способ извлечения железа из шлаков сталеплавильного производства

Формула изобретения

Способ извлечения железа из шлаков сталеплавильного производства, включающий частичное восстановление железа из расплава шлака углеродом, охлаждение шлака и магнитную сепарацию, отличающийся тем, что в шлак дополнительно вводят оксид алюминия в количестве 5 10% от массы расплава.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии черных металлов и может быть использовано при переработке шлаков сталеплавильного производства, например конвертерных.

В промышленной практике конвертерные шлаки, для извлечения из них железа, вводят в состав доменной шихты (Шестопалов К.И. и др. Использование конвертерных шлаков в доменном производстве. Металлург, 1990, N 12, с. 37-38).

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ, согласно которому жидкий железистый сталеплавильный шлак, например конвертерный шлак, смешивают при выпуске с пылью, содержащей 19-32% углерода в соотношении шлак-пыль от 15 1 до 20 1. После частичного восстановления железа из оксидов шлак охлаждают, дробят и подвергают магнитной сепарации для извлечения железа (патент ГДР N 279692, кл. C 21 B 3/06, 1990).

К недостаткам способа относятся: необходимо механическое дробление, которое сопровождается пылевыносом, что ухудшает условия труда; высокие затраты на дробление.

Задачей изобретения является снижение затрат и улучшение условий труда.

Эта задача решается тем, что в известном способе извлечения железа из шлаков сталеплавильного производства, включающем частичное восстановление железа из расплава шлака углеродом, охлаждение шлака и магнитную сепарацию, согласно изобретению, в шлак дополнительно вводят оксид алюминия в количестве 5-10% от массы шлака.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. В отличие от прототипа измельчение конечного сталеплавильного шлака в предлагаемом способе основано на явлении самораспада шлака при охлаждении вследствие полиморфного превращения двукальциевого силиката. При этом введение в шлаковый расплав оксида алюминия, вероятно, способствует протеканию реакции:



в результате чего оксиды железа связаны с оксидом алюминия и соответственно не образуется ортосиликат железа, отрицательно влияющий на процесс самораспада, стабилизируя модификации двукальциевого силиката, не склонные к самораспаду.

Оптимальное количество оксида алюминия, вводимого в шлак, составляет 5-10% от массы шлака. Уменьшение количества присадки менее 5% или увеличение более 10% сопровождается снижением доли мелкой фракции и соответственно увеличением потерь металла вследствие неполного распада конечного шлака.

Способ осуществляется следующим образом. В расплавленный сталеплавильный шлак вводят оксид алюминия в количестве 5-10% от массы расплава и углерод. Выдерживает при 1450-1550^oC в течение 30-40 мин. Затем шлак охлаждают и подвергают магнитной сепарации.

Способ проверен в лабораторных условиях.

Пример. Извлекали металл из конвертерного шлака состава, мас. 14,4 SiO₂, 53 CaO, 17,7 Fe общ. 4,8 MnO, 1,9 MgO, по предлагаемому способу. Навеску шлака (200 г) нагревали в электропечи сопротивления в графитовом тигле до 1500^oC и вводили оксид алюминия в количестве 3-12% от массы расплава и углерод. После выдержки расплава при температуре 1500-1550^oC в течение 40 мин тигель с навеской шлака извлекали и охлаждали на воздухе. Охлажденный шлак разделяли по фракциям и, после магнитной сепарации, определяли количество шлака по фракциям. Результаты опыта приведены в таблице.

Из таблицы видно, что предлагаемый способ обеспечивает эффективное измельчение шлака и соответственно высокое извлечение железа, близкое к достигаемому в способе-прототипе. Отклонение от заявляемых пределов как в сторону уменьшения или увеличения количества присадки приводит к снижению выхода мелкой фракции и соответственно уменьшению извлечения металла (опыт N 4 и 5).

Применение предлагаемого способа в промышленности позволит снизить затраты на переработку шлака на 20% за счет исключения стадии механического дробления, что также способствует улучшению условий труда.