Получение металлов или сплавов из руд или продуктов металлургического производства путем электротермической обработки – C22B 4/00

Группа изобретений относится к металлургии. Система термической обработки руды содержит реактор с камерой, имеющей первое отверстие для ввода плазменной горелки и второе отверстие возле первого отверстия для подачи руды и газа-носителя вдоль главной оси плазменной горелки, пылеулавливающую камеру и газоотводную систему. Камера радиально окружена индукционными катушками высокочастотного переменного тока для создания магнитного поля в камере, обеспечивающего перемешивание руды при прохождении ее через реактор. Способ термической обработки руды в упомянутой системе включает откачку воздуха из камеры, воспламенение плазменной горелки, подачу высокочастотного переменного тока на индукционные катушки и заполнение камеры смесью подаваемой руды и газа-носителя. Обеспечивается эффективное выделение металлов из руды. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Настоящее изобретение относится к способу и аппарату для извлечения драгоценных металлов. Способ непрерывного получения композиции драгоценных металлов из сырьевого материала включает в себя нагревание сырьевого материала в плазменной печи с образованием верхнего слоя шлака и нижнего слоя расплавленного металла, удаление слоя шлака, удаление слоя расплавленного металла, затвердевание удаленного слоя расплавленного металла, фрагментирование затвердевшего слоя металла с образованием фрагментов и извлечение композиции драгоценных металлов из фрагментов. При этом сырьевой материал включает в себя содержащий драгоценные металлы материал и металл-коллектор. Упомянутый металл-коллектор является металлом или сплавом, способным образовать твердый раствор, сплав или интерметаллическое соединение с одним или более драгоценными металлами. Аппарат содержит плазменную печь, разливочный стол, позволяющий проводить непрерывную разливку ванны расплавленного металла с образованием затвердевшего листа, устройство фрагментации и блок разделения для извлечения из богатого драгоценными металлами сплава фрагментов листа. Техническим результатом является обеспечение высокой степени извлечения драгоценных металлов. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 пр.

Изобретение относится к металлургическому реактору, выполненному с возможностью подачи и охлаждения электродов. Реактор содержит оболочку с боковой стенкой и дном, приспособленную содержать расплавленный материал. Реактор содержит по меньшей мере один расходуемый электрод, проходящий через проем оболочки в расплавленный материал, токопроводящий контактный зажим, выполненный с возможностью проводить рабочий ток к электроду и находящийся в контакте с электродом. Токопроводящий зажим имеет по меньшей мере один внутренний канал, выполненный с возможностью циркуляции охлаждающей среды. Реактор имеет электроизоляционное кольцо, расположенное между электродом и проемом оболочки, причем электроизоляционное кольцо выполнено с возможностью герметичного схватывания электрода и проема для ограничения вытекания расплавленного материала из оболочки. Способ включает подачу электрода в реактор в зависимости от повышения температуры в боковой стенке или дне или вблизи них, где электрод вставлен в боковую стенку или дно реактора, и подачу охлаждающей воды через токопроводящий контактный зажим. Обеспечивается снижение расхода электродов и предотвращение вытекания расплава из реактора. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии производства огневого кобальта в электродуговых печах постоянного тока. Способ включает плавку шихты из оксидов кобальта и углеродистого восстановителя, восстановление и обезуглероживание кобальта после полного расплавления. При этом плавку ведут при содержании углеродистого восстановителя в шихте 16-21 мас.%. Обезуглероживание проводят при силе тока в дуге, составляющей 90-95% от его максимального значения. При достижении концентрации углерода в кобальте 0,3% силу тока устанавливают максимальной и равной 6,3 кА. Техническим результатом является увеличение удельной производительности процесса и сокращение удельного расхода электроэнергии. 1 табл.

Изобретение относится к извлечению цветных металлов, в частности меди, никеля и кобальта, из металлургических отходов, содержащих эти цветные металлы в степени окисления, большей или равной нулю. Извлечение цветных металлов ведут в плазменной электродуговой печи переменного тока, имеющей группу электродов и содержащей ванну расплава жидкой меди, покрытую текучим шлаком. Способ включает плавильно-восстановительную стадию, состоящую из следующих операций: загрузки металлургических отходов на зеркало ванны расплава жидкой меди, плавления металлургических отходов в текучем шлаке на границе раздела шлак/медь ванны, восстановление, по меньшей мере, цветных металлов до степени окисления, большей или равной нулю, и интенсивное перемешивание ванны расплава жидкой меди вдуванием инертного газа, предпочтительно азота и (или) аргона. Перемешивание ведут так, чтобы избежать образования корки, ускорить реакцию восстановления и вызвать переход растворимых в меди цветных металлов в расплавленную медь. Техническим результатом является повышение извлечения цветных металлов из отходов. 15 з.п. ф-лы, 9 табл., 2 пр.

Изобретение относится к способу переработки титаномагнетитового концентрата. Способ включает его смешивание с углеродистым восстановителем, нагрев и восстановление металлического железа из оксидов железа титаномагнетитового концентрата с получением восстановленного огарка, содержащего металлическую и оксидную фазы на основе железа и диоксида титана. При этом смешиванию с углеродистым восстановителем подвергают часть титаномагнетитового концентрата (ТМК), составляющую 60,5-74,7%. Затем проводят окислительное сернокислотное выщелачивание железа из полученного огарка с получением остатка выщелачивания и прокалку полученного остатка выщелачивания с получением титанового оксидного концентрата. Полученный титановый оксидный концентрат (ТОК) смешивают со второй частью титаномагнетитового концентрата (ТМК), составляющей 36,7-22%, и порошком алюминия (ПА) при следующем соотношении компонентов, мас.%: ТМК - 40-55, ТОК - 20-30, ПА - 25-30. Затем загружают в плавильную печь полученную шихту, на поверхность которой засыпают запальную смесь, состоящую из третьей части титаномагнетитового концентрата (ТМК), составляющую 2,7-3,3%, и порошка алюминия (ПА), которые смешивают при следующих соотношениях компонентов, мас.%: ТМК - 65-75, ПА - 25-35. Нагревают поверхность запальной смеси до начала самопроизвольного алюминотермичекого процесса с последующим расплавлением шихты и разделением на ферротитан и шлак, которые сливают и кристаллизуют. Техническим результатом является повышение эффективности переработки титаномагнетитового концентрата за счет уменьшения технологических затрат. 2 табл.

Изобретения относятся к способу и устройству для получения химически активных металлов металлотермическим восстановлением реакционной шихты, состоящей из оксида тугоплавкого металла и металла-восстановителя в автоклаве. Способ включает помещение шихты в автоклав, нагрев шихты, инициирование реакции восстановления зажиганием шихты, плавление шихты, образование продукта в виде слитка тугоплавкого металла, выгрузку готового продукта. После помещения реакционной шихты в автоклав производят ее нагрев непосредственно в автоклаве. Автоклав устанавливают в герметично закрываемую шахту, выполненную в виде охлаждающей прямоточной трубы с проточной водой, предназначенной для охлаждения корпуса автоклава перед началом зажигания реакционной шихты. Нагрев шихты ведут за счет тепла корпуса автоклава, при этом время нагрева реакционной шихты через корпус и время охлаждения корпуса рассчитывают с учетом времени нагрева автоклава, его транспортировки, охлаждения, зажигания реакционной смеси с обеспечением восстановления механической прочности стенки корпуса автоклава за счет охлаждения с одновременным увеличением давления газа. Устройство снабжено герметично закрываемой вертикальной шахтой, выполненной в виде охлаждающей прямоточной трубы с проточной водой, металлическая герметичная емкость установлена в шахте с проточной водой, а ее нижняя часть выполнена в форме конуса с крышкой для удаления продуктов реакции. Техническим результатом является снижение экономических затрат. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретения относятся к металлургии. Способ производства химически активных металлов и восстановления шлаков включает подачу реакционной шихты, состоящей из соединения получаемого металла и металла-восстановителя, в реакционную зону и нагрев шихты для восстановления металла. При этом реакционную шихту подают в реакционную зону внутренней полости графитового электрода, являющегося анодом, и проводят сначала металлотермическое восстановление внутри электрода. Затем перемещают шихту и при выходе шихты на торец электрода в зону горения дуги продолжают плазменнохимическое и электрохимическое восстановление металла при образовании ванны жидкого металла и шлака. Затем охлаждают металл на кристаллизаторе, являющемся катодом, а шлак сливают во второй кристаллизатор, являющийся катодом, и проводят с помощью второго графитового электрода, являющегося анодом, электролиз металла-восстановителя. Затем его подают на повторный процесс восстановления. Устройство содержит два кристаллизатор, два электрод, корпус, подающее шихту механическое устройство, бункер, патрубок. При этом кристаллизаторы являются катодами. Два электрода являются анодами, причем первый электрод выполнен с центральным отверстием, через которое перемещается шихта в кристаллизатор, за счет механического устройства, расположенного внутри бункера. Второй электрод выполнен цельным. Техническим результатом является удешевление и увеличение скорости процесса и чистота металла. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу производства химически активных металлов и устройству для его осуществления. Способ включает подачу реакционной шихты, состоящей из соединения получаемого металла и металла-восстановителя, в реакционную зону и нагрев шихты для восстановления металла. При этом реакционную шихту подают в реакционную зону внутренней полости графитового электрода, являющегося анодом, и проводят сначала металлотермическое восстановление внутри электрода. Затем перемещают шихту и при выходе шихты на торец электрода в зону горения дуги продолжают плазменно-химическое и электрохимическое восстановление металла при образовании ванны жидкого металла. Затем охлаждают жидкий металл на кристаллизаторе, являющемся катодом. Устройство содержит корпус, подающее шихту из соединения получаемого металла и металла-восстановителя механическое устройство, бункер и патрубок для создания вакуума и подачи инертного газа. Оно снабжено кристаллизатором, подключенным к отрицательному полюсу и являющимся катодом, и графитовым электродом, подключенным к положительному полюсу и являющимся анодом. Графитовый электрод выполнен с центральным отверстием и внутренней полостью для восстановления и перемещения шихты. Механическое устройство расположено внутри бункера. Техническим результатом является повышение скорости процесса и чистоты получаемого металла. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкции ванны-кристаллизатора электрошлаковой установки для получения ферротитана. Ванна-кристаллизатор содержит металлический квадратный корпус, в основе которого плотно установлен неподвижный токоподводящий электрод, между основой, боковыми стенками и неподвижным токоподводящим электродом установлены плиты, которые образуют огнеупорную футеровку ванны-кристаллизатора и выполнены графитовыми, причем часть графитовых плит на боковых стальных стенках удерживаются с помощью верхних удерживающих кронштейнов и нижних удерживающих кронштейнов, а огнеупорные изделия, которые расположены под указанными плитами, изготовлены из шамота, а к четырем боковым стальным стенкам жестко прикреплены четыре горизонтально установленные поворотные петли, которые обеспечивают опускание боковых стальных стенок в горизонтальное положение для свободной разгрузки ферротитана в твердом состоянии вдоль боковых стальных стенок. Изобретение обеспечивает оперативную разгрузку охлажденного и закристаллизовавшегося ферротитана в твердом виде, быстрый ремонт поврежденной футеровки и элементов конструкции ванны-кристаллизатора для дальнейшего многоразового функционального использования, а также усреднение химического состава полученного в ванне-кристаллизаторе ферротитана и повышение его качества. 2 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу переработки ильменитовых концентратов для производства титановых шлаков, являющихся сырьем для получения пигментного диоксида титана и металлического титана, и передельного чугуна. Техническим результатом является получение титанового шлака с содержанием не менее 90% ТiO₂. Шихту, состоящую из ильменитового концентрата и углеродистого восстановителя в соотношении 1:(0,09-0,15), соответственно измельчают до размера частиц 40-73 микрона, смешивают со связующим с добавлением воды в количестве 6-7,3% от массы, изготавливают окатыши и сушат их при температуре 200-400°С. Металлизацию окатышей производят в трубчатой печи при температуре 1100-1300°С. Горячие окатыши проплавляют в электропечи при температуре 1830-1870°С и выдерживают расплав в электропечи перед разливкой в течение 3-5% от общей продолжительности плавки. В качестве ильменитового концентрата используют железотитановые концентраты с низким содержанием примесей, содержащие 50-55%% ТiO₂, 32-36% FеО, 10-15% Fе ₂О₃, до 0,5% Аl₂О₃, до 0,8% SiO₂, до 0,1% Сr₂O₃, до 0,6% МnО, до 0,05% P₂O₅, до 0,3% V ₂O₅, до 0,1% СаО и до 0,7% МgO. Используемый при восстановительных процессах углеродистый восстановитель - металлургический кокс, пековый кокс, нефтяной кокс, каменный уголь содержит активного углерода не менее 80% и серы не более 1%. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Способ может быть использован для переработки окисленного медно-кобальтового сырья с получением черновой меди и сплава на основе кобальта. Способ включает сушку, прокалку сырья, загрузку шихты и восстановительную плавку в электропечи. При этом восстановительную плавку осуществляют в две стадии. На первой стадии проводят восстановительную плавку окисленного медно-кобальтового сырья с получением черновой меди и кобальтсодержащего шлака. На второй стадии проводят восстановительную плавку с обеднением кобальтсодержащего шлака с образованием отвального шлака, кобальтсодержащего сплава и медно-железного сплава, который подают на первую стадию. Сушку и прокалку исходного сырья осуществляют теплом отходящих газов двух электропечей. На обеих стадиях восстановительной плавки подают газообразный или жидкий углеродсодержащий восстановитель. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к пирометаллургии и может применяться для утилизации мелкодисперсной замасленной окалины. Способ извлечения металлов из замасленной окалины включает восстановительную плавку в реакционном объеме электропечи с углеродистым восстановителем и удаление образующегося металлического сплава из электропечи. При этом перед плавкой замасленную окалину нагревают в трубчатой печи теплом отходящих газов из плавильной электропечи до температуры 600-800°С для сжигания газообразных продуктов пиролиза и образования твердого углеродистого остатка, используемого в качестве дополнительного восстановителя при плавке. Плавку ведут в руднотермическом режиме, сформированном на основе расплава плавикового шпата. Техническим результатом изобретения является создание несложного и недорогого способа и уменьшение расхода восстановителя.

Изобретение относится к металлургической промышленности, преимущественно к металлургии никеля и кобальта, и касается способов получения жидкого металла при переработке окисленного металлсодержащего природного сырья и техногенных материалов. Способ включает подачу в окислительную зону двухзонной печи в шлаковый расплав шихты, состоящей из исходного сырья, флюсов, жидкого или твердого перерабатываемого шлака, углеродсодержащего материала и кислорода в кислородсодержащем дутье в количествах, необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла. Затем ведут расплавление шихты с образованием жидкого шлака, поступающего в восстановительную зону, в которую подают углеродсодержащий материал, кислородсодержащее дутье и дополнительные флюсы в количествах, необходимых для восстановления оксидов извлекаемых металлов в металлическую фазу и компенсации тепловых затрат. При этом поддерживают отношение расхода углеродсодержащего материала на тонну извлекаемого металла в окислительной и восстановительной зонах в пределах 0,3-2,5, а удельный расход кислорода в этих зонах в пределах 0,7-3,0. Периодически перед выпуском металлической составляющей продуктов плавки расплав в шлаковом сифоне обогревают электрической дугой на границе шлаковой и металлической ванн до температуры от 1350 до 1500°С, причем перед выпуском металлической составляющей расплав в сифоне отстаивают от 10 до 15 минут при выключенном напряжении на электродах. Техническим результатом является повышение извлечения металлов и улучшение разделения шлаковой и металлической ванн.

Изобретение относится к области металлургии. Технический результат изобретения заключается в разработке технологии переработки вольфрамовых концентратов с получением железовольфрамового сплава, который можно разлить из электропечи в изложницу и в дальнейшем использовать в гидрометаллургии для получения паравольфрамата аммония (ПВА) или вольфрамового ангидрида. Он достигается тем, что в качестве вольфрамового концентрата используют вольфрамовый промпродукт, выведенный из цикла обогащения, состоящий из 5-43% W; 3-9% Si; 20-40% Ca; 1,5-4% Fe; 0,4-2% P; 0,2-1% S; 0,1-0,5% Mn; 0,1-0,7% К; (Sn, Cu, Al, Mg) 3-4,9%; кислород - остальное, представляющий из себя бело-серый порошок содержащий до 90,2% фракции 0,08 мм. Шихту, состоящую из вольфрамового промпродукта и кремнийсодержащего восстановителя в соотношении 1:(0,1-0,3) соответственно проплавляют в дуговой электропечи при температуре 1740-1870°С, выдерживают расплав в печи и производят разливку в изложницу шлака и железовольфрамового сплава. Шихту перед плавкой брикетируют как по отдельности, так и совместно, а в качестве связующего используют 50% раствор жидкого стекла в количестве 1-5% от массы брикетируемой шихты на плавку. Разливку расплава из электропечи производят в металлическую изложницу, причем сначала сливают шлак на высоту толщины слитка железовольфрамового сплава, выдерживают шлак в изложнице в течение 3-10 минут для образования гарнисажа и затем окончательно сливают шлак и железовольфрамовый сплав из печи в изложницу. Для получения паравольфрамата аммония или вольфрамового ангидрида в гидрометаллургическом переделе используют полученный железовольфрамовый сплав, состоящий из 50-69% W; 1-5,7% Si; 0,1-2,1% P; 0,1-0,2% S; 0,1-1% Mn; 0,4-1,7% суммы примесей (Ni, Co, Ca, Sn, Cu, Al, Mg) и остальное - железо, имеющий температуру плавления 1640-1800°С. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к переработке доменных шлаков, содержащих оксид титана. Технический результат заключается в снижении расходов на энергопотребление, в исключении громоздкого оборудования по удалению и очистке газа и упрощении процесса. Способ включает расплавление в плавильной камере плавильного агрегата металлической подложки, приведение подложки во вращение электромагнитным полем МГД-устройства плавильного агрегата, образование в подложке лунки параболической формы, подачу в лунку порции шлака и его расплавление электромагнитной энергией, передаваемой шлаку через подложку, восстановление металлов и сплавление этих металлов с металлом подложки. Из расплава порции шлака восстанавливают алюминием или ферроалюминием титан и все другие металлы из оксидов, у которых свободная энергия образования меньше, чем у алюминия, и этими металлами пополняют металлическую подложку, затем в плавильный агрегат вводят дополнительную порцию шлака, из которого титаном из подложки восстанавливают металлы из оксидов, у которых свободная энергия образования меньше, чем у титана, восстановленные титаном металлы сплавляют с металлической подложкой, и сливают установленное количество металлической подложки, остаток металлической подложки пополняют титаном, который из шлаковой фазы восстанавливают алюминием, полученную титансодержащую лигатуру в установленном количестве сливают из плавильной камеры, после чего при сохранении вращения оставшейся в камере лигатуры удаляют весь конечный шлак, после перекрытия летки вращение остатка лигатуры прекращают, в летке образуют металлическую пробку и регламентировано подают новую порцию шлака с одновременным постепенным раскручиванием жидкой металлической подложки для образования в ней лунки параболической формы, из расплавляемой порции шлака титаном восстанавливают часть кремния из его оксида, и операции повторяют. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии и, в частности, к способам получения оловянистой бронзы. Техническим результатом изобретения является сокращение времени и трудозатрат на получение оловянистой бронзы. Оловянистую бронзу получают плавлением медного минерального концентрата, содержащего в %: Cu₂S - 20-25; CuFeS, FeS - 20-25; AsFeS - 1,5-2,5; SnO₂ - 3-5; Zn - 1,5-2,0; Pb - 1,5-2,0; ZnS - 1,5-2,0; SiO₂ - остальное (например, "Дальневосточной горной компании" (пос.Солнечный, Хабаровский край), который обжигают при температуре 800-850°С и изготавливают окатыши из обожженного медного минерального концентрата, глины, извести, воды и цемиша. Полученные окатыши сушат, расплавляют и плавят под слоем молотого графита в электродуговой печи, не применяя медь и олово в качестве шихтовых материалов. Химический состав получаемой однофазной бронзы: 91,76% Cu, 4,21% Sn, 0,31% Si, 0,42 Zn, 1,8% Pb, 3,06% Fe.

Изобретение относится к металлотермическим процессам. Преобразование металлотермического шлака (4), особенно алюминотермического, силикотермического или их комбинаций ведут в ходе восстановления цветных металлов: V, Ni, Nb, Cr, Мо, Та, Ti, W под действием флюсов (5), которые добавляют на поверхность металлотермической шихты (2), подготовленной к зажиганию перед собственной металлотермической реакцией и/или после завершения указанной реакции на поверхность возникшего шлака (4). При этом возникает слой (6) прореагировавших флюса и шлака. Возникший слой (6) содержит легкоплавкие эвтетики флюса (5) и шлака. Флюсы (5) могут добавляться на поверхность возникшего шлака (4) после металлотермической реакции в промежутке времени, начиная с завершения указанной реакции, в течение 20 минут, преимущественно в пределах 5-10 минут после завершения указанной реакции. Флюсы (5) добавляются в количестве 40 мас.%, преимущественно в пределах 20-30 мас.% в пересчете на суммарную массу металлотермической шихты. Флюсы (5) отличаются размерами частиц, начиная с пыли до максимального размера зерен 100 мм, преимущественно в пределах 10-30 мм. Флюс (5) дозируется на поверхность металлотермической шихты (2) и/или на поверхность возникшего шлака (4) единовременно. Техническим результатом является изменение химического состава шлака, подходящего для дальнейшей обработки и избежание потерь металла. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.