Топливо-восстановитель-сульфидизатор для пирометаллургических процессов

 

Союз Советских

Социалистических е еспублик (») 488872

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТИИеСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3аянлено 04.03.74 (21) 2001867/22-1 с присоединением заявки № (5l) М. Кл.С 22b 5/10 (53) УДК665.521..9 (088.8) Гасударственный комитет

Совете Мнннстров СССР по делом нзобретеннй н открытий (23) Приоритет 10. 11.67(3 1) 1 196635/22(43) Опубликовано 25.10.75.Бюллетень № 39 (45) Дата опубликования описания 03.02.76

Д. М. Соскинд, А. И. Окунев, E. М. Тайц, А. А. Ферштатер, 3. И. Сюняев, Е. Я. Барсуков, Н. И. Юренков, P. Н. Гимаев, B. Я. Кошкаров и О; В, Сосновский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТОПЛИВО-ВОССТАНОВИТЕЛЬ-СУЛЬФИДИЗАТОР ДЛЯ

ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение касается цветной металлургии и может применяться также в некоторых отраслях народного хозяйства, например в производстве ферросплавов и химической промышленности. 5

Известно, что целый ряд цветных металлов (например, как никель, кобальт, медь) получают в частности путем восстановительно-сульфидирующей шахтной плавки окисленного сырья или шахтной плавки малосерни- 1О стого сырья. При этом в качестве топлива — восстановителя используют металлургический кокс, а в качестве сульфидизатора — пирит, гипс и другие серусодержашие материалы, причем последние вводят либо непосредственно в шихту плавки, либо в шихту брикетирования руд. Расход сульфидизатора при плавке, например, окисленных никелевых руд составляет от 6 до 10вес.% от веса руды (агломерата). 20

Шахтной плавке окисленных никелевых руд (0 9-1,2 вес.%) свойственен ряд крупных не до с та тко в: высокий расход высокозольног0 (12-18%А ) топлива (27-33 вес.% от веса руды); применение несодержаших 25 никель сульфидирующих агентов, что снижает производительность печей по руде до

10% и, следовательно, ухудшает общие технико-экономические показатели; повышенный выход шлаков (из-за золы топлива) и высокие потери металлов с ними (из-за несовершенства стадий восстановления и сульфидирования), а также высокие потери серы с газами (40-50% серы от ее количества в исходном сульфидизаторе) обусловливают существенное загрязнение окружающей среды сернистым ангидридом.

Для шахтной плавки окисленных никелевых руд (в отличие от практики черной металлургии) целесообразно использовать кокс с высоким содержанием серы (до 4 -5%), поскольку в этом случае исключает» ся введение сульфидируюших агентов в шихту шахтной плавки, благодаря чему усвоение серы увеличивается в 1,5-2 раза; сокращается выход шлака и потери металлов; увеличивается проплав рудной части шихты; снижается удельный расход топлива; практически исключается загрязнение воздушного бассейна и др.

488872 .1оп чение сернистых коксов на основе каменноугольных месторождений может быть осуществлено путем: а) вовлечения в шихту коксования камен ных углей с повышенным содержанием серы" б) дополнительного введения в шихту коксования серусодержаших материалов.

В шихту коксования целесообразно во1, влекать те виды сернистых каменных углей, в которых существенна или преобладает

1, доля серы, находящаяся в органическои форме (связана с . углеродом ), а не в виде пирита. В этдм.случае повыи)ение содержания серы."в коксе не будет сопровождаться большим ростом его зольности. С этой точки зрения введение в шихту коксова) -и)1 серусодержаших флюсов представляется нецелесообразоным, так KQK снижается про«эводительность коксохимзаводов. по углеродистому сырью; существенно удорожается стоимость кокса„повьшгается зольность кокса (до 23-25% против 15% в настоящее время); существенно снижается теплотворная способность кокса и удоpoжается стоимоть передела шахтной плавки за счет повып)ения расхода кокса и его стоимос) и. Стоимость каменноуголь))ог о кокса с сернистыми флюсами будет равна

50-60 p/Y (против 35-40 р/т за обычный кокс).

Цель предлагаемого изобретения состоE)Y в 1ц)именении в пщ)ометаллд)гических процессах переработки сырья и материалов, содержащих цветные металлы такого вида кокса, который позволил бы полностью исключить применение дефицитного и дорогостогипего доменного кокса и специа)п»ных с /лы )идизаторов> снизи ь pBcxolj т1)п-" пива, выход шлака, потери металлов со шлаками и серы с газами, а также предупредить загрязнение атмосферы.

С этой целью предложено применять в качестве топлива, восстановителя и одновременно сульфидизатора сернистый нефтии0й кокс с содержанием серы не менее

3 вес Л.

Серии)етый иефтекокс получают в качестве иобо п)ого продукта при глубокой переработке нефти, в частности в процес» сах:-)а медленного коксования тяжелых нефтяных остатков и термоконтактного крекиига гудронов и мазута. В коксе коние итрируется з)качительиая часть серы исфти, 1 ак при термоконтактном крекинге

Иааф) ян).)х остатков получают коксовый порошок, содержащий до 8% серы, 1-2%

Hf:т)чих, около 1% золы и не более 2% вла) и. В процессе замедленного коксования получают кокс, содержащий 2,5-4,5% серы, 7-10% летучих, 0,5-1,5% золы и

4-6% влаги.

Сернистые нефтяные коксы получаются в порошкообразном или мелкокусковом виде (минус 25 мм). Поэтому в большин, стве случаев переработки руд цветных металлов исходный нефтяной кокс подвергается формированию. Наиболее крупным потребителем высокосернистого формованного кокса может быть никель-кобальтовая промышленность (свыше 1,0 млн. т в год).

С учетом производства других цветных металлов и других отраслей народного хозяйства общая потребность в высокосернистом коксе составляет 2-2,5 млн. т в год.

Окускование нефтекоксовой мелочи и плавка окисленных никелевых руд в шахтных печах с заменой доменного кокса на нефтекоксобрикеты позволяет получить экономический эффект свыше 3 млн. руб в год, Поэтому сернистые нефтекоксы замедленного коксования и термоконтактного крекинга как в формованном, так и в порошкообразном виде получтают квалифицированное использование с высоким народно-хозяйственным эффектом.

Сернистые нефтекоксы могут найти применение в следующих процессах цветной металлургии: игахтная плавка окисленных никелевых рудi медно-серная плавка с получением элеЗ ментарной серы; сократительная плавка бедных штейнов

И )УД; полупиритная плавка медных руд; отражательная плавка медных нонцент41) ра тон; шахтная плавка агломерированных медных руд и концентратов; шахтная планка свинцовых агломератон; электроплавка свинцовых, медных, ни.1,) келеных руд и концентратов; агломерация мало<-ернистых руд и кон центратов, сопровождаюшаяся выделением и утилизацией сернистых газов; фьюмингование оловоциикосодержеших

50 шлаков; обеднение и)лаков, содержа)цих цветные металлы; шахтная плавка вторичных цветных металлов и др, 5

Сернистые иефтекоксы найдут также применение в ряде новых процессов, на)п)имер при циклонной плавке медных концентратов (с возгонкой цинка), полиметалли60 ческих окисленных руд и концентратов, 488872

Составитель д, Кальницкий

РедактоР Г.Шагова Техред H.Карандашова КоРРектоР Л.(Сотова

Изд. М )jl((j

Тираж 740 Подписное

Заказ .5 уф (И(((((ПИ (осударственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретеш1й и открытий

Москва, l l3035, Раушская «a6., 4

Предприятие «Г(атент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24 оловосодержаших продуктов, германиеносных зол и пылей.

Использование сернистых нефтекоксов возможно в любых сушествуюших и вновь разрабатываемых процессах, в которых предусматривается переработка материалов, содержащих серу, окисленных материалов с подшихтовкой сужфидизируюших агентов и окисленных материалов (например, с возгонкой германия, олова и др.), в которых йе применяется, но полезна присадка сернистых компонентов.

Итак, применение высокосернистого нефтяного кокса целесообразно во всех пирометаллургических процессах, в которых одновременно или последовательно протекают этапы нагрева, восстановления и сульфидирования металлов и металлоидов, а также их соединений.

Пример 1. В печи шахтного типа плавят шихту, состояшую из брикетов окисленной никелевой руды (1,30% Й; 0,06% Со|

24,4% е2О3; 46,4 о $1О2, 9,1%Л12О3 °

7,8 hf О О); известняка и прокаленных брикетов нефтяного кокса от процесса замедленного коксования (4,0% S, 2,1% летучих, 2,5% золы), взятые в соотношении

100:24:26, Специальные сульфидизаторы, например пирит, в плавку не вводят. В результате плавки получают штейн (14,9%

М; 0,70% Со; 21,4% S ) и шлак (0,13% Ц1; 0,02% Со). В сравнении с варианюл(использования каменноугольного л(еталлургического кокса и пирита выход шлака уменьшается на 4,0-5,0%, а "потери металлов со шлаками снижаются на 5-15%; расход условного топлива снижается на

5-7%; потери серы с газами уменьшаются примерно в 2,0 раза.

Пример 2. Продувку расплавленного шлака (0,7% олова, 6,1% цинка, 0,5% свинца, 1,0% меди, 33% железа, 26,5 кремнезема) по предложенному спо10 собу проводят воздухом и порошкообразныл( нефтекоксом (7,8% серы) от процесса термоконтактного крекипга (беэ применения специального сульфидиэатора). В 1езультаl5 те продувки шлака (при расходе нефтекокса 15%) получают штейн (15% Си) и шлак (0,3% Си; 1,5% ZA, 0,08%5m). Свыше 90% олова и свинца и свыше 75% цинка переводят в газовую фазу.

Приведенные выше примеры применения форл1ованного и порошкообразного нефтяного кокса достаточно полно иллюстрируют эффективность сернистого нефтяного кокса, как вешества, содержащего в себе углерод и серу.

Предмет изобретения

Применение сернистого нефтекокса с содержанием серы не менее 3 вес.% в ка-l честве топлива-восстановителя-cóëüôèäèзатора для пирол еталлургических процессов переработки материалов, содержаших цветные и редкие металлы.