Способ подготовки сульфидизатора

 

Изобретение относится к цветной металлургии , в частности к способам подготовки сырья для окускования и шахтной плавки с использованием сульфидизатора. Цель изобретения - улучшение экологии за счет снижения удаления серы в виде оксидов в пирометаллургических процессах с участием сульфидизатора и использования кальций се русо держащих отходов производства. Материал, содержащий сульфит кальция, до или после окускования подвергают термообработке в окислительной атмосфере, содержащей не менее 8 об.% кислорода, в течение не менее 10 мин при 700-900°С. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 В 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ. И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4788775/02 (22) 05.02.90 (46) 07.03.92. Бюл. М 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт механической обработки полезных ископаемых "Механобр" и.

Государственный проектный и научно-исс-. ледовательский институт Гипроникель " (72) А.С.Королев; Н.M.Áàðñóêîâ, И.H.Êîñòåлова, Г.Б.Фрайман и А.Д.Прохоров (53) 669.243.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .М-377369, кл. С 22 В 23/02, 1971. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СУЛЬФИДИ. ЗАТОРА

Изобретение относится к цветной. металлургии, в частности к способам подготовки сырья для окускования и шахтной плавки с использованием сульфидизатора.

Известен гипс, представляющий собой двуводную соль сульфата кальция. Помимо функции сульфидизатора он одновременно выполняет роль флюсующей добавки, В шахтную печь гипс подается в виде кусков крупностью 10 — 15 мм.

Однако использование гйпса более мелкого гранулометрического состава в шахт-:. ной плавке невозможно из-за снижения газодинамических свойств столба шихты е, печи и увеличения из нее пылевыноса.

Наиболее близким к изобретению:является способ подготовки сульфидизатора для шахтной плавки окисленных никелевых руд.

Он предполагает использование в качвстве сульфидизатора тонкодисперсных отходов суперфосфатного производства — фосфо,, Ы„„1717о57 А1 (57) Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам подготовки сырья для окускования и шахтной плавки с использованием сульфидиэатора. Цель изобретения — улучшение экологии за счет снижения удаления серы в виде оксидов в пирометаллургических процессах с участием сульфидизатора и использования кальцийсерусодержащих отходов производства.

Материал, содержащий сульфит кальция, до или после окускования подвергают термообработке в окислительной атмосфере, содержащей не менее 8 o6,$ кислорода, в течение не менее 10 мин при 700 — 900 С. 4 табл. гипса, представленного, в основном, сульфатом кальция. Предварительную сушку фосфогипса проводят при 150-180"С. Шихта, содержащая руду, фосфогипс, пирит и восстановитель, брикетируется, а брикеты направляются на шахтную плавку.

Недостатком известного способа явля- О ется большая площадь контакта гипса; пи- (Я рита и силикатной железистой руды, поскольку сульфидиэаторы используются в тонкодисперсном виде. Это приводит к снижению температуры разложения гипса при термообработке брикетов за счет твердофаэных реакций. Кроме того, по известному способу не предполагается использование кальцийсерусодержащих отходов производства, представленных сульфитом кальция, имеющего температуру разложения с выделением диоксида серы значительно ниже, чем сульфата кальция.

1717657

35

45

55

Целью изобретения является улучшение экологии за счет снижения удаления серы в виде оксидов в пирометаллургических процессах с участием сульфидизатора и использование кальцийсерусодержащих отходов производства, Поставленная цель достигается дозированием компонентов шихты в определенном соотношении, их смешивании и окускованием методами брикетирования или сырого окомкования. В качестве сульфидизатора используют кальцийсерусодержащие отходы производства (например шламы после очистки отходящих агломерационных газов от оксидов серы водной известняковой или известковой суспензией).

Фазовый состав таких отходов представлен как сульфатом кальция, так и сульфитом кальция, их соотношение .составляет (по массе) примерно 1:1. B связи с тем, что температура разложения сульфита кальция значительно ниже, чем аналогичного сульфата, указанные шламы при термообработке ведут себя по другому, чем гипс.

В табл.1 представлена степень десульфуризации шлама и гипса в виде брикетов массой 1 г при термообработке в течение 15 мин, Таким образом, степень десульфуризации шлама в окислительной и в инертной атмосферах превышает степень десульфуризации гипса. Использование шлама в качестве сульфидизатора в неподготовленном виде взамен гипса приводит к повышению удаления серы в виде оксидов из металлургического агрегата, Для получения из шлама сульфидизатора, по металлургическим свойствам аналогичного гипсу, необходимо окислить сульфит кальция, содержащийся в шламе, и ри определенных условиях до сульфата кальция.

Параметры обжига следующие: содержание кислорода в газе 8 об., длительность обжига 10 мин; температура обжига

700-900 С.

Полученный обожженный продукт имеет такие же металлургические свойства как и гипс, Термообработка (окисление) шлама может проводиться до или после его окускования. Это объясняется возможностью переработки его в указанном виде, а также способом и агрегатом, в котором этот процесс может протекать . Например, тонкодисперсный материал может быть окислен во вращающейся печи в пересыпающемся слое. Окомкованный материал (окатышигранулы) может окисляться в неподвижном г слое, например, на обжиговой конвейерной машине.

Пример. Моделирование промышленных условий обжига проводят на лабораторной установке, состоящей из герметичной фарфоровой трубки с отверстиями для вво.да и вывода газа. Она находится в рабочем пространстве электропечи, Температура в рабочем пространстве печи поддерживается автоматически.

В зависимости от условий. опыта через фарфоровую трубку продувают инертный газ (аргон), воздух или их смесь. Во всех опытах расход газа 1 л/мин. При помощи соленоида, сердечника и штока в рабочее пространство печи (внутри трубки) вдвигают лодочку с исследуемым материалом, насыпанным в нее, или в виде брикета цилиндрической формы (диаметр 10 мм, высота 10 мм), Во всех опытах масса материала (в исходном виде или в виде брикета) составляет

1 г.

Для сравнения используют гип и шлам после очистки отходящих агломерационных газов от оксидов серы водной известняковой суспензии.

Химический и фазовый составы исходных материалов представлены в табл.2.

Результаты опытов по обработке шлама. приведены в табл.З.

Опыты состоят из двух этапов (табл.3).

На первом этапе обжига подбирают оптимальный режим окисления сульфита кальция до сульфата. На втором этапе проводят обжиг окисленного шлама в инертной атмосфере при 1200 С и, в частности, степень десульфуризации при этом,необходима для сравнения с аналогичным показателем для гипса, обожженного в тех же условиях (табл.1).

Из представленных в табл.3 данных следует, что для получения хорошего сульфидизатора из шлама необходимо окислить укаэанный материал в определенных условиях. В опытах 5, 6, 8, 9, 14, 15, 20, 21, 24, 25, 27, 28 шлам, термообработанный в окислительной атмосфере, приобретает свойства, аналогичные гипсу. Обжиг при температуре более 900 С нецелесообразен, так как при этом повышается степень десульфуризации, а это увеличивает количество оксидов серы, удаляемых с отходящими газами, и соответственно затраты на природоохранные мероприятия.

Выбросы оксидов серы в пирометаллургических процессах.с участием-различных сульфидиэаторов оценивают при их плавке в смеси с агломератом из окисленной никелевой руды в электродуговой печи. Масса

1717657

Таблица 1

Со е жание компонентов.

Материал

СаЯОз

СаЯОа

° .Я

Гипс

Шлам

0,5

16,8

17,6 загружаемой шихты в печь(агломерат+сульфидизатор) 10 кг. Агломерат используют крупностью -20+5 мм. Сульфидизаторы вво. дят в виде гранул крупностью -12+8 мм и имеют следующее содержание серы, мас.ф: 5 гипс 16,8; не обожженный шлам 17,6 обожженный шлам 21,2, .Гранулированный шлам обжигают при

700ОС в течение 10 мин с roäåðæàíèåì в горновых газах 10 об.) кислорода. Содер-. 10 жание серы во всех проплавляемых шихтах

1,5 OIL

Плавку шихт в электродуговой печи проводят при 1500ОС.

Степень удаления серы в процессе 15 плавки и составы шихт представлейы в. табл.4.

Из данных табл.4 следует, что использование не обожженного шлама в качестве сульфидизатора при планке приводит к зна- 20 чительно большей степени удаления серЫ:в газовую фазу, чем при плавках с испщ ьэованием. в качестве сульфидизаторов природного гипса или термообработанных шламов. 25

Таким образом, использование способа в промышленных условиях позволит снизить удаление серы в пирометаллургических процессах (агломерация, шахтная плавка) при использовании в качестве суль- 30 фидизатора кальцийсодержащих материалов, представленных сульфитом кальция, и использовать эти отходы производства в металлургической или других областях, Это приведет к экологическому эффекту (ис- Э5 пользование отходов, складируемых, и снижение выбросов серы в окружающую среду). укаэанные отходы производства могут подвергаться термообработке в неподготовленном или окускованном виде. Окускование может осуществляться методами брикетирования или окомкования с добавлением воды (например, в чашевых грануляторах). Отходы, подвергнутые термообработке в неподготовленном виде, требуют окускования перед использованием в пирометаллургических процессах (агломерация, шахтная плавка). Окускование указанных отходов по любому варианту может проводиться вместе (в виде смеси) с флюсами (известняк, известь) или упрочняющими добавками (гипс).

Формула изобретения

Способ подготовки сульфидизатора из кальцийсерусодержащего материала, содержащего сульфит кальция, к использованию в пирометаллургических процессах, включающий дозирование компонентов шихты, их смешивание и окускование брикетированием или сырым окомкованием, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения экологии за счет снижения удаления серы в виде оксидов в пирометаллургических процессах с участием сульфидизатора и использования кал ьцийсерусодержащих отходов производства, материал, содержащий сульфит кальция, до или после окускования подвергают термообработке в окислительной атмосфере, содержащей не менее 8 об.о кислорода, в течение не менее

10 мин при температуре 700-900 С.

1717657

Таблица 3

Степень десульфуриэации при обжиге в Ar, втечение 15 мин, при1200 С, $

Пе вая ста ия обжига

Опыт

Температура Содержание Длительность Степень десуобжига, С кислорода, об, обжига, мин льфуриэации, виде бр

П р и м е ч а н и е. В опытах 1- 1 шлам используют

22 в икетов, в опытах в неподготовленном виде (порошок).

Таблица 4

Составитель А.Кальницкий

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор О.Кравцова

Редактор Н.Гунько

Заказ 854 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17

18 l9

21

22

23

24

26

27

700

8 .8

8 .10

6

8

6

8

8

8

8

0,3

0,3

0,4

0,1

0,3

0,3

0,1

0,3

0,3

1,8

3,0

3,9

1,6

2,5

2,9

5,2

9,7

12,0

4,9

9.2

11,5

0,5

0,1

0,4

0,4

0,1

0,3

0,4

27,9

27,6

27,8

27,6

11:,5

10,6

27,0

11,1

9,9

29,6

24,3

22,0

20;2

10,3

9,0

14,2

13,8

12,5

12,2

10,0

10,1

28,0

27,8

10,7

9,8

27,0

11,0

9,5