Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2465351

(19)

RU

(11)

2465351

(13)

C1

(51) МПК C22B7/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.10.2012 - нет данных Пошлина:

На основании пункта 1 статьи 1366 части четвертой Гражданского кодекса Российской Федерации патентообладатель обязуется заключить договор об отчуждении патента на условиях, соответствующих установившейся практике, с любым гражданином Российской Федерации или российским юридическим лицом, кто первым изъявил такое желание и уведомил об этом патентообладателя и федеральный орган исполнительной власти по интеллектуальной собственности.

(21), (22) Заявка: 2011126845/02, 29.06.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

29.06.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 29.06.2011

(45) Опубликовано: 27.10.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2175022 С1, 20.10.2001. Доменное производство. Справочник, т.1./ Под.ред. И.П.Бардина. - М.: Металлургиздат, 1963, с.197-247. SU 691502 А, 15.10.1979. RU 2086675 С1, 10.08.1997. SU 1468596 А1, 30.03.1989. BG 102560 А, 30.12.1999.

Адрес для переписки:

654007, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42, СибГИУ, патентный отдел, Н.В. Галаниной

(72) Автор(ы):

Коробейников Анатолий Прокопьевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Коробейников Анатолий Прокопьевич (RU)

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ МАРГАНЦЕВОГО СЫРЬЯ ОТ ФОСФОРА

(57) Реферат:

Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к подготовке марганцевого сырья для плавки, и может быть использовано для очистки сырья от фосфора. Исходное марганцевое сырье одновременно подвергают промывке и грохочению на сетке 0,25 мм. Фракцию -0,25 мм отправляют в отвал, а фракцию +0,25 мм измельчают до крупности 0,074 мм, подвергают магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 7000-9000 эрстед с последующей сушкой концентрата горячими газами, при этом на него воздействуют ультразвуком частотой 18-21 килогерц с одновременным разрыхлением концентрата. Изобретение направлено на оптимизацию крупности сырья, исключение из технологии дорогих и дефицитных реагентов, оптимизацию магнитного обогащения и сушки концентрата. 1 ил., 2 табл. 1 пр.

Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к подготовке марганцевого сырья для плавки, и может быть использовано для очистки сырья от фосфора.

Известен пирометаллургический способ выплавки низкофосфористого марганцевого шлака из высокофосфористых руд [1, с 220]. Сущность способа заключается в приготовлении шихты, содержащей высокофосфористый марганцевый концентрат, кокс, металлическую стружку или металлолом с последующим плавлением шихты в электропечи. При выплавке получают высокофосфористый попутный металл и марганцевый шлак. Попутный металл с высоким содержанием фосфора не находит применения. Низкофосфористый шлак взамен марганцевого концентрата используется для выплавки марганца и марганцевых сплавов. Недостатки способа заключаются в сложности и высокой стоимости металлургической операции - плавке шихты, высоком расходе кокса, электроэнергии, металлической стружки, металлолома. Большие потери марганца и железа с попутным металлом, который складируется в отвалы, так как является отходом производства.

Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки бедных марганецсодержащих руд [2]. Известный способ включает классификацию морских железомарганцевых конкреций с получением фракции менее -0,044 мм и фракцию -1+0,044 мм, которую подвергают восстановительному обжигу при 550-650°С, при этом в качестве восстановителя применяют уголь и/или торф, кокс в количестве 8-12% от массы исходного материала. Обожженный материал охлаждают, подвергают магнитной сепарации в слабом магнитном поле с получением продукта, обогащенного железом и фосфором, который не находит применения и складируется в отвал. Немагнитный материал с содержанием марганца 30% подвергают магнитной сепарации в сильном магнитном поле. В результате получают немагнитный продукт силикатов или силикатов цветных металлов, который не находит применения и складируется в отвал. Магнитный концентрат (содержание марганца 40-50%) подвергают окомкованию с применением в качестве связующего бентонина [3]. Сушат при 250-800°С с обработкой ультразвуком частотой 22 кГц-3 МГц [3] и горячими газами.

Известный способ [2] обладает рядом недостатков: сложная многостадийная (фиг.1) схема переработки (12 операций), применение дорогого процесса восстановительного обжига. Необходимость применения гидрометаллургических процессов [1. стр.220] для переработки мелких фракций -0,044 мм. Образование отходов, которые не находят применения и складируются в отвалы. Для сушки концентрата применяют ультразвук с высокими частотами 22 кГц-3 МГц [3].

Наиболее близким является способ [1. С.221-257] выщелачивания в 0,5 нормальной азотной кислоте при отношении Т:Ж=1:3 спека, полученного обжигом высокофосфористого концентрата с содой, при дозировке соды 400 грамм на 1 килограмм концентрата. Спекание осуществляют при 850-900°С в течение 1 часа. При выщелачивании спека азотной кислотой фосфор извлекается в раствор. Содержание фосфора в переработанном концентрате снижается от 0,35% до 0,12%. Недостаток этого способа заключается в многостадийности процесса, использовании дорогих, дефицитных, агрессивных реагентов, высоком расходе тепла на операцию спекания шихты, высоком расходе энергии.

Задача, решаемая изобретением, состоит в упрощении технологии, снижении расхода реагентов и энергии.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в оптимизации крупности сырья, исключении из технологии дорогих и дефицитных реагентов, оптимизации магнитного обогащения и оптимизации сушки концентрата.

Для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата способ очистки марганцевого сырья от фосфора, включающий измельчение исходного сырья, классификацию, магнитную сепарацию и сушку, отличающийся тем, что исходную руду одновременно подвергают промывке и грохочению на сетке 0,25 мм, фракцию -0,25 мм отправляют в отвал, фракцию +0,25 мм измельчают до крупности 0,074 мм, подвергают магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 7000-9000 эрстед, с последующей сушкой концентрата горячими газами, при этом на него воздействуют ультразвуком частотой 18-21 килогерц при одновременном разрыхлении концентрата.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что взамен многостадийных технологий [1, 2, 3] с использованием дорогих, дефицитных, агрессивных реагентов соды и азотной кислоты предлагается новый способ очистки марганцевого сырья от фосфора, включающий одновременную промывку и грохочение на сетке 0,25 мм, при этом получают фракцию -0,25 мм с высоким содержанием фосфора 0,06-0,5% и низким содержанием марганца 4,5-2,4%. Эта фракция не находит применения в металлургии и складируется в отвал. Во фракции +0,25 мм концентрируется основная масса марганца до 44-54% при низком удельном содержании фосфора 0,007-0,0079 (таблица 1). Далее фракцию +0,25 мм подвергают измельчению до крупности менее 0,074 мм и обрабатывают в магнитном поле при напряженности 7000-9000 эрстед с последующей сушкой горячими газами, при этом воздействуют ультразвуком частотой 18-21 килогерц. Предлагаемым способом получили низкофосфористый концентрат, содержащий 50% марганца при удельном содержании фосфора 0,0033, что ниже требований ГОСТов (0,0035) для выплавки ферросплавов. При промывке сырья водой из него удаляют органические остатки от растений, отходы древесины, гумус, почву, а также минеральные частицы (глину, песок). При тонком измельчении фосфор концентрируется в мелкой фракции. Соединения фосфора являются немагнитным материалом. Поэтому при магнитном обогащении в концентрат извлекаются марганцевые минералы, а соединения фосфора остаются в немагнитной части руды в отходах, что подтверждено экспериментально (таблица 1). Результаты исследований указывают на высокое содержание фосфора в мелких классах, что позволило обосновать новый способ очистки марганцевых концентратов от фосфора.

Таблица 1

Гранулометрический состав исходной руды с распределением компонентов по классам крупности

Классы, мм

Выход, %

Содержание, %

Распределение, %

Удельное содержание фосфора Р/Mn

Mn

P

SiO 2

Mn

P

SiO 2

-100+75

2,2

45,0

0,35

14,26

2,87

2,94

0,91

0,0078

-75+50

0,6

53,0

0,4

0,74

1,02

0,92

0,01

0,0076

-50+25

7,5

39,4

0,29

26,96

9,45

8,28

5,83

0,0074

-25+12

10,2

44,4

0,32

17,22

14,46

12,47

5,08

0,0072

-12+6

12,0

47,0

0,33

13,76

18,02

15,13

4,78

0,0070

-6+3

14,5

46,9

0,33

12,3

21,73

18,26

5,17

0,0070

-3+1

7,5

48,1

0,35

10,0

11,52

10,0

2,17

0,0073

-1+0,5

8,0

42,9

0,34

-

10,97

10,4

-

0,0079

-0,5+0,25

11,0

17,2

0,16

57,6

6,04

6,72

76,05

0,0093

-0,25+0,1

15,3

4,5

0,065

-

2,2

3,78

-

0,0144

-0,1

11,2

4,8

0,26

-

1,72

11,1

-

0,0542

-0,074

10

2,4

0,53

42,1

1,43

16,6

-

0,2

Мокрые марганцевые концентраты в зимнее время нельзя перевозить в связи со смерзаемостью. Поэтому в изобретении обогащенный концентрат подвергают сушке горячими газами с одновременным воздействием ультразвука частотой 18-21 килогерц. Полученный концентрат не подвержен смерзанию.

Пример. Исследованию подвергали марганцевую руду Уватского месторождения, участок Николаевский. Исходный состав руды, мас.%: Mn - 31,3; Р - 0,26. При очистке марганцевой руды по предлагаемому способу сырье подвергали промывке водой, измельчению до крупности менее 0,074 мм, магнитному обогащению при напряженности магнитного поля 8000 эрстед и сушке горячими газами с одновременным воздействием ультразвуковым полем частотой 20 килогерц и перемешиванием. В результате получали концентрат, содержащий 49,2% Mn, 0,12% Р и 6% влаги, который согласно ГОСТа 24236-80 пригоден для выплавки ферромарганца, силикомарганца, марганца (таблица 2).

Таблица 2.

Показатели технологий

Технические характеристики

По предлагаемому способу

По прототипу

Расход реагента при спекании

Нет

Сода 400 кг/т

850-900°С

1 час

Расход азотной кислоты, 1N

Нет

3 м 3

Расход воды на промывку

3 м 3

3 м 3

Измельчение концентрата

0,074

0,16-0,074

Магнитное обогащение

8000 эрстед

нет

Сушка концентрата

0,5 час

1,5 час

Сравнительный анализ предлагаемого способа и прототипа приведен в таблице 2, из которой очевидны преимущества предлагаемого способа переработки марганцевых руд Уватской группы месторождений (участок Николаевский) по сравнению с прототипом-способом спекания с содой при температуре 900°С с последующей промывкой обожженного концентрата раствором азотной кислоты, промывкой и сушкой концентрата.

Источники информации

1. Гасик М.И., Лякишев Н.П., Емлин Б.И.

Теория и технология производства ферросплавов. // М. «Металлургия». 1988

(Дефосфорация марганцевых концентратов электрометаллургическим способом на странице 221-227 прототип).

(Гидрометаллургический способ дефосфорации марганцевых концентратов на странице 220).

2. Патент RU 2175022. С1 МПК С22В 47/00, С22В 1/02, В03В 5/62, В03С 1/005 01.08.2000.

3. Описание изобретения к авторскому свидетельству 691502, МПК С22В 1/16 15.10.79. Способ сушки рудных окатышей.

Формула изобретения

Способ очистки марганцевого сырья от фосфора, включающий измельчение исходного сырья, классификацию, магнитную сепарацию и сушку, отличающийся тем, что исходную руду одновременно подвергают промывке и грохочению на сетке 0,25 мм, фракцию -0,25 мм отправляют в отвал, фракцию +0,25 мм измельчают до крупности 0,074 мм, подвергают магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 7000-9000 эрстед с последующей сушкой концентрата горячими газами, при этом на него воздействуют ультразвуком частотой 18-21 кГц с одновременным разрыхлением концентрата.

РИСУНКИ