Общие способы получения металлов восстановлением: ..твердыми углеродсодержащими восстановителями – C22B 5/10

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению олова из касситеритовых концентратов. Способ получения олова включает приготовление шихты смешиванием касситеритового концентрата с углем и флюсующими добавками, состоящими из карбоната натрия и хлорида натрия, и восстановительную плавку шихты при температуре 870^°C. Затем ведут охлаждение полученного расплава и отделение металла от шлака. При этом расплав шихты при плавке облучают наносекундными электромагнитными импульсами в течение 10-30 мин. Техническим результатом изобретения является повышение содержания олова в составе чернового металла и сокращение продолжительности плавки. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к переработке лопаритового концентрата. Способ включает измельчение концентрата и пирометаллургическое вскрытие концентрата в два этапа. На первом этапе проводят углетермическое восстановление натрия из концентрата путем испарения натрия при давлении p=10-50 Па, температуре Т=1000 К и содержании углерода относительно концентрата m_C=2,9 мас.%, пары натрия выводят из реакционного объема и конденсируют при температуре Т=300 К. На втором этапе проводят дальнейшее углетермическое восстановление полученного обогащенного концентрата при давлении p=10-50 Па, температуре Т=2000 К и содержании углерода относительно обогащенного концентрата m_C=28 мас.% с восстановлением оксидов тугоплавких металлов до карбидов в конденсированной фазе и переходом оксидов редкоземельных элементов в газовую фазу, которую отводят из реакционного объема и конденсируют при температуре Т=300 К. Обеспечивается пирометаллургическая переработка лопаритового концентрата без применения вредных реагентов, повышается степень извлечения натрия, редкоземельных элементов и тугоплавких металлов. 1 ил.

Изобретение относится к переработке лопаритового концентрата. Заявляемый способ пирометаллургической переработки лопаритового концентрата включает три этапа: восстановительный, плавильный и окислительный. Восстановительный этап включает углетермическое восстановление концентрата при ограниченном количестве углерода в системе, благодаря чему восстанавливаются только тугоплавкие металлы (ТМ) до их карбидов и получается в итоге технологическая смесь оксидов редкоземельных элементов (РЗЭ) и карбидов ТМ. Второй - плавильный этап обеспечивает разделение оксидов РЗЭ и карбидов ТМ. Разделение РЗЭ и карбидов ТМ осуществляют путем растворения карбидов ТМ в жидком железе. В результате образуется чугун, содержащий ТМ, и шлак, представляющий собой целевой продукт - оксиды РЗЭ. На третьем - окислительном этапе чугун, содержащий ТМ, обрабатывают кислородом, в результате чего образуется сталь и шлак на основе целевого продукта - оксидов ТМ. Техническим результатом является получение двух целевых продуктов - оксидов РЗЭ и оксидов ТМ, которые используются для их переработки по известным технологиям.

Изобретение относится к металлургии и касается способа вскрытия перовскитового концентрата в вакууме. Способ включает карботермическую обработку в вакууме. При этом перед карботермической обработкой готовят шихту, состоящую из перовскитового концентрата и углеродосодержащего материала в соотношении, пригодном для образования карбида кальция, карбидов и оксикарбидов титана. Вскрытие проводят в одном аппарате в две стадии. На первой стадии карботермическую обработку ведут при температуре 1100-1300°С и остаточном давлении 10-100 Па с образованием твердой смеси карбидов кальция, карбидов и оксикарбидов титана. Вторую стадию проводят при температуре 1400-1500°С и давлении 5-10 Па для диссоциации карбида кальция и его отгонки с получением элементарных кальция и углерода и с концентрированием в остатке содержащихся в перовскитовом концентрате ценных компонентов титана, тантала, ниобия и редкоземельных металлов, которые подвергают хлорированию. Технический результат изобретения заключается в повышении удельной производительности, сокращении технологических операций и использовании дешевого восстановителя - углесодержащих материалов. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу получения кальция, в режиме совмещенного карботермического восстановления карбоната кальция в вакууме. Способ включает приготовление шихты из карбоната кальция, преимущественно из химически осажденного мела или высококачественных отсевов при получении известняков, и углерода, преимущественно из оборотного графита, получаемого на конечной стадии совмещенного карботермического процесса. При этом исходную шихту брикетируют, помещают в печь и нагревают в вакууме ступенчато в одном аппарате в три стадии. На первой стадии проводят диссоциацию карбоната кальция в присутствии углерода при нагреве в диапазоне температур 600-700°C в течение 2-4 часов и остаточном давлении 40-50 Па с удалением монооксида углерода. На второй осуществляют синтез карбида кальция (CaC₂ ) при 1400-1500°C и давлении 100-150 Па с удалением монооксида углерода, на третьей - диссоциацию карбида кальция с получением элементарного кальция и графита при 1300-1400°C и давлении менее 10 Па. Технический результат изобретения заключается в повышении удельной производительности, сокращении технологических операций и использовании дешевого восстановителя - углесодержащих материалов. Экологический эффект изобретения заключается в отсутствии отходов - получающийся на последней стадии углерод представляет собой чистый графит и может быть использован по назначению или для получения исходной смеси - карбонат кальция + углерод. 1 табл.

Изобретение относится к способу получения карбида кальция. Способ включает термическую обработку дробленых известняка и угля с отводом газообразных продуктов, которые используют для производства углекислоты. Термическую обработку ведут в одном реакторе. На первом этапе в процессе ввода сырья в реактор его подвергают нагреву до 1000°-1200°С теплопередачей от конструктивных элементов загрузочного канала и воздействием на сырье плазменного луча в зоне свободного перемещения частиц сырья. Термическую обработку сырья осуществляют в атмосфере диоксида углерода. Последующий синтез карбида кальция осуществляют при температуре как минимум 1700-1800° индукционным нагревом реакционной массы. Полученный расплав карбида кальция отводят. Из верхней части реактора отводят газообразные продукты, из которых выделяют окись углерода и диоксид углерода, причем как минимум часть отводимого диоксида углерода используют для заполнения загрузочного канала. Для производства углекислоты используют объем диоксида углерода, оставшийся после заполнения загрузочного канала, и весь объем окиси углерода. Техническим результатом является повышение выхода целевого продукта и снижение энергоемкости процесса. 1 ил.

Изобретение относится к получению редкоземельных металлов. Способ включает углетермическое восстановление оксидного соединения редкоземельного металла в вакууме с получением порошка карбида редкоземельного металла, свободного от остатков примеси кислорода. Затем ведут его охлаждение, смешивание его с порошком тугоплавкого металла в соотношении, достаточном для протекания обменных реакций между карбидом редкоземельного металла и тугоплавким металлом, и нагревание смеси горячим объемным плазменным разрядом до температуры 1800°C. При этом улавливают испаряющийся редкоземельный металл на конденсаторах и получают твердосплавный карбид тугоплавкого металла. Устройство содержит вакуумную систему, катодный и анодный узлы, размещенные концентрически в камере, соосные с ними паропровод и конденсатор-холодильник. При этом внутренний электрод является анодом сильноточного вакуумного плазменного разряда, горящего в кольцевой разрядной полости, образованной соосными цилиндрическими электродами. Анод изготовлен из тугоплавкого электропроводного материала в виде тигля, имеющего емкость, а окружающий его тонкостенный катод, снаружи которого расположен пусковой нагреватель сопротивления, выполнен также из тугоплавкого электропроводящего материала, например, вольфрама, тантала или графита. Техническим результатом является повышение извлечения редкоземельного металла. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу переработки кианитового концентрата и может быть использовано при производстве глинозема, корундовых огнеупоров, керамики, силумина и алюминия. Способ включает смешение концентрата, углеродистого восстановителя и поризующей добавки в виде сульфата аммония, окомкование полученной шихты, обжиг с выдержкой при максимальной температуре с восстановлением диоксида кремния до газообразного монооксида, измельчение полученного спека, его обработку бифторидом аммония и прокаливание реакционной массы с получением алюминийсодсржащего продукта, при этом сульфат аммония берут в количестве 10-20% от массы концентрата, перед окомкованием шихты осуществляют ее помол до получения частиц с крупностью 50-75 мкм в количестве не менее 80%, обжиг шихты осуществляют при температуре 1690-1750°С, бифторид аммония берут в количестве 0,4-14% от массы спека, а прокаливание реакционной массы ведут при 700-900°С. Перед обработкой бифторидом аммония спек может быть обработан 10-20% соляной кислотой. Обеспечивается повышение на 1,3-9,9% степени извлечения оксида алюминия из концентрата. Содержание оксида алюминия в целевом продукте достигает 97,7% при содержании примеси оксида кремния 0,13-1,0%. 2 з.п. ф-лы, 6 пр.

Изобретение относится к способу переработки твердых или расплавленных веществ и/или пирофоров, в частности, легких фракций, образующихся при измельчении. Способ характеризуется тем, что твердые или расплавленные вещества загружают на, по меньшей мере, частично индуктивно нагретое графитовое тело, вводят восстановители, отличные от углерода графита, и собирают стекающий восстановленный и/или дегазированный расплав. При этом восстановители вводят вместе с твердыми или расплавленными загружаемыми веществами. В качестве восстановителей используют природный газ, угольную пыль, пыль бурого угля, углеводороды, водород, оксид углерода и/или аммиак, вводимые вместе с водяным паром, кислородом, диоксидом углерода и/или галогенами или галогенводородами. Техническим результатом является упрощение процесса при обеспечении полного дегазирования и полной очистки загружаемых веществ. 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ восстановления металлов из оксидов относится к технологиям восстановления металлов из неорганических оксидов, при котором осуществляют приготовление гомогенной смеси из ультрадисперсных порошков оксида металла и углерода, подачу приготовленной смеси под давлением в высокотемпературную, формируемую струей плазмотрона зону в шахте, разложение оксида металла с образованием углекислого газа, который выводится через верхние фурмы шахты, а готовый продукт в виде ультрадисперсного порошка металла выводится через летки в нижней части шахты. Способ позволяет снизить энергозатраты при восстановлении металлов из оксидов и обеспечивает снижение содержания примесей в готовом продукте при прямом извлечении металлов из оксидов в непрерывном технологическом процессе.

Изобретение относится к способу обеднения твердых медно-цинковых шлаков. Способ включает подачу шихты, состоящей из твердых медно-цинковых шлаков и углеродистого восстановителя при массовом отношении шлака к твердому углеродистому восстановителю 1:(0,06-0,1) в разогретую печь. При этом шихту в разогретой печи продувают кислородсодержащим окислителем с использованием верхнего непогружного дутья при расходе кислородсодержащего окислителя в количестве, определяемом по содержанию в нем кислорода, из условия 60-110 кг на тонну шлака. Затем получают богатую по меди фазу и переводят цинк в газовую фазу. Техническим результатом является упрощение процесса обеднения твердых медно-цинковых шлаков. 1 табл.

Изобретение относится к способу переработки железотитанового концентрата. Способ включает формирование шихты, состоящей из концентрата и карбоната натрия, путем совместного помола компонентов и восстановление компонентов шихты в присутствии взятого с избытком углеродсодержащего восстановителя при температуре 850-1300°С. При этом восстановление компонентов шихты проводят до обеспечения содержания металлического железа в диапазоне размеров частиц 10-300 мкм не менее 80%. Полученную частично восстановленную реакционную массу, состоящую из металлизированной фазы, содержащей основную часть железа и ванадий, и оксидной фазы, содержащей основную часть титана и ванадий, измельчают до крупности не более 300 мкм. Затем проводят выщелачивание ванадия из реакционной массы и отделяют остаток выщелачивания от ванадатного раствора. После отделения остаток выщелачивания подвергают гравитационной сепарации в водном потоке с разделением металлизированной и оксидной фаз. Металлизированную и оксидную фазы раздельно подвергают мокрой магнитной сепарации для получения металлического железа и титанооксидного концентрата. При этом мокрую магнитную сепарацию ведут в диапазоне напряженностей поля 20-300 Э. Технический результат заключается в повышении извлечения железа и оксида титана. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

При восстановлении соединения металла и кислорода углерод действует как восстановитель, при этом на первой стадии газообразный СО пропускают в реакционную камеру, содержащую указанное соединение металла и кислорода. При условиях, обеспечивающих превращение СО в твердый углерод и двуокись углерода, образовавшийся твердый углерод вводят в соединение металла и кислорода. На второй стадии твердый углерод, который вводят в соединение металла и кислорода на первой стадии, восстанавливает соединение металла и кислорода. При этом на второй стадии присутствует, по меньшей мере, первый материал-промотор, способствующий восстановлению указанного соединения металла и кислорода. Причем первый материал-промотор содержит первый металл-промотор и/или соединение первого металла-промотора. Изобретение позволяет осуществлять процесс при относительно низких температурах с образованием меньших объемов вредных отходящих газов. 20 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области металлургии олова и может быть использовано для получения олова при переработке касситеритовых концентратов. Техническим результатом является упрощение технологической схемы, снижение температуры процесса при достаточно высокой чистоте получаемого продукта. Способ получения олова из касситеритового концентрата с содержанием 35-50% SnO₂ включает приготовление шихты смешиванием оловянного концентрата с углем и флюсующими добавками. В качестве флюсующих добавок используют карбонат натрия и нитрат натрия. Плавку ведут при температуре 850-1000°С в течение 2 часов. Для указанного концентрата выдерживают следующее массовое соотношение: концентрат:уголь:карбонат натрия:нитрат натрия, равном 1:(0,2-0,25):(0,12-0,15):(0,06-0,08). Это позволяет без предварительной обработки концентрата обеспечить получение олова 98% чистоты при более низкой в сравнении с традиционным способом, температуре.

Изобретение относится к металлургии, в частности к восстановлению оксидов металлов углеродсодержащими веществами и получению конечного продукта в различном фазовом состоянии. Шихту в виде смеси подготовленных оксидов и восстановителя подают в нагреваемую печь, осуществляют перемещение шихты в направлении роста температуры, пропускают через шихту образующуюся газовую смесь в направлении роста температуры. Подготовленные оксиды имеют размер частиц не более 2-4 мм. В качестве восстановителя используют углеводороды, и/или кислородные производные углеводородов, и/или их полимеры. Завершают процесс восстановления в интервале температур образования конечного продукта в заданном фазовом состоянии. Изобретение позволит увеличить скорость восстановления оксидов. 3 ил., 6 табл.

Изобретение относится к обогащению низкокачественного угля, не пригодного для производства восстановленного металла обычным углеродно-композитным способом, с получением обогащенного угля, подходящего для этого углеродно-композитного способа. В настоящем изобретении также предложен способ производства высококачественного восстановленного металла с использованием в качестве добавляемого углеродсодержащего материала упомянутого обогащенного угля. Для этого уголь сначала выдерживают при нагревании в органическом растворителе с получением обогащенного угля для металлургии, который имеет более высокую термопластичность по сравнению с исходным углем. Затем смесь обогащенного угля и исходного материала, содержащего оксиды металлов, подвергают агломерированию в агломераторе, получающийся агломерат восстанавливают при нагреве в печи с движущимся подом, а затем расплавляют путем дальнейшего нагрева с получением восстановленного расплава. Восстановленный расплав охлаждают и отверждают в печи с движущимся подом с получением восстановленного твердого материала, после чего этот восстановленный твердый материал выгружают из печи. Затем, используя грохот, удаляют шлак, чтобы извлечь металл в виде восстановленного металла. Техническим результатом является получение угля, пригодного для использования в металлургии, и производство высококачественного восстановленного металла с использованием обогащенного угля. 6 н. и 15. з.п. ф-лы, 9 ил., 10 табл.

Изобретение относится к пирометаллургии, в частности к получению ниобия из его оксида, и может быть использовано для производства феррониобия. Способ получения ниобия включает формирование жидкофазного реакционного объема печи, создание рудно-термического режима плавки, загрузку в реакционный объем шихты, содержащей оксиды ниобия и железа, и углеродистого восстановителя, восстановительную плавку шихты и удаление продукта плавки из реакционного объема. Реакционный объем печи формируют на основе расплава плавикового шпата, а плавку ведут при температуре 1500-1700°С, при этом в качестве восстановителя используют отходы футеровки алюминиевых электролизеров. Техническим результатом является получение ниобия из его оксида в виде сплава ниобия с железом (феррониобия) непосредственно из концентрата при относительно низкой температуре с высокой производительностью процесса. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для переработки сульфидных концентратов, содержащих тяжелые цветные металлы, плавкой во взвешенном состоянии с высоким извлечением полезных металлов в продукт плавки - штейн. Способ включает подачу в печь взвешенной плавки измельченных медно-никелевых концентратов, флюсов, кислорода и твердого восстановителя, плавку, разделение продуктов плавки на шлак и штейн. При этом восстановитель в процессе плавки подают в отстойник через загрузочные течки, установленные в своде отстойника печи вблизи реакционной шахты, обеспечивают распределение его по поверхности расплава не далее 0,9 полуширины ванны отстойника от продольной осевой линии печи, причем подачу восстановителя начинают за N часов до окончания слива шлака, при этом N=(0,8-0,9)·L/v, где L - расстояние от места подачи восстановителя до шлаковых шпуров, v - скорость движения поверхности шлака при его сливе, а прекращают одновременно с окончанием слива шлака. Оптимальный состав шлака печи взвешенной плавки (ПВП) при осуществлении способа был получен следующий: содержание меди 0,302%, никеля 0,512%, кобальта 0,129%, магнетита 6,71%, обеспечивается снижение содержания никеля в шлаке печи взвешенной плавки в 1,4 раза, меди в 1,3 раза, кобальта в 1,4 раза, содержание магнетита уменьшилось на 0,64 абс.%. Футеровка печи и кессоны сохранились в рабочем состоянии, соответственно повышается срок службы печи. 1 табл.