EA029428B1 - Способ и устройство для получения металлов платиновой группы (мпг) и феррохрома из содержащей мпг хромитовой руды - Google Patents
Способ и устройство для получения металлов платиновой группы (мпг) и феррохрома из содержащей мпг хромитовой руды Download PDFInfo
- Publication number
- EA029428B1 EA029428B1 EA201591659A EA201591659A EA029428B1 EA 029428 B1 EA029428 B1 EA 029428B1 EA 201591659 A EA201591659 A EA 201591659A EA 201591659 A EA201591659 A EA 201591659A EA 029428 B1 EA029428 B1 EA 029428B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- furnace
- slag
- concentrate
- metal alloy
- mig
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 11
- -1 PLATINUM GROUP METALS Chemical class 0.000 title claims abstract description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 31
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 26
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 28
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 28
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 27
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 2
- UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[Cr+3] UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 claims description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 2
- 239000006199 nebulizer Substances 0.000 claims 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000009853 pyrometallurgy Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B11/00—Obtaining noble metals
- C22B11/02—Obtaining noble metals by dry processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/30—Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
- C22B34/32—Obtaining chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/04—Working-up slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B19/00—Combinations of different kinds of furnaces that are not all covered by any single one of main groups F27B1/00 - F27B17/00
- F27B19/04—Combinations of different kinds of furnaces that are not all covered by any single one of main groups F27B1/00 - F27B17/00 arranged for associated working
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
- B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
В способе получения металлов платиновой группы (МПГ) и феррохрома из содержащей МПГ хромитовой руды приготовляют концентрат, который содержит большую часть МПГ и хромита из руды, и этот концентрат подвергают нагреванию, чтобы высушить и/или предварительно нагреть концентрат, после чего предварительно нагретый концентрат плавят в восстановительных условиях в плавильной печи (14) постоянного тока с получением расплавленного металлического сплава, содержащего МПГ из сырья, и расплавленного шлака, содержащего хром из сырья. Расплавленный шлак выпускают из плавильной печи (14) в шлаковую печь (16) переменного тока, где восстанавливают железо и хром с получением феррохромового сплава. МПГ получают из металлического сплава, выпущенного из плавильной печи (14), с применением гидрометаллургических процессов.
Description
изобретение относится к способу и устройству для получения металлов платиновой группы (МПГ) и феррохрома из содержащей МПГ хромитовой руды.
Уровень техники
Большая часть известных мировых запасов платины расположена в Южно-Африканской Республике (ЮАР), которая производит большую часть мировой платины. ЮАР также является единственным крупнейшим в мире производителем феррохрома. Металлы платиновой группы, или МПГ, включают платину, родий, палладий, рутений, иридий, осмий. МИГ часто встречаются вместе с хромитами. В качестве источника сырья платиновая промышленность в ЮАР со все возрастающей скоростью переходит от традиционного рифа Меренского (Метеикку гееГ) к рифу ИС2 (ИС2 тее£). Риф ИС2 содержит большую часть известных мировых запасов МПГ, а также имеет высокое содержание хромита.
Существует несколько проблем, связанных с использованием материала сырья на основе рифа ИС2, для существующих в настоящее время способов получения МИГ. Одной из проблем является то, что традиционные плавильные печи не могут использовать концентрат, который содержит более 2,5% Сг. Когда содержание хрома является слишком высоким, Сг имеет тенденцию образовывать корку в плавильной печи, и высок риск взрыва. Традиционные, расположенные в ряд по шесть плавильные печи чувствительны к накоплению плавящихся при высокой температуре хромитовых шпинелей, если содержание Сг2О3 в сырье является слишком высоким. Также очень проблематичным является регулирование работы печи. Кроме того, если цель заключается в отделении хромита от МПГ, то процесс обогащения является довольно сложным. Традиционно руду ИО2 обогащают посредством удаления хромита из руды в максимально возможной степени, чтобы достичь низкого содержания хромита в сырье для печи выплавки МИГ. Очень трудно полностью удалить хромит из концентрата путем флотации. Хром плавится при температурах выше 1600°С, в то время как печи выплавки МИГ работают при 1400-1500°С. Присутствие хрома в сырье приводит к более низкой эффективности восстановления в печи, а хромит также может повреждать плавильную печь.
В процессе обогащения ИО2, применяемом в платиновой промышленности в ЮАР, производят большое количество содержащих хромит отходов. Производители феррохрома могут использовать эти отходы в качестве сырья. ЮАР страдает от недостатка электроэнергии, поэтому местные производители не могут использовать все содержащие хромит отходы платиновой промышленности, но экспортируют их в Китай. В Китае в настоящее время строят много феррохромовых производств, что вызывает обеспокоенность производителей в ЮАР. Одной из целей настоящего изобретения является обеспечение способа, который позволит производителям в ЮАР более полно использовать ресурсы ИО2 в их собственной стране.
Предпринимали попытки разработать пирометаллургические процессы, которые допускают более высокие содержания хромита в концентрате МИГ. В патенте И8 6699302 В1 описан способ переработки концентрата сульфидов металлов, который содержит по меньшей мере один металл, выбранный из группы, состоящей из МПГ, никеля, кобальта и цинка. Способ включает окислительный обжиг концентрата сульфидов металлов до полного удаления серы, плавку прошедшего окислительный обжиг концентрата в восстановительных условиях в электрически стабилизированной печи с открытой дугой и отбор металлов со стадии плавки в виде сплава или пара. Хром является нежелательным элементом, и его удаляют из металлического сплава в конвертере.
Хотя в способе, описанном в И8 6699302 В1, можно использовать сырье с высоким содержанием хрома, хром в конце удаляют из процесса. Кроме того, этот способ разработан только для применения с сульфидным сырьем.
В промышленности отсутствует способ, который эффективно объединяет получение МИГ и феррохрома из содержащей МИГ хромитовой руды, такой как руда ИО2.
Цель изобретения
Целью настоящего изобретения является устранение или, по меньшей мере, уменьшение проблем существующего уровня техники.
Дополнительной целью является обеспечение нового способа эффективного использования содержащей МПГ хромитовой руды.
Краткое описание изобретения
Отличительные признаки способа по настоящему изобретению представлены в п.1 формулы изобретения.
Отличительные признаки устройства по настоящему изобретению представлены в п.10 формулы изобретения.
Новый способ включает приготовление концентрата, который содержит большую часть МПГ и хромита из руды, проведение стадии нагрева концентрата, чтобы высушить и/или предварительно нагреть концентрат, и плавку концентрата в восстановительных условиях в плавильной печи постоянного тока с получением расплавленного металлического сплава, который содержит МПГ из сырья, и расплавленного шлака, который содержит хром из сырья. Расплавленный шлак выпускают из плавильной печи в шлаковую печь переменного тока, где происходит восстановление оксидов железа и хрома, которые со- 1 029428
держатся в шлаке, с получением феррохрома.
Согласно одному из воплощений данного изобретения стадия нагрева дополнительно включает обжиг концентрата для удаления серы и/или летучих веществ, содержащихся в концентрате.
Согласно одному из воплощений данного изобретения свойства шлака регулируют с применением флюса.
Предпочтительно способ включает добавление флюса и/или восстановителя в плавильную печь и/или в шлаковую печь.
Согласно одному из воплощений данного изобретения восстановительные условия в плавильной печи и/или в шлаковой печи регулируют путем добавления восстановителя.
Согласно одному из воплощений данного изобретения свойства шлака в плавильной печи и/или в шлаковой печи регулируют путем добавления флюса.
Предпочтительно расплавленный металлический сплав выпускают из плавильной печи, после чего из металлического сплава получают МИГ посредством гидрометаллургических способов или сочетания пирометаллургических и гидрометаллургических способов.
Согласно одному из воплощений данного изобретения расплавленный металлический сплав из плавильной печи выпускают в конвертер Пирса-Смита, после чего обработанный в конвертере металлический сплав подвергают действию технологических стадий распыления и гидрометаллургической обработки.
Согласно другому воплощению данного изобретения расплавленный металлический сплав выпускают из плавильной печи непосредственно в распылитель, после чего распыленный металлический сплав подвергают действию гидрометаллургических стадий обработки.
Новое устройство включает плавильную печь постоянного тока для получения расплавленного металлического сплава, содержащего МПГ из сырья, и расплавленного шлака, содержащего хром из сырья, и шлаковую печь переменного тока для получения феррохромового сплава из расплавленного шлака, выпущенного из плавильной печи постоянного тока.
Согласно одному из воплощений данного изобретения устройство дополнительно включает нагревательное устройство для сушки и/или предварительного нагрева концентрата перед тем, как его подают в плавильную печь. Нагревательное устройство предпочтительно выбирают из группы, включающей реактор с псевдоожиженным слоем, вращающуюся печь, сушильную башню и т.п.
Шлаковая печь может представлять собой печь переменного тока с открытой ванной и т.п.
Согласно одному из воплощений данного изобретения устройство дополнительно включает конвертер Пирса-Смита для удаления железа из расплавленного металлического сплава, выпущенного из плавильной печи.
Согласно другому воплощению данного изобретения устройство дополнительно включает распылитель для распыления расплавленного металлического сплава, выпущенного из плавильной печи или из конвертера.
Вместо использования отходов из обогатительной установки МИГ настоящее изобретение предлагает использовать расплавленный шлак из печи для плавки МПГ в качестве материала сырья в производстве феррохрома. В соответствии с новым способом как МПГ, так и феррохром производят одновременно, что придает гибкость в отношении использования материала сырья и облегчает обогащение руды, содержащей МИГ и хромит. Этот способ также экономит энергию по сравнению с другими существующими в настоящее время способами получения. Фракцию шлака, содержащего феррохром, не нужно охлаждать и снова нагревать перед введением в способ получения феррохрома.
Настоящее изобретение позволяет регулировать отношение Ст/Ре в феррохроме посредством регулирования количества железа, восстановленного в плавильной печи. Типичное применение чистой руды ИС2 приводит к отношению Сг/Ре приблизительно 1,35, что означает, что содержание Сг в феррохроме составляет менее 50%. Для конечных потребителей феррохрома, то есть для промышленности, производящей нержавеющую сталь, предпочтительны более высокие содержания Сг.
Краткое описание чертежа
Ирилагаемый чертеж, который включен для того, чтобы обеспечить более полное понимание данного изобретения и является частью данного описания, иллюстрирует воплощение данного изобретения и совместно с описанием помогает объяснить принципы данного изобретения.
Ирилагаемый чертеж представляет собой иллюстрацию технологической схемы одного из воплощений способа по настоящему изобретению.
Подробное описание воплощения изобретения
Содержащую МИГ хромитовую руду тонко измельчают, чтобы высвободить частицы МИГ. Тонкоизмельченную руду обогащают в обогатительной установке 10, при этом задачей является удалить пустую породу, в то же время сохраняя в концентрате железо, хром, неблагородные металлы и МИГ. Этот способ является более простым, чем способы обогащения, применяемые в настоящее время при получении МИГ, поскольку отсутствует необходимость отделять хром и железо от неблагородных металлов и МИГ.
Концентрат подвергают термообработке в нагревательном устройстве 12, где концентрат сушат, ес- 2 029428
ли это необходимо, и, возможно, предварительно нагревают перед тем, как направить его в плавильную печь 14. Нагревательное устройство 12 может представлять собой, например, реактор с псевдоожиженным слоем, вращающуюся печь или сушильную башню. Если материал сырья содержит большое количество сульфидов и/или летучих веществ, в нагревательном устройстве 12 можно проводить обжиг, чтобы окислить сульфиды металлов. В качестве источника тепла в нагревательном устройстве 12 можно использовать газообразный СО, полученный в последующих плавильной и шлаковой печах 14, 16.
Предварительно нагретый концентрат загружают в качестве сырья в плавильную печь 14 постоянного тока. В то же время в плавильную печь 14 загружают углеродсодержащий восстановитель, например антрацит или кокс. Также можно загрузить некоторое количество флюса, если это необходимо.
В плавильной печи 14 постоянного тока концентрат плавят и МИГ, неблагородные металлы и часть железа, которые содержатся в сырье, восстанавливают до элементарных металлов, которые отделяют в виде расплавленного металлического сплава под слоем более легкой фазы шлака. Однако большая часть сырья переходит в фазу шлака. Например, весь Сг и большая часть Ре, А12О3, δίθ2, МдО и СаО переходят из сырья в фазу шлака. Восстановление в плавильной печи 14 ограничивают путем регулирования количества углерода, загружаемого в печь 14. Целью является переведение только МИГ в металлическую фазу вместе с только лишь частью железа. Капли железа захватывают МИГ и другие неблагородные металлы, образуя расплавленный металлический сплав. Νί и Си также могут присутствовать в расплавленном металлическом сплаве, полученном в плавильной печи 14.
В плавильной печи 14 постоянного тока загруженный материал непосредственно подвергают действию электрической дуги, а ток между катодом и анодом проходит через загруженный материал. Энергию обеспечивают за счет открытой плазменной дуги. Температура в плавильной печи 14 является относительно высокой, поэтому реакции протекают быстро. Илазменная дуга перемешивает фазу шлака и создает интенсивные потоки, которые дополнительно ускоряют реакции. В замкнутом пространстве печи создается атмосфера монооксида углерода. Еще одним преимуществом использования плавильной печи постоянного тока является то, что она позволяет загружать тонкоизмельченный материал.
Жидкий шлак выпускают из плавильной печи 14 постоянного тока в шлаковую печь 16 переменного тока. Жидкий металлический сплав выпускают из нижней части плавильной печи 14 постоянного тока на последующие стадии рафинирования в пирометаллургических и/или гидрометаллургических процессах.
Шлаковая печь 16 предпочтительно представляет собой печь переменного тока с открытой ванной, в которой электроды погружены в засыпку из кусковых материалов, состоящую из расплавленного шлака, поступившего из плавильной печи постоянного тока. В печь переменного тока загружают углеродсодержащий восстановитель и флюс, чтобы регулировать реакции восстановления и оптимизировать количество и качество шлака. Обычные операции в печи получения феррохрома включают восстановление оксидов железа и хрома до металлической фазы. Полученный шлак содержит в основном А12О3, МдО, СаО и §Ю2. Металлический сплав, полученный из шлаковой печи 16, содержит Ре, Сг, некоторое количество С и δί. Все остальное сырье остается в шлаке. Продуктами, получаемыми из шлаковой печи 16, являются металлический феррохром и шлак. Обычно температура шлака, выпускаемого из шлаковой печи 16 переменного тока, составляет 1650-1750°С, а температура феррохрома, выпускаемого из шлаковой печи 16 переменного тока, составляет 1550-1600°С.
Обогащенный МИГ металлический сплав, выпускаемый из плавильной печи 14, можно или непосредственно направить на стадии гидрометаллургической обработки, или его можно переработать в конвертере 18 Пирса-Смита перед подачей на гидрометаллургическую обработку. Целью переработки в конвертере является удаление железа и других примесей из металлического сплава. Иолучение МИГ может включать, например, распыление в распылителе 20 и выщелачивание.
Основная идея настоящего изобретения заключается в плавке концентрата в плавильной печи 14 постоянного тока, где восстанавливают МИГ, с последующим получением сплава РеСг из шлака плавильной печи постоянного тока в отдельной шлаковой печи 16 переменного тока. Это обеспечивает гибкость в отношении материалов сырья и упрощает процесс 10 обогащения.
Преимущества нового способа включают простоту предшествующего процесса обогащения, так как отсутствует необходимость удалять хромит на ранней стадии. Так как РеСг и МИГ получают одновременно, затраты на концентрирование, охлаждение и плавление меньше, и способ является более энергетически эффективным. Повышается безопасность способа, так как отсутствует риск образования корки или взрыва. Имеется меньше ограничений по материалам сырья, и отсутствуют ограничения по содержанию Сг в загружаемом материале. В способе отсутствуют потери как Сг, так и МИГ.
Для специалиста является очевидным, что с развитием технологии основную идею данного изобретения можно осуществлять разными способами. Таким образом, данное изобретение и его воплощения не ограничены описанными выше примерами; напротив, они могут изменяться в пределах объема формулы изобретения.
- 3 029428
Claims (14)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ получения металлов платиновой группы (МИГ) и феррохрома из содержащей МИГ хромитовой руды, включающий следующие стадии:приготовление концентрата, который содержит большую часть МИГ и хромита из руды, проведение стадии нагрева концентрата, чтобы высушить и/или предварительно нагреть концентрат,плавка концентрата в восстановительных условиях в плавильной печи (14) постоянного тока с получением расплавленного металлического сплава, содержащего МИГ из сырья, и расплавленного шлака, содержащего хром из сырья,выпуск расплавленного шлака из плавильной печи (14) в шлаковую печь (16) переменного тока, восстановление оксидов железа и хрома, содержащихся в шлаке, в шлаковой печи (16) переменноготока с получением феррохромового сплава.
- 2. Способ по п.1, в котором стадия нагрева также включает обжиг концентрата для удаления серы и/или летучих веществ, содержащихся в концентрате.
- 3. Способ по п.1 или 2, в котором свойства шлака регулируют с применением флюса.
- 4. Способ по любому из пп.1-3, включающий добавление флюса и/или восстановителя в плавильную печь (14) и/или в шлаковую печь (16).
- 5. Способ по п.4, в котором восстановительные условия в плавильной печи (14) и/или в шлаковой печи (16) регулируют путем добавления восстановителя.
- 6. Способ по любому из пп.3-5, в котором свойства шлака в плавильной печи (14) и/или в шлаковой печи (16) регулируют путем добавления флюса.
- 7. Способ по любому из пп.1-6, включающий выпуск расплавленного металлического сплава из плавильной печи (14) и получение МИГ из этого металлического сплава.
- 8. Способ по п.7, включающий выпуск расплавленного металлического сплава из плавильной печи (14) в конвертер (18) Пирса-Смита и/или проведение обработки переработанного в конвертере металлического сплава на технологических стадиях распыления и гидрометаллургической обработки.
- 9. Способ по п.7, включающий выпуск расплавленного металлического сплава из плавильной печи (14) в распылитель (20) и проведение стадий гидрометаллургической обработки распыленного металлического сплава.
- 10. Устройство для получения металлов платиновой группы и феррохрома из рудного концентрата, содержащего МИГ и хромит, включающее плавильную печь (14) постоянного тока, выполненную для приема рудного концентрата, содержащего МИГ и хромиты, в качестве сырья для получения расплавленного металлического сплава, содержащего МИГ из сырья, и расплавленного шлака, содержащего хром из сырья, и шлаковую печь (16) переменного тока, соединенную с плавильной печью (14) постоянного тока и выполненную для приема расплавленного шлака, выпущенного из плавильной печи (14) постоянного тока, при этом шлаковая печь (16) переменного тока предназначена для восстановления железа и оксидов хрома до металлической фазы с получением феррохромового сплава из расплавленного шлака, выпущенного из плавильной печи (14) постоянного тока.
- 11. Устройство по п.10, включающее нагревательное устройство (12), выполненное для сушки и/или предварительного нагрева рудного концентрата перед подачей его в плавильную печь (14) постоянного тока; причем нагревательное устройство (12) выбирают из группы, включающей реактор с псевдоожиженным слоем, вращающуюся печь, сушильную башню и т.п.
- 12. Устройство по п.10 или 11, в котором шлаковая печь (16) переменного тока представляет собой печь переменного тока с открытой ванной и т.п.
- 13. Устройство по любому из пп.10-12, дополнительно включающее конвертер (18) Иирса-Смита, выполненный для удаления железа из расплавленного металлического сплава, выпущенного из плавильной печи (14).
- 14. Устройство по любому из пп.10-13, дополнительно включающее распылитель (20), выполненный для распыления расплавленного металлического сплава, выпущенного из плавильной печи (14) или из конвертера (18).- 4 029428
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20135284A FI125099B (fi) | 2013-03-25 | 2013-03-25 | Menetelmä ja laitteisto platinaryhmän metallien ja ferrokromin talteen ottamiseksi kromiittimalmista, jossa on platinaryhmän metalleja |
| PCT/FI2014/050214 WO2014154945A1 (en) | 2013-03-25 | 2014-03-25 | Method and apparatus for recovering pgm and ferro-chrome from pgm bearing chromite ore |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201591659A1 EA201591659A1 (ru) | 2016-04-29 |
| EA029428B1 true EA029428B1 (ru) | 2018-03-30 |
Family
ID=50630817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201591659A EA029428B1 (ru) | 2013-03-25 | 2014-03-25 | Способ и устройство для получения металлов платиновой группы (мпг) и феррохрома из содержащей мпг хромитовой руды |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2978866A1 (ru) |
| CN (1) | CN105164285A (ru) |
| BR (1) | BR112015024481A2 (ru) |
| CA (1) | CA2907005C (ru) |
| EA (1) | EA029428B1 (ru) |
| FI (1) | FI125099B (ru) |
| WO (1) | WO2014154945A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201507020B (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023096525A1 (ru) * | 2021-11-28 | 2023-06-01 | Татьяна Михайловна ПАРПОЛИТО | Печь для производства феррохромовых сплавов |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10323302B2 (en) * | 2016-11-18 | 2019-06-18 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Process for the production of a PGM-enriched alloy |
| EP3759256A4 (en) * | 2018-03-01 | 2022-03-02 | Aurum Integra Inc | PROCESS FOR SELECTIVE OXIDATION OF ALLOY METALS |
| US10435767B2 (en) | 2019-04-29 | 2019-10-08 | Techemet, LP | Low-flux converting process for PGM collector alloy |
| US10472700B1 (en) | 2019-04-29 | 2019-11-12 | Techemet, LP | Converting process with partial pre-oxidation of PGM collector alloy |
| CN112760549B (zh) * | 2020-12-30 | 2022-02-22 | 邬海宇 | 一种中频炉冶炼稀贵金属铁合金的工艺 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4295881A (en) * | 1979-04-23 | 1981-10-20 | Texasgulf Inc. | Process for extraction of platinum group metals from chromite-bearing ore |
| US6699302B1 (en) * | 1999-02-26 | 2004-03-02 | Mintek | Treatment of metal sulphide concentrates by roasting and electrically stabilized open-arc furnace smelt reduction |
| DE102006052181A1 (de) * | 2006-11-02 | 2008-05-08 | Sms Demag Ag | Verfahren zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Gewinnung eines Metalls oder mehrerer Metalle aus einer das Metall oder eine Verbindung des Metalls enthaltenden Schlacke |
-
2013
- 2013-03-25 FI FI20135284A patent/FI125099B/fi not_active IP Right Cessation
-
2014
- 2014-03-25 CN CN201480017592.6A patent/CN105164285A/zh active Pending
- 2014-03-25 WO PCT/FI2014/050214 patent/WO2014154945A1/en active Application Filing
- 2014-03-25 BR BR112015024481A patent/BR112015024481A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2014-03-25 EA EA201591659A patent/EA029428B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2014-03-25 EP EP14720990.2A patent/EP2978866A1/en not_active Withdrawn
- 2014-03-25 CA CA2907005A patent/CA2907005C/en not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-09-21 ZA ZA2015/07020A patent/ZA201507020B/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4295881A (en) * | 1979-04-23 | 1981-10-20 | Texasgulf Inc. | Process for extraction of platinum group metals from chromite-bearing ore |
| US6699302B1 (en) * | 1999-02-26 | 2004-03-02 | Mintek | Treatment of metal sulphide concentrates by roasting and electrically stabilized open-arc furnace smelt reduction |
| DE102006052181A1 (de) * | 2006-11-02 | 2008-05-08 | Sms Demag Ag | Verfahren zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Gewinnung eines Metalls oder mehrerer Metalle aus einer das Metall oder eine Verbindung des Metalls enthaltenden Schlacke |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| "Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy", 1 March 2006, SOUTHERN AFRICAN INSTITUTE OF MINING AND METALLURGY - SAIMM, Johannesburg, South Africa, ISSN: 2225-6253, article R.T. JONES, T.R.CURR: "Pyrometallurgy at Mintek", pages: 127 - 150, XP002726584 * |
| CRAMER L A, BASSON J, NELSON L R: "The impact of platinum production from UG2 ore on ferrochrome production in South Africa", JOURNAL OF THE SOUTH AFRICAN INSTITUTE OF MINING AND METALLURGY, SOUTHERN AFRICAN INSTITUTE OF MINING AND METALLURGY, ZA, 1 October 2004 (2004-10-01), ZA, pages 517 - 524, XP002726586, ISSN: 0038-223X * |
| JONES R T, KOTZÉ L J: "DC arc smelting of difficult PGM-containing feed materials", JOURNAL OF THE SOUTH AFRICAN INSTITUTE OF MINING AND METALLURGY, SOUTHERN AFRICAN INSTITUTE OF MINING AND METALLURGY, ZA, 1 January 2004 (2004-01-01), ZA, pages 33 - 36, XP002726587, ISSN: 0038-223X * |
| Jones R.T.: "ConRoast: DC arc smelzing of dead-roasted sulphide concentrates", February 2002 (2002-02), XP002726585, Retrieved from the Internet: URL:http://www.mintek.co.za/pyromet/conroast/conroast.htm [retrieved on 2014-06-04] figure 1 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023096525A1 (ru) * | 2021-11-28 | 2023-06-01 | Татьяна Михайловна ПАРПОЛИТО | Печь для производства феррохромовых сплавов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201591659A1 (ru) | 2016-04-29 |
| CA2907005A1 (en) | 2014-10-02 |
| EP2978866A1 (en) | 2016-02-03 |
| ZA201507020B (en) | 2017-01-25 |
| FI20135284A (fi) | 2014-09-26 |
| WO2014154945A1 (en) | 2014-10-02 |
| FI125099B (fi) | 2015-05-29 |
| CN105164285A (zh) | 2015-12-16 |
| BR112015024481A2 (pt) | 2017-07-18 |
| CA2907005C (en) | 2017-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI402356B (zh) | 回收具有高含量鋅及硫酸鹽之殘餘物的方法 | |
| RU2510419C1 (ru) | Способ получения черновой меди непосредственно из медного концентрата | |
| EA029428B1 (ru) | Способ и устройство для получения металлов платиновой группы (мпг) и феррохрома из содержащей мпг хромитовой руды | |
| CN101903543B (zh) | 用于精炼铜精矿的方法 | |
| AU759420B2 (en) | Treatment of metal sulphide concentrates by roasting and arc furnace smelt reduction | |
| JP6378683B2 (ja) | プラズマ誘起蒸散法 | |
| CN105886771A (zh) | 一种铁粉和铁矿混合还原熔炼高效捕集铂族金属的方法 | |
| FI119774B (fi) | Menetelmä kobolttipitoisen kuparirikasteen käsittelemiseksi | |
| JPS58177421A (ja) | 溶融スラグから金属を回収する方法 | |
| CN106332549B (zh) | 吹炼含铜材料的方法 | |
| FI20185910A1 (en) | METHOD FOR CONTINUOUS CONVERSION OF NICKEL-CONCERNED COPPER SULFIDE MATERIALS | |
| FI94538C (fi) | Menetelmä nikkelihienokiven ja metallisoituneen kiven valmistamiseksi | |
| CA2966706C (en) | Treatment of complex sulfide concentrate | |
| RU2354710C2 (ru) | Способ комплексной переработки концентрата металлического железа, содержащего цветные и драгоценные металлы | |
| NO177435B (no) | Fremgangsmåte og anordning for behandling av sinkslig | |
| EP3488021B1 (en) | Method for refining sulfidic copper concentrate | |
| US3077396A (en) | Method of feni alloy production from nickel bearing iron ores | |
| KR20250004214A (ko) | 아연 농축물 처리 방법 | |
| RU2193605C1 (ru) | Способ переработки железомарганцевых конкреций, содержащих фосфор | |
| KR20170047227A (ko) | 규산철암 가공 방법 및 장치 | |
| MXPA94009508A (en) | Method for producing high-grade nickel matte from at least partly pyrometallurgically refined nickel-bearing raw materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KG TJ TM |