Способ переработки сульфидных железосодержащих материалов

Союз СоветскинСоциалкстнческинРеслублнк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯИ ПА 7 ЕНФУ щ 976855(088.8) ИностранецСтиг Арвид Петерссон (Швеция)(72) Авторы изобретения Иностранная фирма(71) Заявитель 1(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХМАТЕ РИАЛОВ Изобретение относится к способам получения неочищенного железа из сульфидного железосодержащего материала, предпочтительно пирита и пирротинв.Известен способ, при котором осущест- а вляют загрузку пирита в печь для плавления неочищенного пирита совместно с кремнеземом, таким квк кварцевый песок, и автогенное их расплавление при подаче в печь газообразного кислорода или обо- що гашенного кислородом воздуха для того, чтобы получить, в основном, железосилию. квтный расплав, При,больших количествах цветных металлов с помощью указанного способа можно предотвратить сгорание 15 серы до завершения процесса . Таким образом цветные металлы, имеющие большее, чем железо, сродство к сере, будут образовывать штейн из цветных металлов, обык но представленных в пирите в качестве йО примесей 1) .Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являеъся способ переработки сульфидных железо- содержащих материалов, включающий звг- еь рузку материала в печь совместно с кремнистым соединением, расплавление с обраФ зоввнием железосиликатного расплава во. взвешенном состоянии путем сжигания кнслородсодержащим газом, связанной в сульфид серы 2 ) .Недостатками известных способов являются высокие энергические затраты и потери ценных цветных и благородных металлов, которые не извлекаются из нирит- ных шлаков.Цель изобретенияполучение неочищенного железа и двуокиси серы при ни м ких энергических затратах.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки сульфидных железосодержащих материалов, включающему загрузку материала в печьсовместно с кремнистым соединением, расплавление с образованием железосиликатного расплава во взвешенном состоянии путем сжигания кислородсодержащим газом связанной в сульфид серы, образова-: ние железосиликатного расплава осуществляют до содержания в нем 70-90% 1 еО3 . 97688 по весу, после чего его восстанавливают до содержания60% РеО путем ввода восстанавливающего и флюсующего реагентов, затем отделяют образованное железо от железосиликвтного расплава и в зону плавления дополнительно загружают железный окисный материал.В качестве железного .окисного материала, использу 1 от пиритные шлаки. 1 ОВ, качестве железного окисного материала используют железорудные концентраты.Процесс проводят во взаимно разделенных печах плавления и восстановления 15Восстанавливающий и кислородсодержащий газы инжектируют через копья илифурмы,На чертеже изображена печь для переработки сульфидных материалов 20Пириты загружают в печь 1 через загрузочные средства 2 вместе с другимижелезными сырьевыми материалами, например, желеэорудными концентратами пиритного шлака, в форме гепатита или магиетита, в таких количествах, чтобы содержание железа в .фвялитном шлаке, которыйбыл возвращен в печь 1 со стадии восстановления. железа, повышалось от приблизительно 40-60% РеО, или в присутствии извести также от низкого прсцента, фдо приблизительно 70-90%, предпочтительно до около 85% по весу еО, вычисленного по окиси железаЙ .Добавлением кислорода или обогащен.ного кислородом воздуха по трубопроводу3 содержащуюся в пирите серу сжигаюти нагрев производят в шахте 4 печи плавления во врашенном состоянии во времяпроведения в ней процесса, причем добвнленный железосодержаший сульфидный материал расплавляют и образуют ванну 5,содержащую в основном фвялит.Железосодержащий сульфидный материалобычно заключает в себе пветные металлы(медь, никель и кобальт), которые образуют. сульфидную фазу 6, где могут бытьпредставлены любые благородные металлы. Сульфидная фаза является нерастворимой в окисном фаялитном шлаке, ",50имеет больший удельный весчем шлаки, следовательно, собирается во взвешенном состоянии нв дне печи плавления,откуда может быть выпущена по трубопроводу 7 через одинаковые промежуткивремени, Часть присутствующего мьппь 55яка, сурьмы и висмута будет удаленаво время процесса плавления, в частьрастворена в сульфидной фазе. 8Обогащенный железом шлак, содержащий 5 0 и Ре О, затем переводят через трубопровод 8 в восстановительную печь 9, где неочищенное железо восстанавливают известйым способом посредством вбсствновительной плавки, т.е, введением кислорода через трубопровод 10 и восстановительного агента углерод, масло, природный газ и т п.) в расплавленый шлакчерезтрубопровод 11, Восстановлещое неочищенное железо образует слой 12 ниже слоя шлака 13. Неочищенное железо выводят из печи через выводное отверстие 14.Во время процесса восстановления содержание железа в 50 - РеО - шлаке 13 снижается до нижнего предела, но не ниже 60% в присутствии извести), Затем шлак возрашают через трубопровод 15 в печь 1 плавления во взвешенном состоянии, после первого выпуска некоторого количества шлака через трубопровод 16 с целью предупреждения образования примесей в шлаке.Содержащий 50 газ, получаемый во время процесса плавления во взвешенном состоянии, выводят из печи через выходное отверстие 1 7 для газа и переводят на завод по производству серной кислоты или жидкой двуокиси серы после обработки газа в теплообменном процессе и очистки его от пыли известным способом.Предпочтительными железосодержашими сульфидными материалами являются пирит и пирротин, Железосодержащие ма-. териалы окисного типа, такие как пиритные шлаки и.железорудные концентраты, могут быть добавлены и сплавлены при избытке тепла, подученного во время автогенного плавления сульфидного материала, Благодаря жестким условиям восстановления,преобладающим во время восстановительного процесса плавления, присутствующий цинк испаряется в форме паров металла и может быть впоследствии извлечен в пылевом фильтре с последующим окислением металла до окиси цинка известным способом. Таким образом, способ позволяет производить отделение и извлечение цветного металла в неочищенном железе.Если шлаки, содержащие Ее ф, полученные от общепринятого способа обжига пирита, закружают в печь плавления во взвешенном состоянии, то необходимо, чтобы магнетит во время процесса плавления не образовывался 1 в количествах больших, чем приблизительно 5% по весу от общего количества шлака.5 976П р и м е р 1. 1000 кг пирита расплавляют в печи плавления во взвешенномсостоянии в присутствии 1609 й м воздуха, обогащенного кислородом (31, 7%кислорода). Получают обогащенный желеэом окисный шлак с температурой1450 С и составом 80 8 РеО и20,05 О,Полученный шлак переводят в восстановительную печь и восстанавливают 356 10кг кокса, который вводят вместе с 241Ю м 5 газообразного кислорода, .Получаютнеочищенное железо с 4% по весу углерода и температурой 1250 о С и кроме того - шлак с 60% окиси железа Й, 15П р и м е р 2.В печи плавления расплавляют во взвешенном состоянии 1000 кг пиритной рудыприблизительного состава, %: Ре 45;5 50;эО 2 1,4; СаО 3,6, используя1554 й м обогащенного кислородом возьдуха (31,7% по весу кислорода). Получаюют 813 кг обогащенного железом окисного шлака с температурой 1450 С и содержащего 81, 2% РеО; 12,5% 302 и6,3% СаО,Полученный шлак переводят в восстановительнуЫ печь и восстанавливают 361 кг;кокса, который вводят вместе с 258й м газообразного кислорода. Получаюг 50438,5 кг неочищенного железа с 4 углерода по весу стемпературой 1250 Си 270 кг шлака, содержащего 41,0 РеО;38,7% сО и 18,4% СаО.179 кг из указанного количества шла ка рециркулируют в печь плавления вовзвешенном состоянии для извлечениякремнезема и тепла при следующей загрузке пиритной руды, 92 кг шлака бьшоупущено в качестве утечки, Способ позво ляет испольэовать пиритные концентратыкак в качестве сырья для извлечения двуокиси серы, так и для извлечения железа.Главным источником энергии являетсясодержащаяся в пиритном концентрате се ра, которая намного дешевле высококачественного топлива, такого как уголь,кокс, нефть и газ. Уменьшаются и тепловые потери, которые довольно великипри получении неочищенного железа известными способами, так как кремнезем,содержащийся в шлаке, возвращают в печьплавления во взвешенном состоянии врасплавленном виде и, следовательно, потери тепла через шлак в основном, устра855 6няются. Кроме этого возможно использование мелкозернистого железного сырье вого материала, который не применяется при производстве железа, например, в шахтной печи, в которую магериал должен быть загружен в форме агломерата.ф ормула изобретения1, Способ переработки сульфидныхжелезосодержаших материалов, включаютший загрузку материала в печь совместно с кремнисстым соединением, расплавление с образованием желеэосидикатною орасплава во взвешенном состоянии путемсжигания кислородсодержащим газомсвязанной в сульфид серы, о т л и ч аю ш и й с я тем, что, с целью получения неочищенного железа и двуокисисеры при низких анергических затратах,образование железосиликатного расплаваосуществляют до содержания в нем 7090% РеО по весу, после чего его восстанавливают до содержания (60% РеО путем ввода восстанавливающего и флюсую-,шего реагентов, затем отделяют образовванное железо от железосиликатного расилава и в зону плавления дополнительнозагружают железный окисный материал.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве железного окисного материала используют пиритные шлаки,3. Способ по и. 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что в качестве железного окисного материала используют железорудные концентраты.4. Способ по и, Х о т д и ч а ющ и й с я тем, что процесс проводят вовзаимно разделенных печах плавленю 1 ивосстановления.5. Способ по.й, 1 о т л й. ч "а ющ и й с.я тем, что восстанавдивакзцийи кисдородсоддержащий газы инжектируютчерез копья или фурмы.Источники информации,принятые во внимание при.экспертизе1. Патент США3790336, кл. 432- 163, 1975.2. Гудима И. В. 1 и др. Краткий справочник по металлургии известных металлов. М., "Металлургия 1975, с. 117.- 118, 122.Решет Тирюк 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 2.13035, Москва, Ж, Раушская наб., д