Спосіб одержання заліза та/або металізованого продукту

1. Спосіб одержання заліза та/або металізованого продукту, який включає розміщення на поді печі порошкоподібної суміші, яка містить оксид заліза та вуглецевмісний відновник, нагрів суміші, її відновлення і розділення заліза та/або металізованого продукту та відходів, який відрізняється тим, що суміш нагрівають в інтервалі температур 1160-1300 °С в атмосфері, в якій підтримують співвідношення СO:СO2 на рівні 3:1-5:1. C2 2 92439 1 3 92439 4 та утворення металізованих котунів, отриманяється сірка, що міститься у вигляді органічних них з багатих на залізо (>69мас.% Fe) руд або з'єднань у вуглецевмісному матеріалі. В цілому концентратів, що не містять шкідливих домішок. відновні умови подової печі забезпечують більш При цьому застосовуються також малосірчані віднизький рівень сірки в отриманому залізі, ніж при новники. Ці обмеження обумовлені тим, що пуста виконанні інших способів. Отримане залізо у випорода залізних руд та концентратів у процесі відгляді порошку із залишками вугілля та десульфановлення не зазнає ніяких змін та може забруднюторів переплавляють, при цьому пуста порода й вати твердий металевий продукт, а сірка відновнидесульфатори переходять разом із зв'язаною сірка переходить у залізо. Метализовані котуни з кою у відвал у вигляді шлаку. Перед плавкою мовмістом до 95мас.% Fe та 0,7-1мас.% С переплавжливе відділення залишків вуглецевмісного мателяють в електродуговій печі. Цей спосіб застосоріалу та десульфаторів на магнітних або вують на Оскольському металургійному комбінаті, електромагнітних сепараторах [Патент РФ на виа також на заводах Америки, Канади, Германії, нахід №2197530, кл. С21В13/10, опублікований країн Близького Сходу, Африки. 27.01.2003]. В печі з річною продуктивністю 400000 τ метаНедоліками відомого способу є, по-перше, те, лізованого продукту, при об'ємі печі 300м3, матеріщо для його виконання залізна руда повинна бути ал, що переробляють, знаходиться 8-12 годин, з багатою на залізо, інакше відновлене, у твердому них 4-6 годин - у відновних умовах. Частину метастані залізо при температурі до 1100°С формуєтьлізованого продукту можна використовувати й під ся у вигляді губки, розосередженої у пустій породі, час плавки чавуну в доменній печі [Арсентьев В.В., а їх розділення дуже складне, по-друге, за цим Крашенинников М.Г. и др. Общая металургия, Моспособом відбувається якісна очистка тільки від сква, Металлургия, 1986, стр. 360]. сірки, а при наявності в залізній руді фосфору, Недоліками відомого способу є необхідність миш'яку, ванадію, які в інтервалі температур 800використання якісної сировини з високим вмістом 1100°С у відновному процесі не дають летючих заліза (>69мас.%) та низьким вмістом сірки, фосз'єднань, їхнє відділення від заліза не може бути фору, миш'яку, ванадію й кольорових металів. гарантоване. Крім того, порошкоподібну сировину, перед процеНайбільш близьким за технічною сутністю до сом відновлення газами реформінга, необхідно способу, що заявляється, є спосіб отримання мепереводити в котуни, а газоподібний відновник талевого заліза, що включає розміщення на поді реформувати на нікельовому каталізаторі, причопечі порошковидної суміші, яка складається з окму колошниковий газ, перед змішуванням з приросиду заліза і вуглецевмісного відновника, нагрів, дним газом, необхідно очищувати від сірки та інвідновлення та розплавлення суміші, яке виконуших домішок в скрубері для запобігання "отруєння" ють на поді печі. Розмір частинок порошкоподібної каталізатора, що ускладнює технологічний процес суміші повинен бути 35 мкм, а співвідношення окта підвищує собівартість способу. сиду заліза до вуглецевмісного відновника 77:23, з Відомий також спосіб прямого отримання наступним розплавленням отриманого відновного очищеного від сірки заліза в багатоподовій печі з заліза у інтервалі 1350-1550°С, переважно 1400порошкоподібної залізної руди, яку попередньо 1500°С, але оскільки залізо відділяється від пустої нагрівають на верхніх подах печі очищеними від породи, можна використовувати залізооксидний сірки газами до 600-700°С. При необхідності у пічматеріал з низьким вмістом заліза та отримувати ний газ подають кисеньвмісні гази, які підігріті до куски металевого заліза (крицю) й шлак у розплатемператури, вищої, ніж 350°С. У процесі перемівленому стані. У відомому способі віддають перещення руди, завдяки надподовим гребкам, на нивагу використанню залізної руди з вмістом заліза жчележачі поди, до сипучого матеріалу додають до 69,4мас.%, SіO2 - до 2%, АІ2О3 та СаО - до вуглецевмісний порошок (буровугільний кокс, наф0,5мас.%. У цьому випадку можна отримати критовий кокс, пил доменних або сталеплавильних цю, що містить Fe=96,75мас.%, FeO=0,31мас.%, печей, вугілля та т.п.) й порошок десульфатора металізація якої 99,03%, загальний вміст вуглецю (вапняк, вапно та/або оксид магнію). Порошки змі2,22мас.% та шлак, який містить Fe=5-10мас.%, шуються гребками, а під дією високої температури SiO2=45-50мас.%, АІ2О3=17-19, СаО=9-10. Для утворюється монооксид вуглецю, причому співвідвидалення сірки уводять десульфатори, наприношення СО:СО2 автоматично підтримується на клад, карбонат кальцію або натрію, або хлорид рівні 3:1, що забезпечує відновні умови в печі для кальцію [Патент РФ на винахід №2194771, кл. вищих оксидів заліза й сірки, але ці умови не заС21В13/10, опублікований 20.12.2002]. безпечує для монооксидів заліза (вюститів) й сірки До недоліків відомого способу відносяться непри 700-800°С. На нижніх подах печі, за рахунок ефективність при застосуванні його для залізних додаткового вдуву пальниками газового або пилоруд з низьким вмістом заліза, а також при наявновидного твердого палива, створюються умови, що сті в руді домішок фосфору й миш'яку, які перехозабезпечують максимальне відновлення заліза з дять у відновний продукт, а також утримуються руди. Більша частина сірки виводиться на верхніх оклюдированою пустою породою, яку важко віддіподах печі з десульфаторами, які у вигляді пилу лити від заліза, значна собівартість кінцевого провидуваються з печі у вигляді сульфату, сульфіту дукту. або сульфіду кальцію або магнію. Причому на У способі рекламується можливість ефективверхніх подах печі, при температурі вищою ніж ного використання низькосортної залізної руди для 800°С вивільняється сірка з неорганічних з'єднань, отримання високоякісного відновного заліза (крищо містяться в руді та вуглецевмісному матеріалі ці), але прикладів виконання для таких руд в патеу вигляді FeS2 та CaSО4, а нижче 800°С - вивільнті не приводять. Автори способу, що заявляється, 5 92439 6 перевірили, як за відомим способом з низькоякісмісного відновника змішують й, при необхідності, ної руди наступного складу, мас.%: Fe=29,8; додають до суміші порошки кремнеземовміщуючоMn=0,4; SiO2=41,4; АІ2О3=8,8; СаО=1,9; S=0,05; го матеріалу (кварцевий пісок, глину, польові шпаP=1,05; As=0,05; V=0,01 отримати високоякісне ти та ін.), карбонату кальцію ( вапняк, крейду), або залізо. Руду подрібнили до середнього розміру вапна, або хлориду кальцію, або доломіту, карбочасток - 35 мкм та змішали з порошковидним кокнату натрію, хлориду натрію, а також масло або сиком у масовому співвідношенні 77:23, нагрівали масловміщуючі відходи, замаслену металургійну протягом двох годин до 1400°С, витримали 50 окалину, силікатний сорбент (після очистки масхвилин та охолодили. При розділенні спікливої ла), або сорбент нафтопродуктів. Суміш подають маси отримали металеву фазу, що містить, мас.%: на під печі та піддають відновному випалу нагріFe=71,3; SiO2=12,6; АІ2О3=7,4; СаО=2,1; S=0,02; вом до температури 1160-1300°С, переважно P=2,1; As=0,19; V=0,02. Вихід заліза у концентраті 1230-1280°С, в атмосфері газів після згоряння склав 57%. палива (колошникового газу), в якому підтримуВ основу винаходу поставлене завдання удоється співвідношення СО:СО2 на рівні 3:1-5:1. Піссконалення способу отримання заліза та/або меля охолодження отриманий продукт подрібнюють талізованого продукту, в якому нагрів та випалента піддають розділенню на металізовану та силіканя порошкопрдібної суміші, яка складається з тну фракції гравітаційною або магнітною сепараціоксиду заліза та вуглецевмісного відновника в інєю. Металізовану фракцію, при необхідності, підтервалі температур 1160-1300°С та в атмосфері, в дають додатковому гідрометалугійному очищенню якій підтримується співвідношення СО:СО2 на рівні або переплавляють в тиглях або конвертерних 3:1-5:1, забезпечується підвищення ефективності печах, відділяючі від залишків оклюдованого мепри застосуванні його для залізних руд з низьким талом шлаку. Отриманий металевий матеріал мовмістом заліза та наявності в них домішок фосфоже бути використаний, без застосування його дору й миш'яку, цим забезпечується отримання меменного переділу, при виплавці сталі в талу з високою чистотою та високим вмістом заліелектродугових печах або конвертерах, а також за, зниження собівартості кінцевого продукту. частково й у доменному процесі (проміжна металіПоставлене завдання вирішується тим, що в зована фракція). способі отримання заліза та/або металізованого При цьому вибір оптимальної температури віпродукту, що включає розміщення на поді печі дновного випалу був обумовлений наступними порошкоподібної суміші, яка складається з оксиду обставинами: заліза та вуглецевмісного відновника, нагрів, відавторами винаходу було встановлено, як в новлення суміші, розділення заліза та/або металілабораторних, так і в промислових умовах, що зованого продукту й відходів, згідно з винаходом процес відновлення залізооксидного матеріалу, з передбачені наступні відміни: утворенням металевих часток з розмірами менше, - порошкоподібну суміш нагрівають в інтервалі ніж 80 мкм, активно протікає при температурі витемператур 1160-1300°С; ще, ніж 1160°С. З підвищенням температури роз- суміш нагрівають в атмосфері, в якій підтримір часток металевої фази поступово збільшуєтьмується співвідношення СО:СО2 на рівні 3:1-5:1. ся до досягнення температури 1230°С. В цих Крім того, масове співвідношення домішок фоумовах формуються металізовані частки з розмісфору й миш'яку в суміші з кремнеземом дорівнює ром до 2-4 мм. При цьому додержується наступна відповідно: P:SiO2