Способ переработки металлургических шлаков

 

Изобретение предназначено для переработки металлургических шлаков хлоридвозгонкой. Целью изобретения является упрощение процесса. Хлоридвозгонку ведут в условиях воздействия смесью хлора и природного газа в мольном соотношении 10 15 1 при 550 600°С. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам переработки шлаков медеплавильных заводов с извлечением цветных и черных металлов возгонкой. Целью изобретения является упрощение процесса. П р и м е р 1. В кварцевый реактор при атмосферном давлении и температуре 550-600^оС помещают кварцевую лодочку с навеской в 1 г металлургического шлака и продувают смесью природного газа с хлором при мольном соотношении CH₄:Cl 1:10 в течение 30 мин. Реактор обогревают электропечью. Температуру измеряют с помощью платина-платинородиевой термопары, помещенной в чехол из кварцевого стекла. Природный газ и хлор предварительно поступают в смеситель. Потоки газов регулируют с помощью реометров. При выходе из реактора отходящие газы, содержащие также хлориды железа, проходят через подогреваемые коммуникации и поступают в ловушку, в которой осаждается хлорид железа (III). Остальные хлориды CuCl₂, ZnCl₂ и PbCl₂ осаждаются в следующей ловушке. Далее газы поступают в поглотители с растворами щелочи. Непоглощенные газы выбрасываются в атмосферу или могут быть использованы отвальные шлаки предварительного измельчения и обработки. Расход смеси природного газа и хлора во всех опытах составляет 0,325 л/мин. Время контакта 2,5 мин. Полученные продукты подвергают химическому анализу на содержание цветных металлов и железа. Химический состав шлаков до и после хлоридвозгонки приведен в таблице. Степень возгонки хлоридов составляет 94-98% П р и м е р 2. В условиях примера 1 соотношение природный газ хлор составляет 1:15. Степень возгонки хлоридов достигает 93,5-98% П р и м е р 3. В условиях примера 1 соотношение природный газ хлор составляет 1:12. Степень возгонки хлоридов достигает 93-97,5% П р и м е р 4. В условиях примера 1 температуру в печи устанавливают 520^оC. Степень возгонки всех хлоридов при этом уменьшается до 75-80% П р и м е р 5. В условиях примера 1 температуру в печи устанавливают 650^оС. Степень возгонки примерно такая же, что и в примере 1, но начинается сажеобразование. П р и м е р 6. В условиях примера 1 в качестве газообразного реагента подают только хлор. Степень возгонки всех хлоридов не превышает 6-7% При понижении температуры степень возгонки уменьшается до 3% П р и м е р 7. В условиях примера 1 молярное соотношение металл хлор увеличивают до 1:8. Степень возгонки всех хлоридов уменьшается до 60-62% Начинается образование дихлорида железа (FeCl₂) и хлорида одновалентной меди (CuCl), наблюдается также сажеобразование. П р и м е р 8. В условиях примера 1 молярное соотношение метан хлор 1: 17. Условия хлорирования ухудшаются. Степень возгонки составляет 60-65% П р и м е р 9. В условиях примера 1, молярное соотношение метан хлор 1: 2. Степень возгонки всех хлоридов составляет менее 65% При избытке метана по отношению к хлору, например при соотношении метан хлор 1 1, образуются FeCl₂ и CuCl (не целевой продукт). При избытке хлора хлорирование также ухудшается. Кроме того, наблюдается сажеобразование. При проведении процесса ниже 550^оС скорость возгонки уменьшается и процесс становится не технологичным. При температурах выше 600^оС наблюдается крекинг метана. Способ переработки шлаков по сравнению с прототипом позволяет упростить процесс за счет проведения его в одну стадию, полностью извлекать железо из отвальных шлаков и отгонять из реакционной зоны в виде 99,8%-ного безводного хлорного железа (III).

Формула изобретения

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ, включающий хлоридвозгонку с использованием хлорирующего агента, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, хлорирование ведут смесью хлора и природного газа в молярном соотношении 10 15 1 при 550 600^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2