Способ десульфурации шлаков

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для рафинирования И возврата в производство отработанных шлаков Целью изобретения является повышение эффективности десульфурацйи шлаков. Шлаковый расплав обрабатывают газом, в котором кислород связан в химические соединения при его содержании Хр 33-67 ат.%,. что обеспечивает необходимое низкое парциальное давление свободного кислорода ()- для минимальной растворимости серы в шлаках при достаточном для эффективной десульфурации общем содержании кислорода . Расход газа определяется соотношением (ХдС(.) м на 1 кг удаляемой серы, где /- коэффициент эффёкс тивности использования кислорода, определяемый рядом технологических факторов. 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц, К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4009938/31-02 (22) 25.11.85 (46) 07.04.88. Бюл. В 13 (71) Донецкий..политехнический институт и Производственное обьединение

"Новокраматорский машиностроительный завод" (72) Т.Б., Рудненко, А.Г. Пономаренко, В.Н. Радченко, В.З. Камалов,.А.И. Боровко, О.В. Свиридов и В.Л. Мелентьев (53) 669.187.28(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 212287, кл. С 21 С 5/54, 1968;

Авторское свидетельство СССР

У 398635, кл. С 21 С 7/064, 1969. (54) .СПОСОБ ДЕСУЛЬФУРАЦИИ ШЛАКОВ (57) Изобретение относится к области металлургии и может быть использова„„SU„„1386665 А 1 (д 4 С 21 С 7/064 но для рафинирования a возврата в производство отработанных шлаков. Целью изобретения является повышение эффективности десульфурации шлаков. Шлаковый расплав обрабатывают газом, в котором кислород связан в химические соединения при его содержании

Х =33-67 ат.Х,, что обеспечивает необходимое низкое парциальное давление свободного кислорода (P 10 ат) для

-У минимальной растворимости серы в шлаках при достаточном для эффективной десульфурации общем содержании кислорода. Расход газа определяется соотношением Ч=70/{Х А) мз на 1 кг удаляемой серы, где o(— коэффициент эффек- а тивности использования кислорода, определяемый рядом технологических факторов. табл.

1386665

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для десульфурации шлаков и металлических расплавов.

Цель изобретения — повышение эффективности десульфурации.

Шлаковый расплав обрабатывают га. зом с парциальным давлением кислоро. да, обеспечивающим минимальную сорб- 10 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 V=70/(X ) м на 15

1 кг удаляемой серы, где d - коэффициент эффективности использования кислорода; Х вЂ” содержание кислорода, ат. .

При обработке расплавленного шлака 20 газом с парциальным давлением кислорода P =10 ат образуется большое о количество 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 10 ат и увеличением Р> 10- ат рас-5 творимость серы в шлаках увеличивается и термодинамические условия де- 30 сульфурации ухудшаются.

Для осуществления способа недостаточно иметь газ только с Ро «10 ат.

Так, например, если осуществлять продувку шлака техническим аргоном, в котором имеется примесь свободного

6 кислорода (Pg «10 -10 ат}, десуль2 . 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

-з парциальном давлении кислорода (10

10 ат} газ содержит достаточное ко- 45 личество 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

РВ

Для обработки можно использовать, например, водяной пар (33 ат.X-0 ), окислы углерода и азота (50-67 ат.

О ), а также смеси указанных газов. Применение газов с содержанием менее 33 ат. кислорода (например, аргон с примесью кислорода) не пдзволяет добиться эффективного удаления серы из шлака в виде SO< ввиду недостатка кислорода. При использовании газон с Хц767 ат. . (чистый кислород, обогащенный кислородом воздуха и т.д.) парциальное давление кислорода значительно выше того, которое обеспечивает минимальную растворимость серы в шлаке. Поэтому использование газа с Хо 67 ат. . и Х с33 ат. для десульфурации шлаков нецелесообразно ввиду очень низкой эффективности процесса (длительность, расход газа).

Расход кислородсодержащего газа для десульфурации шлака определяется содержанием кислорода, связанного в химические соединения, Х„ и коэффициентом эффективности использования кислорода d . .Коэффициент эффективности использования кислорода Ы определяется рядом технологических факторов (видом обработки — продувка, дисперигирование, выдержка в атмосфере газа; температурой процесса; разме-рами ковша и фурмы и др. ) и различен для разных процессов.

Техническим преимуществом предлагаемого способа в сравнении с извест.ным является более высокая степень десульфурации при меньших расходах газа и меньшем времени обработки.

Пример. Проводят лабораторные испытания. Флюс АНФ-29 расплавляют в графитовом тигле на флюсоплавильной печи. Серу вводят в расплавленный шлак в виде FeS из расчета содержания в шлаке 0,5 и 0,01 Б.

Шлаковый расплав продувают через алундовую трубку водяным паром, СО, 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 экспериментах

1400-1500 С.

Из данных таблицы видно, что использование предлагаемого способа позволяет снизить содержание серы в шлаке до 0,021-0,031 при ($,=0,5

ESl„сх, X От, aT Продувочный Хо aT.X V M /кг (SJ «» газ .й

Планка

1,8 10

1 --10

3,7-10

1 ° 10

0,029

0,031

0,02!

0,480

Водяной пар 33

СО+СО 50;67

0,5.

4,24

0,5

3,00

2,08

0,5

Аргон (тех- 0 няческий) 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 10

1 10

3,7-10

1 ..10

4,24

0,01

0,01

50;67

3,00

СО+СО!

2,08

0,01

Аргон (тех- 0 нический) 0,01

4,24

0,01

4„24

1,0

0,009

0,267

100

Кислород

7,5 10

0,5

4,24

Природный газ: кислород 1:3

7 5-10 "

То же

0,01

0,009 з 13866 и до 0,002-0,004Х при (SJgcy =0,017.

Использование газов с Хо<33 ат.7..(технический аргон), практически не изменяет содержание серы в шлаке, а при

Х )67 ат.Ж (кислород, смесь кислорода с природным газом) эффективность десульфурации значительно снижается.

В первом случае низкая эффективность десульфурации шлака обусловлена недос-1и татком кислорода в газе, во втором— высокой сорбционной способностью шлака по отношению к сере за счет Ро

Ф1 ать>10 ат.

-5 ояТаким образом, эффективность де- !Б сульфурации согласно предлагаемому способу существенно выше,. чем согласно известному., Для сравнения в качестве базового объекта бып выбран способ, обработки 2р шлака газом, используемый на заводе ферросплавов при выплавке флюсов., заключающийся в том, что расплавленный шлак при сливе из печи дробится струей сжатого кислорода.или возду- 25 ха. В результате обработки содержа65

4 ние серы в шлаке снижается на 0,020,05Х. 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 шийся 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 X,=33-67 ат.Е с расходом газа V=70/X < Ì Íà 1 кг удаляемой серы, где Х о — содержание кислорода в газе, ат.7: — коэффициент эффективности использования кислоропа.