способ очистки железомарганцевого сырья от фосфора

Формула изобретения

Способ очистки железомарганцевого сырья от фосфора, включающий измельчение сырья, выщелачивание его и последующую фильтрацию, отличающийся тем, что измельчение осуществляют до крупности менее 0,074 мм, выщелачивание проводят 0,5-1,0 н. раствором щавелевой кислоты в течение 30-60 мин при температуре 40-50°С при отношении жидкого к твердому в пульпе 3:1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к подготовке железомарганцевого 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 заключается в сложности и высокой стоимости металлургической операции - плавки шихты с высоким расходом кокса, электроэнергии, металлургической стружки (металлолома). Большие потери марганца и железа с попутным металлом, который складируется в отвалы, так как является отходом производства.

Наиболее близким является способ [1, с. 221-257] выщелачивания в 0,5 н. азотной кислоте при отношении Т:Ж=1:3 спека, полученного обжигом высокофосфорного концентрата с содой, при дозировке соды 400 грамм на 1 килограмм концентрата. Спекание осуществляется при 850-900°С в течении 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. Высокий расход тепла на операцию спекания шихты, высокий расход электроэнергии.

Задача, решаемая изобретением, состоит в упрощении технологии, снижении расхода реагентов, энергии, снижении количества отходов производства, повышении качества переработанного концентрата.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в оптимизации крупности сырья, концентрации и расхода реагента, плотности пульпы, температуры и продолжительности выщелачивания.

Для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата в способе очистки концентратов и руд от фосфора, включающем измельчение сырья, выщелачивание его с последующей фильтрацией, измельчение сырья производят до крупности менее 0,074 мм, выщелачивание его в течение 20-40 минут осуществляют при температуре 40-50°С 0,5-1 н. раствором щавелевой кислоты при отношении твердого к жидкому в растворе 1:3 с последующей фильтрацией пульпы. При этом количество фосфора в конечном продукте снижается от 0,35% до 0,06%.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что взамен многостадийных технологий с использованием дорогих, дефицитных, агрессивных реагентов соды и азотной кислоты предлагается новый способ очистки руд и концентратов от фосфора, включающий помол исходного сырья до крупности менее 0,074 мм с последующим выщелачиванием его в течение 20-40 минут при 40-50°С 0,5-1,0 н. раствором щавелевой кислоты при отношении жидкого к твердому 3:1 с последующей фильтрацией пульпы. При этом концентрация фосфора в переработанном концентрате снизилась от 0,35 до 0,06%.

Пример.

Для исследований применяли железную и железомарганцевую руды и марганцевый концентрат из руд Уватской группы месторождений Иркутской области. Состав руд и концентрата приведены в таблице 1.

Для получения низкофосфорных руд и концентратов пробы подвергают сушке в муфеле при 115°С, размалывают в лабораторной шаровой мельнице до крупности менее 0,074 мм. Готовят водный раствор щавелевой кислоты, разогревают до заданной температуры в термостате, добавляют размолотую пробу концентрата, выщелачивают при непрерывном перемешивании пульпы и заданном времени агитации. По окончании опыта пульпу фильтруют через бумажный фильтр и подвергают сушке при 115°С. Твердый остаток истирают в агатовой ступке и анализируют на содержание фосфора по методикам, приведенным в [2]. Условия выщелачивания приведены в таблице 2, из которой следует, что по предлагаемому способу содержание фосфора в железных и железомарганцевых рудах и марганцевом концентрате снижается до 0,06-0,08%.

Таблица 1
Материал	Химический состав, мас.%
Mn	Fe	Р
Марганцевый концентрат	51,7		0,35
Железомарганцевая руда	18,9	15,7	0,26
Железная руда		34,4	0,32

Таблица 2
Материал (способ переработки)	№ опыта	Содержание фосфора в руде (концентрате), %	Характеристика опытов	Содержание фосфора в твердом остатке, мас.%
Концентрация щавелевой кислоты в растворе (нормальность), н.	Отношение Т:Ж в пульпе	Температура пульпы, °С	Продолжительность выщелачивания, мин
Марганцевый концентрат (по предлагаемому способу)	1	0,35	1,0	1:3	50	60	0,06
2	0,35	0,5	1:3	50	60	0,06
3	0,35	1,0	1:3	40	60	0,06
4	0,35	0,5	1:3	40	30	0,08
5	0,35	0,5	1:2	40	30	0,09
6	0,35	0,75	1:3	45	45	0,07
7	0,35	0,75	1:4	45	45	0,06
Железомарганцевая руда (по предлагаемому способу)	8	0,38	0,7	1:3	45	45	0,08
9	0,38	1,0	1:3	50	60	0,06
10	0,38	0,5	1:3	40	30	0,08
Железная руда (по предлагаемому способу)	11	0,28	0,5	1:3	40	30	0,07
12	0,28	1,0	1:3	50	60	0,06
По прототипу марганцевый концентрат	13	0,35	1,0 азотная кислота	1:3	90-95	Выдержка в растворе и агитация 8,5 часов	0,1-0,13

Источники информации

1. Гасик М.И., Лякишев Н.П., Емлин Б.И. Теория и технология производства ферросплавов//М., Мелаллургия, 1988.

2. Степин В.В., Силаева Е.В., Курбатова В.И., Федорова Н.Д., Поносов В.И. Анализ черных металлов, сплавов и марганцевых руд. М., Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1964, с.438.