ат. . и Х (33 ат.для десульфурации шлаков нецелесообразно ввиду очень низкой эффективности процесса (длительность, расход газа).Расход кислородсодержащего газа для десульфурации шлака определяетсясодержанием кислорода, связанного в химические соединения, Х и коэффициентом эффективности использования кислорода И, Коэффициент эффективности использования кислорода Ы определяется рядом технологических факторов (видом обработки - продувка, дисперигирование, выдержка в атмосфере газа; температурой процесса; размерами ковша и фурмы и др. ) и различен для разных процессов.Техническим преимуществом предлагаемого способа в сравнении с известным является более высокая степень десульфурации при меньших расходах газа и меньшем времени обработки.П р и м е р. Проводят лабораторные испытания. Флюс АНФрасплавляют в графитовом тигле на Флюсоплавильной печи. Серу вводят в расплавленный шлак в виде УеБ из расчета содержания в шлаке 0,5 и 0,01% Б.Шлаковый расплав продувают черезлундовую трубку водяным паром смесью СО+СО, аргоном (техническим) и кислородом (плавки 1-10), а также смесью природного газа с кислородом при соотношении 1:3 в соответствии с известным способом (плавки 11 и 12).Результаты опытных плавок с рафинированием шлака от серы представлены в таблице.При продувке аргоном, кислородом, , а также газом, используемым в известном способе, расход газа взят максимальным.Температура шлака в экспериментах1400-1500 С.Из данных таблицы видно, что использование предлагаемого способа позволяет снизить содержание серы в шлаке до 0,021-0,0317 при Б;=0,5%ГБ 1 Х Р 0, ат Продувочный Х , ат.7 Ч, м /кг Б) щ,газ3 Планка 1,8 О ф.103,7.101 1 О 0,029 0,031 0,02 0,480 Водяной пар 33СО+Со 50;67 4,24 0,5 3,00 2,08 67 0,5 СОй Аргон (техняческий) 0,5 4,24 0,5 1,0 4,24 Кислород 100 Водяной пар 33 0,261 0,004 0,004 0,002 0,010 1,8 1 О1 103,7.101 1 О 4,24 0,01 0,01 50;67 3,00 СО+СО,2,08 0,01 67 Аргон (тех нический) 0,01 4,24 0,01 10 424 1,0 0,0090,267 100 Кислород 7,5 100,5 4,24 Природный газ:кислород 1:3 7,5 10 " 12 То же 0,01 0,009 з 13866и до 0,002-0,004% при Б 1 исх=0,017.Использование газов с Х (33 ат.7. (технический аргон), практически не изменяет содержание серы в шлаке, а приХ )67 ат.7. (кислород, смесь кислородас природным газом) эффективность десульфурации значительно снижается.В первом случае низкая эффективностьдесульфурации шлака обусловлена недос-Отатком кислорода в газе, во втором -высокой сорбционной способностью шлака по отношению к сере за счет РоФ атт 710 ат.-У оаТаким образом, эффективность десульфурации согласно предлагаемомуспособу существенно выше,. чем согласно известному.,Для сравнения в качестве базовогообъекта бып выбран способ, обработки 2 Ошлака газом, используемый на заводеферросплавов при выплавке флюсов.,заключающийся в том, что расплавленный шлак при сливе из печи дробитсяструей сжатого кислорода.или воздуха. В результате обработки содержа 654ние серы в шлаке снижается на 0,02- 0,057. Использование базового способа не позволяет отрафинировать от серы отработанный шлак для возврата в производство. Формула изобретения Способ десульфурации шлаков, включающий обработку шлакового расплава кислородсодержащим .газом, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности десульфурации, шлаковый расплав обрабатывают газом с парциальным давлением кислорода, обеспечивающим минимальную сорбционную способность шлака по отношению к сере, в котором кислород связан в химические соединения при его содержании Х,=33-67 ат.3 с расходом газа Ч=70/Х омнакг удаляемой серы, где Х О - содержание кислорода в газе, ат.7: о - коэффициент эффективности использования кислорода.