Спосіб видалення хрому та/або нікелю з рідких шлаків

Винахід стосується способу видалення хрому та/або нікелю з рідких шлаків або сумішей шлаку і пилу, при якому рідкий шлак подається у ванну розплавленого металу, зокрема з залізом, і відновлюється шляхом внесення вуглецю або носіїв вуглецю. Рідкі шлаки сталеплавильного виробництва високоякісної сталі або ферохрому містять, у першу чергу, відносно високу кількість хрому в залежності від їхнього походження і, особливо, від частки і складу використаних при виготовленні сталі добавок скрапу. Оксиди марганцю спостерігаються у відносно великих кількостях. Певні сталеві шлаки мають також високий вміст нікелю і відносно високий - ванадію. У випадку сталевих шлаків з відносно високим вмістом ванадію у патенті ЕР 770149 було вже запропоновано після першого процесу відновлення з використанням носіїв вуглецю в окремому додатково приєднаному відновлювальному конвертері регенерувати ванадій шляхом застосування відновників з більш високим потенціалом відновлення. З цією метою спочатку весь хром і марганець відновлювали вуглетермічно, для чого шлаки тривалий час обробляли на ванні з розплавленим металом, у яку вводили носій вуглецю, як, наприклад, газ метан. Істотну частку вуглецю, що вводиться, використовували згідно з даним способом відносно довгий час для підтримки необхідних температур. Застосування окремого і, як правило, окремо опалювального реактора відновлення для відділення ванадію, звичайно, може бути економічним лише в тому ви падку, якщо ванадій міститься в досить великій кількості, тобто економічність залежить від ціни регенерованого ванадію. Якщо першочерговою метою є максимальне видалення хрому з сталевих шлаків, то при відомому способі потрібний порівняно довгий час обробки і внаслідок цього відносно високі втрати тепла. Метою винаходу є удосконалення описаного вище способу таким чином, щоб і в тому випадку, коли не може бути досягнута бажана рентабельність шляхом регенерації дорогої металевої сировини, можна було б досягти надійного видалення хрому при одночасному зниженні загального часу обробки. Суть способу згідно з винаходом полягає в тому, що внесення вуглецю у ванну з розплавленим металом здійснюється до зниження вмісту оксидів Сг та/або Ni у шлаку до значення між 0,8% мас. і 0,2% мас, і що при досягненні заданої кількості оксиду хрому в шлаку додаються відновники з більш високим потенціалом , як, наприклад, А1, Са, Si, Fe-Si або Ca-Si для зниження вмісту оксидів Сг та/або Ni до значення нижче 0,15% мас, краще до значень нижче 0,08% мас Спосіб згідно з цим винаходом здійснюють із застосуванням тільки одного конвертера, причому завдяки тому, що вугле-термічне відновлення з завантаженням носіїв вуглецю, як, наприклад, вуглеводнів, припиняється у момент, коли шлак має ще такий відносно високий і, як правило, неприйнятний вміст оксидів хрому або нікелю, що він не може бути безпосередньо використаний як речовина, що додається при помелі цементу, час обробки до цього моменту істотно знижується, і завдяки тому, що при досягненні такого наперед заданого відносно високого вмісту оксидів хрому та/або нікелю безпосередньо в той же конвертер додаються відновники з більш високим потенціалом відновлення, вдається завершити спосіб за відносно короткий час і надійно довести вміст оксидів хрому та/або нікелю до значень, нижче заданих граничних значень. За допомогою такого ступінчастого відновлення вдається, природно, знизити у шлаках вміст інших супутніх елементів високоякісної сталі, наприклад, молібдену або ванадію, до некритичних значень. Перевагою способу проведенні процесу за цим винаходом є те, що добавка Fe-Si вводиться в кількостях між 3 і 15кг/т шлаку, краще 6-10кг/т шлаку. Якщо в шлаку містилися інші речовини, відновлювані подібними відновниками, як, наприклад, оксид ванадію, оксид марганцю, оксид нікелю або оксид молібдену, то вони, природно, на цій стадії процесу відновлюються у ванну. Шлак, який утворився після вуглетермічного відновлення, реагує з внесеним після цього відновником відносно повільно, причому швидкість реакції і, особливо, кінетику реакції можна істотно поліпшити тим, що, як це відповідає кращому подальшому проведенню способу, ванну після додавання відновника з більш високим потенціалом відновлення продувають інертним газом. Завдяки перемішуванню за рахунок введеного інертного газу, яким може бути, наприклад, азот або аргон, реакція істотно прискорюється, так що для одержання бажаного вмісту оксидів хрому досить надзвичайно короткого часу обробки. У цілому особливо ефективне проведення процесу таким чином, що перше ву-глетермічне відновлення відбувається за 15-30 хвилин, а друге - за 3-10 хв. Приклад виконання: У конвертер з 10 тоннами чавуна завантажують 3 тонни шлаку, який мав у рідкому стані такий склад: Стальний шлак СаО SiO2 А12Оз MgO ТіО2 FeO МnО Сг2О3 мас. % 47,8 26,3 5,9 8,9 1,3 1,7 1,4 6,7 Вміст оксидів металів був потім знижений шляхом одночасного додавання вугілля і кисню до таких значень: Вміст оксидів металів після вуглетермічного відновлення мас. % FeO 1,1 МпО 0,8 Сг2О3 0,3 Після цього здійснюється додавання 30кг феросиліцію і продувка через ванну 50м 3 (значення при нормальному тиску) азоту протягом 5 хв. Відновлювальна дія розчиненого у ванні з розплавленим залізом кремнію дала такий кінцевий склад шлаків: Шлак після сильного відновлення СаО SiO2 А12Оз MgO ТіО2 FeO MnO Сг2Оз мас. % 41,6 35,1 12,8 7,5 1,1 0,8 0,4 0,07 У цілому двоступінчасте відновлення можна проводити в одному конвертері, причому при вихідному вмісті оксиду хрому 6,7% мас, наприкінці вуглетермічної реакції після обробки протягом 20 хв. вміст оксиду хрому був 0,3% мас. У наступному кремнійтермічному відновленні протягом 5 хв. вдалося знизити вміст оксиду хрому від 0,3% мас. до 0,07% вага. Завдяки порівняно короткому часу обробки вдалося істотно знизити втрати тепла і у більшій мірі використати добавку носіїв вуглецю для відновлення.