Способ электропечного обеднения оловянных расплавленных шлаков

1111 595409 Ресичбаик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лнительное к ав ид-ву,75 (21 явлено 09,0 с присоединением заявкиосударственный комитеавета Министров СССР) СПОСОБ ЭЛЕКТРОПЕЧНОГО ОБЕДНЕНИ РАСПЛАВЛЕННЫХ ШЛАКОВ ВЯННЫХ Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам обеднения олово- содержащих шлаков.Известен способ обеднения конвертерных шлаков медно-никелевого производства путем плавки в электродуговой печи под слоем твердого углеродистого восстановителя на ванне кидкого штейна (извлекающая фаза) без перемешивания 11.Наиболее близким к изобретению является способ электропечного обеднения оловянных расплавленных шлаков перед фьюмингованием под слоем твердого углеродистого восстановителя на металлической извлекающей фазе (2.Однако такие способы имеют малую скорость обеднения шлаков по содержанию ценных цветных металлов, особенно при низких температурах, ниже 1250 С.Цель изобретения - увеличение удельной производительности шлакоперерабатывающих установок, снижение эксплуатационных затрат.Достигается это тем, что обеднение ведут при соотношении по весу между извлекающей фазой и обедняемым шлаком 1: (2 - 5) в присутствии интерметаллического восстановителя и при перемешивании путем подачи в расплав газообразных продуктов неполного сгорания углеродистого топлива с коэффициентом рас 0,80,90 нмЗ/1ть удельнбатываюнные затрдобавкистановите.1, КРЕМНИ 1гартлцнгц и расходом продуктов а 1 т шлака, что позвоую производительность щих установок и снизить аты.в расплав интерметал 1 Е 1"1 ОЛОВа ЦСПОЛЬЗтЧОт 1, ферросилиций, оловожелезистые с 1 емы ц хода воздуха сгорания 5 -ляет увеличи шлакоперера 5 эксплуатаццо В качестве лцческих вос железо, чугу солержащпе 095 72) Авторыизобретения В. Г.71) Заявитель Государственн Обеднение оловосолержащих шлаков осуществляют на металлической цзвлекающей фазе, при этом расходуют цнтсрмсталлцческцс восстановцтелц в зависимости от содсржацця олова в шлаке, напрпмер в количестве 1 - -4 о/о ферросилиция (с 77 о/о кремния) от веса шлака, при солсржанцц в нем олова соответственно 5 - 20 все. о/о, т. е. на кажлые 5 вес. /о олова в шлаке расходуется 1 всс, о/о ферросилиция.Указанный расхоЛ газа (продуктов неполного сгорания топлива) ускоряет процессы восстановления окислов олова цнтерметаллцческими восстановителямц, способствует коагуляццц мелкол 1 спсрсць 1 х корольков мсталл 11- ческого олова в жпдком шлаке и обеспечивает более полное вылеление цх в донную цзвлекатсльную фазу.Соотношение межлу донной металлической цзвлска 1 ощсй фазой и оосдняемым ш,1 аком впечи по весу расплава поддерживают в пределах от 1:2 до 1:5. При этом создаются наиболее благоприятные условия для перемешивания жидких фаз, восстановления и выделения олова в донную фазу.Содержание свинца в составе оловянно- свинцовой металлической извлекающей фазы от 25 до 70 вес, / соответственно содсржание олова в сплаве составляет 70 - 25 вес. ю/ю при содержании прочих примесей (медь, железо, цинк, благородные и другие металлы) до 5 вес. ю/ю от суммы олова и свинца,Благодаря такому составу извлекающей фазы при прочих равных условиях растворимые потери олова в железистых шлаках минимальны.Обработку шлакового расплава в электропечи ведут при 1050 в 12 С в течение 30 - 90 мин, в зависимости от содержания олова в исходном расплаве.П р и м е р 1. Полученные в результате восстановительной плавки в руднотермической дуговой электропечи оловянных концентратов железистые богатые оловом шлаки с содержанием, например, около 15 вес. ю/ю олова и 18 вес. ю/ю закиси железа после проплава определенного количества концентрата копят в печи до создания в ней ванны шлака глубиной около 1000 мм в количестве 10 т (в зависимости от площади пода печи) и обедняют в этой же печи, где плавят концентрат, следующим образом.На ванну шлакового расплава в печь загружают твердый углеродистый восстановитель - коксик в количестве, необходимом для создания и поддержания в период обеднения на поверхности шлакового расплава слоя коксика толщиной около 150 мм (с учетом восстановителя, который остается в печи после плавки концентратов). В электропечи после восстановительной плавки концентратов кроме шлака оставляют черновое олово в количестве 2 т (избыточное черное олово выпускают из печи), что составляет соотношение по весу между извлекающей фазой и шлаком 1:5.Расплав в электропечи разогревают до 1240 С и загружают в него интерметаллический восстановитель - ферросилиций, крупностью 15 мм и содеРжанием 77 вес. ю/ю кРемния, в количестве Зю/ю от веса шлака, т. е. ЗОО кг.Одновременно с загрузкой в расплав ферросилиция шлак в ванне перемешивают путем вдувания в него сверху (через погружную фурму) продуктов сгорания природного газа с коэффициентом расхода воздуха о,=0,8 и абсолютным расходом продуктов сгорания 5 нм/ч на 1 т обедняемого шлака. Операцию перемешивания ванны расплава и его нагрева (до 1240 С) в электропечи производят до получения в обедненном шлаке не более 3 вес, ю/ю олова. Окончание операции обеднения контролируют с помощью редиаометричсского экспресс-анализа проб шлака, отбираемых из печи, на содержание в нем олова,5 15 20 25 зо 35 40 50 55 6 О 65 В рассматриваемом примере содержание олова в обедненном шлаке, равное 3 вес, ю/ю, при содержании в нем около 20 вес. /, закиси железа достигается через 90 мин от начала загрузки ферросилиция.По окончании операции обеднения шлак из электропечи выпускают до уровня шлаковой летки, расположенной на 200 мм выше поверхности металла, и затем в жидком виде направляют во фьюминговую печь, для доработки его до отвального шлака, содержащсго 0,1 - 0,15/, олова, известным методом.После этого в электропечи паплавляют из концентратов новую, порцию богатого шлака, процесс обеднения повторяют неоднокра гно.По окончании операции обеднения металл из электропечи выпускают и направляют на рафинирование от железа, например, путем центрифугирования. Полученные при этом железистые съемы загружают в электропечь в период обеднения шлака, используя содержащиеся в них железо и другие металлы в качестве интерметаллических восстановителей олова. Черновое олово по известной технологии перерабатывают до марочного олова.П р и м е р 2. Процесс обеднения шлака осуществляют также, как в примере 1, за исключением того, что на 10 т шлака с содержанием в нем 15 вес. ю/ю олова в электропечи оставляют 5 т черного олова, что составляет соотношение по весу между извлекающей фазой и шлаком 1: 2, перемешивают расплав продуктами сгорания природного газа с коэффициентом 0,9 расхода воздуха и расходом продуктов сгорания в количестве 10 нм/ч на 1 т обедняемого шлака. При этом за 60 мин продолжительности,периода обеднения шлака (вместо 90 мин в примере 1) при прочих равных условиях (состав и количество обедняемого шлака, расход интерметаллических восстановителей и пр,) содержание олова в обедненном шлаке достигает почти 3 вес. ю/ю и закиси железа 20 вес. ю/юП р и м е р 3. Обеднение оловосодержащих шлаков производят в отдельной от плавки оловянных концентратов электропечи и на металлической извлекающей фазе, содержащей, кроме олова, значительное количество свинца, следующим образом,В дуговой электропечи рудно-термического типа наплавляют оловянно-свинцовый металлический сплав следующего состава: 65 вес. /ю свинца и 35 вес. ю/ю олова, в количестве 5 т. Из другой печи, где плавят оловосодержащие материалы, в электропечь обеднения заливают 10 т богатого оловом железистого шлака с содержанием 15 вес. /, олова и 18 вес. /ю закиси железа, что составляет соотношение по весу 1: 2 между извлекающей фазой и шлаком, Электропечь включают под токовую нагрузку и расплав разогревают до 1240 С. Одновременно в расплав загружают 300 кг ферросилиция с содержанием 77 вес, /ю кремния и перемешивают расплав в электропечи продуктами сгорания природного газа с коэффи=0,8 и абсолюторания 5 нмз/ч на мула изобретени Составитель А, Кальницкиииктор Т. Кузьмина Тскрсд Л. Гладкова Корректоры; Л, КорогоО. Тюрин Изд,258сударственного комитетапо делам изобретений13035, Москва, Ж, Рау аз 107/21.1 ПО ПодписноСССР Тираж (87овста Министри открытийская наб., д. 4/ Типография Сапунова,циентом расхода воздуха аным расходом продуктов сг1 т шлака,После обработки шлака в течение 30 минна оловянно-свинцовой извлекающей фазе соржание олова в обедненном шлаке снижат до 1 вес. % при содержании в нем- 20 вес. % закиси железа,Обедненный шлак выпускают из электропечи и направляют на фьюминговую установку.Далее из печи по частям выпускают 2,5 т оловянно-свинцового сплава и разливают его вковши.Затем в электропечь загружают или заливают 2,5 т свежей порции оловянно-свинцового сплава (65 вес. % свинца и 35 вес. % олова), заливают следующие 10 т исходного богатого оловом шлака и операцию обедненияшлака в электропечи повторяют.Черновой металлический сплав, выпущенный из электропечи, охлаждают в ковшах,снимают с него железистые съемы или гартлинг, которые затем загружают в электроне и,в качестве интерметаллических восстановителей в очередной операции обеднения шлака. 23Свинцово-оловянный сплав после его рафинирования от вредных примесей направляютдля изготовления припоев или других оловянно-свинцовых изделий.Длительность операции фьюмингования 30предварительно обедненных шлаков с содержанием в них 1 - 3 вес, % олова и 20 вес. %закиси железа до отвальных шлаков, содержащих 0,1 - 15 вес. % олова, составляет около 2 ч. Фьюмингование же богатых шлаков с 35содержанием 15 вес, % олова длится 6 - 9 ч,т. е. суммарное время процесса обедненияшлаков в электропечи и на фьюминговой установке до отвальных шлаков в 2 - 3 раза меньше, чем при фьюмипговании необедненных богатых шлаков.Таким образом, применение предложенногоспособа электропечного обеднения богатыхоловянных шлаков перед их фьюмингованиемпозволяет увеличить не менее чем в два раза 45общую производительность металлургических агрегатов, перерабатывающих шлаки, и соответственно обеспечивает снижение эксплуатационных затрат.Кроме того, предварительное перед фьюмингованием обеднение оловянных шлаков повышает прямое извлечение олова из концентратов в металл, уменьшает количество олова, переходящее в возгоны, и этим самым повышает КПД пылеулавливающих установок и снижает безвозвратные потери олова.По предварительным расчетам применение предлагаемого способа электропечного обеднения оловянных шлаков перед фьюмингованием только на одном предприятии позволит получить экономический эффект в сумме, не менее 250 тыс, руб. в год,Способ может быть использован и для обеднения кобальтосодержащпх шлаков медно-никелевого производства. Способ электропсчного обеднения оловянных расплавленных шлаков перед фьюмингованием под слоем твердого углеродистого восстановителя на металлической извлекающей фазе, отличающийся тем, что, с целью увеличения удельной производительности шлакоперерабатывающих установок, снижения эксплуатационных затрат, обеднение ведут при соотношении по весу между извлекающей фазой и обедняемым шлаком в пределах 1: (2 - 5) в присутствии интерметаллического восстановителя н при перемешпвании путем подачи в расплав газообразных продуктов неполного сгорания углеродистого топлива с коэффициентом расхода воздуха 0,8 - 0,9 и расходом продуктов сгорания 5 - 10 нм/ч на одну тонну шлака.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР112307, кл. С 22 В 7/04, 1956.2, Цветные металлы. 1971,5, с. 29 - 32.