Спосіб видаляння шкідливих домішок з рудних матеріалів та їх замінників

Спосіб видаляння шкідливих домішок з рудних матеріалів та їх замінників, який включає добавку хлориду, змішування і високотемпературну обробку, який відрізняється тим, що як хлоридовмісний матеріал додають бішофіт ну піч у складі агломерату, безповоротно губиться Свинець зі складу агломерату відновлюється в доменній печі і переходить у чавун Чавун з підвищеним змістом свинцю має більш високу ЩІЛЬНІСТЬ І опускається в мертвий шар нижче чавунної льотки, проникає у шви лещаді (днища доменної печі) і руйнує и Миш'як, потрапляючи в доменну піч у складі агломерату, переходить у чавун, а в наслідок у сталь, погіршуючи її властивості (Єфименко Г Г , Пммельфарб А А , Левченко В Є Металургія чавуну — К Вища школа, 1988 — 351 с ) Через перераховані причини рудні матеріали та їх замінники, що містять цинк, свинець і миш'як, не застосовують у металурги, або їхнє застосування обмежують Відомий спосіб видалення шкідливих домішок з рудних матеріалів та їх замінників, що містять цинк, свинець і миш'як, що включає додавання хлориду, змішування і високотемпературну обробку, спікання агломерату за рахунок горіння твердого палива, у якому як хлорид у шихту вводять поварену сіль NaCI (Демшова О А Шляхи вирішення цинкової проблеми кузнецької металурги, — М АН СРСР, 1951 — 102 с) ШКІДЛИВІ ДОМІШКИ при введенні з'єднань хлору в агломераційну шихту утворюють летучі хлориди ZnCb, РЬСЬ, AsCb З низькими температурами кипіння, 732°С, 501 °С та 130°С ВІДПОВІДНО При спіканні агломерату досягаються температури 1350-1500°С, і ШКІДЛИВІ ДОМІШКИ віддаляються ю (О 61599 Відомий спосіб не дозволяє цілком вирішити AS2S3 При високотемпературній обробці шихти, задачу, що стоїть перед винаходом, тому що оксид спіканні або випалі, сульфіди окисляються натрію ЫагО, що утворюється в агломераті при ZnS+1,5O2=ZnO+SO2 введенні в аглошихту повареної солі, порушує PbS+1,5O2=PbO+SO2 роботу доменної печі, сприяючи утворенню настиAs 2 S 3 + 4,5O2=As2O3+3SO2 пв Крім того, ефективність застосування повареПісля додавання бішофіту протікають наступні ної солі недостатня При агломерації з уведенням реакції NaCI у шихту віддаляється менш 80% шкідливих MgCI2-6H2O=MgCI2+6H2O домішок MgCI2+Zn0=ZnCI2+Mg0 Найбільш близьким способом (прототипом) є MgCI2+Pb0=PbCI2+Mg0 спосіб видалення шкідливих домішок з рудних маAs2O3+3MgCI2=2AsCI3+3MgO теріалів та їх замінників, що включає додавання У ході ХІМІЧНИХ реакцій утворюються летучі хлориду, змішування і високотемпературну обробхлориди цинку, свинцю і миш'яку, що віддаляються ку, спікання агломерату за рахунок горіння твердопри нагріванні, і утворюється оксид магнію МдО є го палива, у якому як хлорид у шихту вводять 2корисним компонентом шихти, флюсом Для під3% хлориду кальцію СаСІ2 (Металургія чавуна / вищення його змісту до складу шихти вводять доЄ Ф Вегман, Б Н Жеребин, А Н Похвиснев і ш — ломитизованний вапняк, що містить доломіт М Металургія, 1989 —512 с ) СаМд(СО3)2 Таким чином, бішофіт, сприяючи видаленню шкідливих домішок, не вносить сам шкідВідомий спосіб не дозволяє цілком вирішити ливих елементів і є замінником доломитизованнозадачу, що стоїть перед винаходом Ефективність го вапняку застосування хлориду-кальцію є недостатньою Цинк, свинець і миш'як віддаляються при агломеЕфективність видалення цинку багато в чому рації частково на 65%, на 90% і на 60% ВІДПОВІДзалежить від термодинамічних властивостей хлоНО СаО, що утворюється в складі агломерату, риду, що вводиться в шихту Зі збільшенням МІЦвиконує корисні функції флюсу, поліпшуючи якість НОСТІ хлориду, що вводиться, перехід хлору в інше агломерату Однак хлорид кальцію не зустрічаєтьз'єднання ускладнюється, і ефективність видаленся в природі Будучи продуктом хімічної промислоня шкідливих домішок знижується Активність мевості, він має високу вартість, близько 300$ за 1т, талів зменшується наступним чином Na, Ca, Mg що робить його застосування економічно неефекВІДПОВІДНО, МІЦНІСТЬ з'єднання зменшується у потивним рядку NaCI, CaCI2, MgCI2 Таким чином, введення хлориду магнію в шихту забезпечить більш високу В основу винаходу поставлена задача ствоефективність видалення цинку, свинцю і миш'яку рення способу видалення шкідливих домішок з чим уведення хлоридів натрію і кальцію рудних матеріалів та їх замінників, у якому додавання до шихти нового природного компонента Спосіб видалення шкідливих домішок при спідозволить більш ефективно видалити цинк, свиканні агломерату з введенням бішофіта в шихту, нець і миш'як, усунути їхній негативний вплив на що містить цинк, свинець і миш'як, був реалізовароботу і стан доменних печей і утилізувати з'єдний у лабораторних умовах в агломераційній чаші нання цинку без погіршення властивостей рудних ємністю 5кг До складу агломераційної шихти вхоматеріалів дили 0,25кг дрібного коксу, 0,5кг залізної руди, 2,0кг концентрату, 0,5кг вапняку та 1,5кг вороття Поставлена задача вирішується тим, що в Компоненти шихти змішувалися, воложилися до способі видалення шкідливих домішок з рудних змісту вологи 8%, огрудковувались у барабані матеріалів та їх замінників, що включає додавання огрудкувачі і спікалися в шарі висотою 0,25м Трихлориду, змішування і високотемпературну обробвалість спікання склала 8хв Було проведено два ку, ВІДПОВІДНО до винаходу як хлоридвмісний маспікання з однаковим складом шихти У першому теріал додають бішофіт випадку до складу шихти не вводили бішофіт ДруБішофіт, МдСІ2-6Н2О, є природним мінералом ге спікання проводили з витратою бішофіту 30г (Бішофіти нижнього Поволжя / В С Дерев'ягин, В І (0,75%) Результати спікань представлені у таблиСедлецький, В А Єрмаков і ін — Ростов н/Д, 1989 ці Без введення бішофіту ШКІДЛИВІ домішки прак— 96 с ) , значні запаси якого маються у Волготично не віддаляються Після введення бішофіту градському родовищі По висновку комісії з запасів до складу шихти вилучено 100(0,09-7-104)/ при CM CPCP, протокол № 6918 від 02 06 1973, 0,09=99,2% цинку, 99,9% свинцю, 100% миш'яку його запаси оцінюються у 164,8 млн т Зміст осноВидалення шкідливих домішок цинку, свинцю і вної речовини МдСІ2-6Н2О у ТІЛІ мінералу складає миш'яку з рудних матеріалів та їх замінників при 95% Бішофіт може доставлятися у виді твердого введенні бішофіту у шихту можна здійснити не кускового або порошкового матеріалу та у виді тільки при агломерації, але і при будь-якому іншоконцентрованого водяного розчину, ропи му способі високотемпературній обробці шихти, ШКІДЛИВІ ДОМІШКИ, ЦИНК, свинець і миш'як мопри якому температура перевищує температуру жуть знаходитися в складі руди, концентрату та їх кипіння ZnCI2, PbCI2, AsCI3 окисному випалі оказамінників, шламу, колошникового пилу та ш , у тишів, відбудовному випалі шихти та ш виді оксидів ZnO, PbO, AS2O31 сульфідів ZnS, PbS і 61599 Таблиця Склад шихти та агломерату, % Компонент Вихідна шихта МдО SiO2 СаО Мп Fe К Na Zn Pb As 1,35 8,94 11,0 0,14 51,7 1,4-10' 1,2-10' 0,09 0,18 0,08 Агломерат, отриманий без дода- Агломерат, отриманий з додаванням вання бішофіту бішофіту 1,52 1,67 8,73 8,89 9,53 11,31 0,12 0,12 55,9 53,5 1,1-10' 1,3-10' 1,1-10' 1,3-10' 4 0,085 7-Ю 4 0,181 2-Ю 0,075 0 У промислових умовах частіше інших шкідливих домішок, що видаляються хлоруванням шихти, зустрічається цинк Промислову реалізацію способу видалення шкідливих домішок із залізорудної шихти з підвищеним змістом цинку з застосуванням бішофіту на аглофабриці продуктивністю 5 млн т агломерату на рік здійснюють таким чином Ропу зі змістом мінералу 600кг/м3 у цистернах доставляють на аглофабрику і переливають у проміжну ємність - накопичувач 3 проміжної ємності ропу вводять в агломераційну шихту шляхом подачі в барабан - змішувач Така подача ропи забезпечує й рівномірне змішування із шихтою У зоні спікання, де температура досягає 13001500°С, утвориться хлорид цинку, що переходить у газоподібний стан при температурі 732°С, і віддаляється разом з повітрям, що просмоктується Одночасно утворюється оксид, магнію, що переходить до складу агломерату При ЗМІСТІ цинку в агломераті під час відсутності бішофіту 0,2% через аглофабрику проходить 0,01-0,2-5000=10 тис т цинку на рік У ВІДПОВІДНОСТІ зі стехіометричними співвідношеннями для видалення кожних 65кг цинку необхідно 203кг МдСІ2-6Н2О, 203/0,95=214кг бішофіту або 214/600=0,357м3 ропи Для збільшення ступеня видалення шкідливої домішки ропа може витрачатися з надлишком 10-20% 3 урахуванням 15% надлишку для видалення 65кг цинку необхідно 1,15-0,357=0,411м3 ропи Річне споживання ропи складе (0,411/65)-10000=63,2 тис м 3 При охолодженні газового потоку вилучений хлорид цинку осаджується в колекторі і частково у газоочиснику у виді снігоподібного пилу, що не утворює настип Разом із залізорудною просип'ю його видаляють потоком води і накопичують в окремому шламонакопичувачі Хлорид цинку розчиняється у воді Інший пил з колектора і мультициклонів у воді не розчиняється й осідає на дні Комп'ютерна верстка А Крулевський шламонакопичувача Розчин відводять з шламонакопичувача, випарюють і відокремлюють на фільтрі хлорид цинку марки «технічний» 3 65кг цинку у ВІДПОВІДНОСТІ зі стехіометричними співвідношеннями можна одержати 136кг ZnCb У реальних умовах можливо неповне видалення цинку з агломерату і, отже, менший вихід хлориду цинку Також можливі втрати хлориду цинку у газоочиснику та у шламонакопичувачі При витягу 75% хлористого цинку його вихід на рік складе 0,75-(136/65)-10=15,7тис т Видалення більш 90% цинку зі складу агломерату дозволить виключити простої доменних печей через формування настипв у робочому просторі й у газоочиснику, що досягають 2-3 доби на рік При цьому втрати чавуну в доменному цеху з трьох-чотирьох доменних печей середнього обсягу скоротяться на 10-2=20 тис т на рік, де 10 - добова продуктивність доменного цеху, тис т, 2 - тривалість простоїв доменних печей через настигоутворення, діб Це дозволить виключити втрати орієнтовно 25 тис т стали і 20 тис т прокату на рік При рівні рентабельності 10% і вартості кінцевої продукції 400$ за 1т застосування нового способу спікання дозволить зберегти прибуток металургійного підприємства 400-0,10-20=800 тис $ на рік Вартість хлориду цинку марки «технічний» у виді 50% водяного розчину складає 542$ за 1т У перерахуванні на суху речовину його вартість складає 1084$ за тонну Вартість витягнутого хлориду цинку складе 15,7-1084=17019 тис $ у рік Вартість 1м3 ропи орієнтовно складе 25$ Додаткові витрати на придбання концентрованого розчину бішофіту складуть 25-63,2=1580 тис $ на рік Річна економія орієнтовно складе 800+17019-1580=16239 тис $ Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119