Способ переработки шлаков
СОК)З СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕ(НИХ
РЕСПУБЛИК У0 С 22 В 7/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
1
If
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
° ц\
« е а (21)3318230/22-02 (22) 16.07.81 (46) 07.04.83 Бюл. N 13 (72) Ж.О. Оспанов, Н.И. Ананьев и К.Т. Куралов (71) Казахский химико-технологический институт (53) 669.054 79 (088.8) (56) 1. Окунев А.И., Костьяновский И.А., Донченко П.А. Фьюмингование шлаков. М., "Металлургия", 1966. (54)(57) 1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАКОВ шахтной свинцовой плавки фьюмингованием, отличающийся тем, что, с целью повышением извлечения
„„SU„„1 10147 А свинца и цинка в возгоны, снижения расхода угольной пыли или природного газа и интенсификации процесса, расплавленный шлак продувают тонко измельченным шламом производства карбида кремния с углевоздушной смесью при о(.= (О;4-0,7):0,8 или со смесью природного газа с воздухом при оС= (2,5-3,7 ): 1,0 в течение 30-60 мин при 1300- 1350 С.
2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что расход тонкодисперсного шлама производства карбида кремния составляет 3-6 от веса массы шлака.
1 101
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам извлечения цветных металлов из шла.ков шахтной свинцовой плавки.
Известен способ переработки шлаКоВ шахтной свинцовой плавки фьюмингованием, заключающийся в том, что расплавленный шлак продувают углевоздушной смесью или смесью природного газа с воздухом при 1200-1250 С
100-120 мин. При продувке шлака углевоэдушной смесью извлечение цинка в возгоны составляет 85-943, а свинца 93-97 . При продувке шлака смесью природного газа с воздухом извлечение цинка в возгоны составляет до 78В, а свинца 85-943 Г1 ) .
Однако известный способ характеризуется недостаточно высоким извлечением свинца и цинка в возгоны, а также высоким расходом тонко измельченной угольной пыли или природного газа и большая продолжительность процесса переработки.
Цель изобретения — повышение извлечения свинца и цинка в возгоны, снижение расхода угольной пыли или природного газа и интенсификация процесса.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки шлаков шахтной пыли свинцовой плавки фьюмингованием расплавленный
3 шлак продувают тонкодисперсным шламом производства карбида кремния с углевоздушной смесью при М = (0,4-0,7): 0,8 или со смесью природного газа с воздухом при о =(2,5 3 7 ): 1 0
30-60 мин при 1300-1350 С. Расход тонкодисперсно -о шлама производства карбида кремния составляет 3-63 от массы шлака.
Тонкодисперсный шлам производства карбида кремния состоит из компонентов,4: SiC 60-80; Si 5,6-14,5;
Si02 2,0-15,0, Fe 5,0-6,0; С 4,0-7,0, остал (ое - Fey()3, А1203 СГ20.Р
Мд0. Введение его в углевоздушйую смесь или смесь природного газа с воздухом при продувке шлакового расплава интенсифицирует процессы восстановления трудновосстановимых. силикатов, ферритов свинца и цинка, так как компоненты, входящие в состав шлама, являются более эффективными восстановителями по сравнению с угольной пылью или природным газом в отношении окисных и других соединений цветных металлов. Тонкодиспер0147 сный шлам производства карбида кремния образуется при производстве абразивных изделий и является отвальным продуктом производства карбида кремния. Частицы шлама имеют крупность 28 мкм и содержание этой фракции в порошке составляет 95 от всей массы шлама. Последнее обстоятельство исключает необходимость подготовки шлама и позволяет оперативно вводить его, например, с углевоздушной смесью в расплавленный шлак.
Для восстановления окислов металлов и достижения рабочей температуры в шлаковый расплав подают углевоздушную смесь при отношении угольной пыли к воздуху о =(0,4-0,7 ): 0,8 совместно с тонкодисперсным шламом про2о изводства карбида кремния, причем предпочтительной является углевоздушная смесь с о = 0,5:0,8. Нижний предел отношения угольной пыли к воздуху соответствует стехиометри25 чески необходимому количеству восстановителя для восстановления окислов цинка и свинца, и кроме того, определяется тепловым балансом фьюминг-процесса и обеспечивает рабочую темперазр туру 1300-1350 С в шлаковом расплаве при его гродувке. Верхний предел отношения угольной пыли к воздуху обеспечивает оптимальные условия протекания реакций восстановления окислов свинца и цинка в шлаковом расплаве и позволяет поддерживать рабочую температуру в установке по мере окончания процесса продувки..
Дальнейшее увеличение расхода уголь48 ной пыли нецелесообразно ввиду возможности получения возгонов с повы-! шенным содержанием углерода, а также возрастания температуры в установке, что приводит к снижению срока
45 " службы футеровки. При с = 0,5:0,8 обеспечиваются оптимальные условия процесса фьюмингования шлакового расплава с получением воэгонов высокого качества.
Указанный расход дутья, равный
0,8, обеспечивает оптимальное окис- ление испаряемых металлов над шлаковым расплавом, которые уносятся с газами и подвергаются фильтрации.
При восстановлении окислов металлов смесью природного газа с воздухом и тонкодисперсным шламом производства карбида кремния отношение природного газа к воздуху составляет
3 10101 с =(2,5-3,7): 1,0. Верхний предел отношения обеспечивает оптимальный режим фьюмингования и получение кондиционных возгонов, а нижний предел обусловлен минимальным расходом природного газа, обеспечивающим рабочую температуру в установке и повышение степени извлечения свинца и цинка из соединений и окислов.
Расход дутья обеспечивает окисление te паров металлов, уносимых газами из установки.
Расход тонкодисперсного шлама производства карбида кремния составляет 3,0-6,03 от веса шлакового 1з расплава и является оптимальным при продувке как с углевоздушной смесью, так и со смесью природного газа с воздухом. Более высокий расход тонкодисперсного шлама произ- щ водства карбида кремния выше 67. нецелесообразен ввиду увеличения вязкости шлака, что приводит к снижению скорости отгонки цинка и свинца. При более низком расходе шлама (менее 3/ 2 потери цинка и . свинца с отвальным шлаком возрастают из-за неполноты протекания реакций восстановления.
Пример 1 . Шлак шахтной свин- цовой плавки в количестве 100 r, состава, 3: РЪ 1, 8; Zn 1 1.,2; SiOg 24, 0)
СаО 16,0 FeO 29,0 загружают в алундовый тигель, помещают в лабораторную шахтную электропечь и при 1200 С доводят до расплавления. После расплав зз ления шлак продувают углевоздушной смесью при с(,= 0,5:0,8 совместно с тонкодисперсным шламом производства карбида кремния, расход которого сосу 46
47 4 тавляет 34 от веса шлака. Расплав продувают при 1300 С 30 мин. Шлам производства карбида кремния содержит в своем составе,%: SiC 78,5;
Si 5,0; Si02 1,8, Fe 5,1, С 6,2, ос" таль ное — Ге203, Al 0,, Cr20, l 0.
Выход отвального шла ка от веса исход. ного составляет 95,8i, а содержание в нем цинка 0,76/, свинц — 0,024/.
Извлечение цинка составляет 93,53, свинца — 97,7Ф.
Пример 2. Шлак шахтной свинцовой плавки в количестве 100 г, состава,3: Ph 1,8; Zn 11,2, Si02 24,0;
Са0 16,0; FeO 29,0 помещают s алундовый тигель и доводят до расплавления при 1200 С в шахтной электропечи после чего продувают смесь природного газа с воздухом при о = 2,5:1,0 совместно с тонкодисперсным шламом производства карбида кремния, расход которого составляет 33 от веса шлака.
Шлам производства карбида кремния содержит,3: SiC 78,5; Si 5,0, 10 1,8;
Fe 5,1; С 6,2, остальное — Fe203, Al20>, Cr>0>,vNpO. Шлак в тигле продувают при 1300 С 30 мин. После продувки получен отвальный шлак, выход которого составляет 87,9i от веса исходного шлака. Ствальный шлак содержит,3: цинк 0,71, свинец 0,05.
Извлечение цинка составляет 93,54, свинца - 97,6r„
В табл. 1 представлены результаты применения предлагаемого способа для переработки шлаков свинцовой плавки при использовании углевоздушной смеси. В табл. 2 — то же, при использовании природного газа.
1010147
«1!.I
)5 I
1 у I
z 1,1 с 1
)о !
il» ) 1
) I
1
) 1!
1
1
1
1 э
fg fO о ы
ГЧ
I з
L з ь 11
I э
X 1
Z I
Э 1
У 1
Э 1
Q д Р I
Ю 1
ff) I Д
X I t4
I е
X Z 1
Z O l
m z л ч ас-в
О)- С)
m ml д
М О Б) D л с(с е о е о м )xmI-eo з)ос юохэ) 1 О д Р ф
z z
ov -э
1- в )))
Ф X Ф
crcev
ouse
v cc
e o o )- e а )-ом
1 ЗФ
1 Ъ 1
Олсmв
5 с щ о >х
e a- O X Iа.>*со
X >X
:ь
ezraõ осакой
z о с ff)
)-) зо ь:ь)= m
1 1
1 !
1 ф сМ! g
X 1 Ьа
° ) 1 m Ф) 1 3) М
I CL Щ!
u mI
I I
I L о е дскб
В ! I I
1 С D ос.)) х! )Z Ф I- X
g l- u
z o е М
Э Й
1- о Э gO
I с (Q е о о ох) е
Ф v o
Ф s z л о
4 Ф
О О а Ln Ю Ф
М ГГ1
О О
Ф
ГЧ .=Г о о
Ф о о О О л л Ф о о оо м
A II
Ln ГЧ
О 1 ОЪ о ю ф
О an
Ln !
CO ОО о о
И1 л Ф о о о о о о
an м
О О о
Г \ М
an an
01 О л о л м
О 1 Оъ м
О Ю л о о
OO л л о о м
Ю о
О1 OO м о О о
CD
1 1—
СО CO л
О О л Ln
Ю о о м (Ч
O О
CO СО
4 Ф
CD O
CD О
14 О О о о о а м м м
1010147
CD л
0
CO
01. л
Ф
z
Ф
Р
Ф о с и (5)
Ль
СЧ
f (g l,I
=Т:!
X !
1 (о !
I, Щ (1
I
l
1 (1
1 (! k
I (I M
CD ъО
0 (Ч л
0Ъ
LA о о о л
CD м(Ю о) 1
l
1
М(CD
tA л
Ю (л л
Ю о
L е о
v z
Ф (:Х (g
mOY
X (((I- V (.ОХ3
1- О оХо о б о
Ct Х 6 л х с((( д) tg
CCf (((01 л (лл
СО м л
Ct0 (g !
1 (g 1 (!
3 l
CD л м
Ю л
1
I ! .1
1 !
I
1
1 о о л
CKI л (лъ м
LA
СЧ о м м (Ч л
СО
f
l !
1 б о (g
Фсе ш 3 Y о
CD
CD о м л (g
Ф а с ")и х (-о
Ф Щ
I- Q.
CD
CD м о
LA м
2 с з о (1
I
1 (g I О
Ф 1
X Е I
Х О а"01
6 Х л «( а (. -Ф!
Ф rg Y l (Х Ш Cg l
1- С( и О 3(N
1!
t CL ооФ а
X YCOZf-(g
0 Z 0 б (((0 (.(cg o x o (= . Ф а 1-.(ХХ 3ор (g
Ф Y х о
z z (g >, Ф (Х 0)
3ОЕ> абис
Х S (О
1--0. О О
O (=(-Cg
1
Ф oho(X 1 Д
Х (N
% Ф(3Е
CL tg I
Ф сС 3 l
o f л иm(р
1 l .ф л о сл СФ (- Х
o(-vx аs î х с= z
1
1
I
1
I
I
I
l
I
I
1 !
1
1
I
I
1
I
1
I
I
1
I
1 !
I !
1
I
I
1
1
t
I
I
I (I
I
1
l
l
1
1 !
1
t
I
1
1 (I
I !
I 1
I
I
I
1
I
1
t !
I
1
1
Составитель Н. Тумин
Редактор Л. Авраменко Техред И. Гайду Корректор М. Демчик
Заказ 2413/14 Тираж 625 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
9,.1 0
Использование предлагаемого спосо: ба переработки шлаков обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества! возможность значительного увеличения степени извлечения свинца и цинка, что особенно важно при комплексной переработке сырья в.цветной металлургии; интейсифицировать фьюминг-процесс, 10147 10 в частности сократить время операции продувки шлаковой ванны в.4 раза; снизить расход дефицитной угольной пыли или природного газа, расходуемых для восстановления окислов металлов в расплаве за счет эффективного использования отходов и полупродуктов других отраслей промышленности.
