Способ регенерации сульфидного шлака

(5 Ц 5 С 22 В 7 04 ИЕ ИЗОБРЕТЕН ПИ НТУ Петр ПавловичЕГЕНЕРАЦИИ СУЛ лаевич; Бирюков(57) Использование: реген и черной металлургии. С плава сульфидного шлака лизом в неокислительной ИДНОГО еталлургический инс.И.; Ушеров А.И:; Уваирюков П.П.вич; Сальников Валей Ильич; Уваровскийтьев Евгений НикоКомитет Российской Федерации о патентам и товарным знакам(73) Бигеев Абдрашит Мусеерий Иванович; Ушеров АндреГерман Станиславович; Ишме 900-1200 С и плотностабл. рация шлаков в цветнои ущность: обработку расосуществляют злектросреде при температуре тока 0.2-0.4 А/см . 1(3) 35 40 шлаке 50 давлении кислорода 0,01-0,02 МПа с удель- зл ным расходом кислорода, вдуваемого в шла- де ко вый расплав в составе ни кислородсодержащей смеси, 0,190,28 нм на 1 кг исходного сульфидного шлака, а 55 ва затем при парциальном давлении кислоро- на да 0,0010,009 МПа, с удельным расходом тр кислорода, вдуваемого вшлаковый расплав пл в составе кислородсодержащей смеси, 0,04 ск0,08 нм на 1 кг исходного сульфидного ме шлака, Продувку шлакового расплава кисло- ци Изобретение относится к черной металлургии, а именно к технологии регенерации шлаков, и может быть осуществлено на предприятиях черной металлургии.Известен способ регенерации сульфидного шлака процесса декупромации железо- углеродистых расплавов, заключающийся в продувке шлакового расплава, содержащего 60 , 70 % йа 25, 1035 % ГеЗ и 1.4 Со 2 Я, кислородсодержащей газовой смесью (см, Вгоюп Я.Е, Масаг Н.Ч., Очо В;1, Кейпп 9 гпореп гоп Ьу зовсе 1 огвп 9 зауз апс сЫогпаси. Вевопа о Соррег, Ти апс обжег вригЮез, - Верогс сй пчезс. Вог, о 1 Мпез О.З,. Оер. псег. - 1975, 80, 65-32 р),При осуществлении этого способа происходит окисление йа 25 шлака до ча 2804 по реакции: Иа 2 Я+ 202 = Ма 2304 (1) Образующийся сульфат натрия не растворяет в себе сульфиды йа, Сц и Ре, образующие штейн, и выделяется в виде слоя не смешивающегося с сульфидным штейном,который по окончании продувки сливают в отдельную емкость. Получаемая при этом степень регенерации Ка 23 составляла 50- 55 % от исходного количества сульфида натрия в шлаке,Для получения из сульфата натрия сульфида отделенный от штейна расплав восстанавливают по реакциям: Ма 250+ 4 С = Ка 23+ 4 СО; Ма 250+ 2 С = Ка 25+ 2 СО,При осуществлении восстановительных процессов потери Иа 2 Я составляют 8 - 10 % от исходного количества йаЯ в сульфидном Таким образом общая степень регенерации Йа 23 составляет 40-45 .Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ регенерации сульфидного шлака, включающий продувку шлакового расплава кислородсодержащей газовой смесью при температуре 900- 1100"С и разделение сульфидного и сульфатного расплавов. Продувку шлакового расплава ведут сначала при парциальном родсодержащей газовой смесью ведут досоотношения масс оксидного (ва) и сульфидного (вс) расплавов в/в = 1,52,8.Недостатками способа регенерациисульфидного шлака являются низкая эффективность регенерации, связанная с двухстадийностью процесса, и загрязнениеокружающей среды соединениями йа 23,йа 20 и 502 Общая степень регенерацииИа 25 при осуществлении этого способа непревышает 75 .Эффективность процесса регенерацииопределяется степенью регенерации Ма 25,т. е. количеством сульфида натрия, возвра- .щаемого в состав шлакообразующей смесидля проведения декупрумации металла.Целью изобретения является .повышение эффективности процесса регенерации иснижение загрязнения окружающей средысоединениями серы и натрия,Поставленная цель достигается тем, чтообработку шлакового расплава осуществляют электролизом при температуре 9001200 С в атмосфере инертнбго газа приплотности тока 0,2 . 4 А/см .Нижняя граница предлагаемого температурного интервала 900 соответствует минимальному перегреву сульфидного шлаканад температурой ликвидус, обеспечивающему необходимую жидкоподвижностьшлака. В случае, когда шлак имеет меньшуютемпературу, невозможно образование .шлакового расплаваи проведение электролиза.Верхняя граница предлагаемого температурного интервала (1200 С) соответствуетначалу интенсивного испарения сульфиданатрия из шлакового расйлава. При температуре шлака,. превышающей 1200 С, значительная часть сульфида натрияиспаряется, что снижает степень регенерации шлака и вызывает загрязнение окружающей среды,Нижняя граница предлагаемого интервала плотности тока при электролизе 0,2А/см соответствует плотности тока коррозии меди в сульфидном шлаке. При меньшихплотностях тока скорость растворения медив сульфидном шлаке превышает скоростьектролитического осаждения меди, чтолает невозможным снижение содержая меди в сульфидном шлаке.Верхняя граница предлагаемого интерла плотности тока 4 А/см соответствуетчалу электролитического выделения наия из шлакового расплава, При большихотностях тока начинается электролитичеое выделение натрия, что снижает выходди по току, уменьшает степень регенераи сульфида натрия и удельную произво 2002830дительность процесса. Все это значительноснижает эффективность процесса регенерации,Инертная атмосфера над шлаковымрасплавом исключает окисление продуктовиспарения и диссоциации сульфидногошлака, что способствует снижению потерьсульфида натрия при регенерации.Электролиз шлакового расплава тройнойсистемы НагБ-Ге 5-СО 25 известен и осуществлялся, например, для электролитическогополучения меди (физическая химия металлургических расплавов, Труды института металлургии УФАН СССР. вып, 18. - Свердловск,1969, с; 143-178).В предлагаемом способе для регенерации сульфидного шлака используют электролиз. Но этот электролиз шлаков,полученных после удаления. меди из железоуглеродистых расплавов, может быть про;веден только при определенных режимах, аименно при температуре шлакового расплава 900-1200 С, в атмосфере инертного газапри плотности тока 0,2,4 А/см, которыеустановлены авторами экспериментальнымпутем. Электролиз шлакового расплава приэтих режимах позволяет повысить степеньрегенерации сульфидного шлака, снизитьего себестоимость за счет одностадийностипроцесса, и улучшить экологическую обстановку за .счет снижения выделений Йа 23,йа 20 и 02 в газовую фазу,Следовательно. заявляемое техническое решение обладает критерием "существенные отличия".Предлагаемый способ регенерациисульфидного шлака осуществЛяют в лабораторных условиях. Установка представляетсобой графитовую электролитическую ячейку, оборудованную крышкой с вмонтированными в нее электродами и системой дляподвода инертного газа. Ячейка помещает. ся в печь сопротивления с регулируемойтемпературой. Навеску испытуемого шлака.содержащего 65,2 О 5 МагЯ, 33,7.;6 ГеЯ; 2,1Сц 20; 1,7МпЗ, нерастворимый остаток-остальное, массой 250 г засыпают в ячейку,которую закрывают крышкой и помещают в печь, После расплавления шлаковой навески регулируют глубину погружения электродов, производят герметизацию ячейки ивнутрь ее подают инертный газ, По достиже 5 нии температуры расплава 900 С на электроды подают напряжение 4,3 В от источникапостоянного тока. При этом плотность токасоставляет 0,20 АУсм . Электролиз осуществляют в течение 8,3 ч, после чего крышку с10 электродами снимают с ячейки, отбираютпробу шлака и шлаковый расплав взвешивают,Примеры осуществления предлагаемого способа приведены в таблице,15 Принцип регенерации сульфидногошлака процессов удаления меди из железоуглеродисТых расплэвов заключается в. снижении содержания меди в сульфидномрэсплэве до концентрации менее 0,1;ь 820 аналогах и прототипе это достигается выделением сульфида натрия из шлакового расплава. В предлагаемом способепроизводится электролитическое осаждение меди, тем самым достигается снижение25 содержания меди в шлаковом расплаве. Приэтом максимально используется физическое тепло шлакового расплава и существенно снижаются потери сульфида натрия,что значительно повышает. эффективность30 регенерации,Из полученных результатов видно, чтостепень регенерации повышается от 91,6 до96,8; по сравнению с достигнутой в прототипе -7535 Исключение операций продувки шлакового расплава газом позволяет значительноснизить количество выделяющихся из расплава газообразных продуктов, загрязненных токсичными соединениями натрия и40 серы, что улучшает экологические характеристики технологии регенерации.Предлагаемый способ позволяет существенно повысить эффективность регенерации сульфидного шлака процесса удаления45 меди из железоуглеродистых расплавов засчет одностэдийности процесса и меньшихпатЕрь йагЯ при рЕгЕнЕрации,, Ж. Раушская наб., 4/5 аказ 3218 ираж 113035, Мо изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.гагарина. Формула изобретен ия СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ СУЛЬФИНОГО ШЛАКА, включающий .обработ шлакового ра кислительной что обработку 1200 С и плот сплава электролизом в нео среде, отличающийся тем ведут при температуре 900 ости тока 0,2-0;4 Аlсм .2