Способ переработки цинкосодержащих шлаков в электропечи

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке цинковых шлаков в электропечи для извлечения цинка и снижения расхода электроэнергии. Это достигается за счет того, что восстановление оксида цинка ведут железом или его сплавами при отношении .восстановителя к цинку, содержащемуся в сулане электропечи (2-3}-1, а в качестве нагревателя сулана используют медные электроды , расположенные под слоем шлака на подине электропечи. 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (й)5 С 22 В 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4649882/02 (22) 14.02.89 (46) 30.10,91. Бюл. N 40 (71) Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) А.К. Пинаев (53) 669,531.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 376463, кл. С 22 В 7/04, 1973. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКОСОДЕРЖАЩИХ ШЛАКОВ В ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке цинковых шлаков в электропечи для извлечения цинка.

Цель изобретения — повышение извлечения цинка из шлака и снижение расхода электроэнергии.

Пример 1.. Обработку шлака, содержащего, $: Zn 10,4; Fe 33,5; Pb 2,1; СаО 17,5;

SI0z 23, осуществляли мягким железом при

1450 С. Для этого электропечь разогрели предварительно до 1450 на обесцинкованном шлаке (42,0 Fe; 19 СаО; 22 SI04; 3 А1 0з;

3 Na?0), который-плавили в шахтной печи. . До 1100 С электропечь разогревали нихромовой проволокой, введенной внутрь электропечи, затем влили 200 г жидкого обесцинкованного шлака, подготовленного в шахтной печи. После того, как температура обесцинкованного шлака в электропечи повысилась до 1450 С, в нее загрузили 800 г цинковистого шлака (в три приема по 200—

300 с через 5 мин). Начало загрузки первой

<„>5U<„> 1687637 А1 (57) Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке цинковых шлаков в электропечи для извлечения цинка и снижения расхода электроэнергИи. Это достигается за счет того, что восстановление оксида цинка ведут железом или его сплавами при отношении .восстановителя к цинку, содержащемуся в сулане электропечи (2 — 3}-1, а в качестве нагревателя сулана используют медные электроды, расположенные под слоем шлака на подине электропечи. 5 табл. порции цинковистого шлака считает началом опыта. Как только температура в электропечи вновь достигла 1450 С, в нее загрузили 142 г (2007) мелкой железной стружки (0,2х5х10). Общее время плавки цинковистого шлака и восстановления составило 1 ч. Среднее напряжение на медных электродах равнялось 14В, а сила тока достигала 20 А, После окончания восстановления шлака, печь отключили, удалили из нее шлак и остаточное железо. Шлак после взвешивания направили на химический анализ.

Он имел следующий состав, : 0,4 Zn; 0,063

Pb; 41,6 Fe; 17,8 СаО; 23,4 SION. Общее количество шлака 975,2 r. Показатели плавки приведены в табл. 1.

Пример 2. В данном примере восстановление оксида цинка шлака выполняли железной стружкой при температуре

1500 С. Разогрев печи и загрузку шлака осуществляли так же, каки в примере 1. Для обесцийкования шлака загрузили 214 г стружки, т.е. 30 от теоретически необхо1687637

Таблица1

Вес про- Содержание в продукте дукта

Извлечение в черновой цинк и пыль, Способ

РЬ (г

Zn Pb

Загружено

Обесцинкованный шлак

Цинковистый шлак

Железная стружка

Итого:

Получено

Обесцинкованный шлак

Черновой цинк

Цинковая пыль

Остаточное железо

Итого:

142

1142

10 4 83 2 2,1 168

0„4 3,92 0,063 0,62

83,0 71,35 17,0 14,55 85,75 86,66

82,1 7,93 17,9 1,62 9,53 9,64

0,01

/3,2 16,08 95,28 96,30

97),2

85,9

9„66

3,75

1142

П р и м е ч а н и е. Расход электроэнергии (на 1 т металла) 2930 кВт (по известному способу 6 00 кВт,ч.) димого количества восстановителя. Общее время обработки шлака было снижено до 38 мин, Показатели плавки шлака приведены в табл, 2.

Пример 3, В этом примере разогрев печи также выполняли по аналогии с примером 1. Общая площадь двух медных элект родов равнялась 5 см, Для обесцинкования испольэовали шлак Беловского цинкового завода, получаемого при электротермическом способе переработки цинкового агломерата. Состав шлака, %: Zn 5,3; Fe 19,8; SION 35;

СаО 28; АЬОэ 3; MgO 3; йа20 2, S 1,0. Гемпература шлака при электроплавке находилась на уровне 1450 С, Количество восстановителя — стальной стружки (1,3 ), С) в данном примере взято в количестве 400% от теоретически необходимого (145 r). Длительность процесса плавки равна 0,5 ч.

Обесцинкованный шлак, полученный в результате восстановления, имел следующий состав, %: 0,31 Zn; 25,3 Fe;35 SIOUX, ÑàO 28,4;

AlzOa 3; MgO 3,3; йа20 2,0, Результаты плавки даны в табл. 3.

Пример 4, В этом примере осуществляли восстановительную электроплавку шлака при температуре 1380 C. Площадь медных электродов соответствовала 13 см.

В качестве восстановителя использовали стальную стружку, Состав шлака (800 г), подвергаемого восстановлению, %: 14,7 Zn; 1,9

Pb; 15 СаО; 22,5 ЯО2; 32 FeO. Пуск и разогрев электропечи проводили по методике примера 1. Напряжение на электродах составляло 17В, сила тока поддерживалась на уровне 20 А, Количество восстановителя в

5 примере равнялась 300% от теоретически необходимого количества. Шлак после восстановления (60 мин) имел следующий состав,;,; 0,44 Zn; 0,093 Pb; 15,9 СаО; 45 FeO;

SION 22, 7, Показатели плавки приведены в

10 табл, 4, Сравнительные результаты опытов и редста влен ы в табл. 5.

Как видно из данных табл. 5, использование предложенного способа позволит

15 снизить расход электроэнергии в 1,5 раза и повысить извлечение цинка на 5-6%.

Формула изобретения

Способ переработки цинкосодержащих

20 шлаков в электропечи с добавкой твердого восстановителя в присутствии железа или его сплавов при погруженных в шлак элвктродах, включающий предварительное расплавление шлака, восстановление оксида

25 цинка с последующей конденсацией цинка иэ парогазовой фазы, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения цинка из шлака и снижения расхода электроэнергии, восстановление оксида цинка

30 ведут при о ношении железа или его сплавов к цинку, содержащемуся в шлаке., равном (2-3):1, а в качестве материала электродов используют медь, 1687637

Таблица 2

Извлечение в черновой цинк и пыль, Ф

Содержание в продукте

Вес продукта

Способ

Zn Pb

« г 4

Zn Pb

Загружено

Обесцинкованный шлак

Цинковистый шлак

Железная стружка

Итого

Получено

Обесцинкованный шлак

Черновой цинк

Цинковая пыль

Остаточное железо

Неувязка

Итого

890 10,4 83,2

213

1213 83,2

16,8

2,1

16,8

974,0 0«33 3,21

86,74 82«59 71,64

9,35 88,23 8,25

138,2

4,71 0,10

1213 83 20

0,48

15,10

1«10

О, 05.

17,41

11«77

86,10 89,08

9,91 6,54

0,12

16,8

96,01 96,42

П р и м е ч а н и е. Расход электроэнергии 2833 кВт.ч/т ц а 3

Табл и

Извлечение

Содержание в« продукте Zn

Вес про-, дукта

Способ цинка в черновой цинк и пыль, 3 г

Загружено

Обесцинкованный шлак

Шлак БЦЗ

Стальная стружка

Итого

Получено, Обесцинкованный шлак

Черновой цинк

Цинковая пыль

Остаточное железо

Неувязка

Итого

1145

5«3 42,4

993,0

35,65

4,03

111,0

1,32

1145

0,26 2,58

99,63 35,62

96,77 4,90

83,77

9 19

0,4

42,4

92,26

П р и м е ч а н и е. Расход электроэнергии 3472.кВт.ч/т.

1687637

Таблица4

Способ

Содержание в продукте

Вес продукта, r

Извлечение цин" ка и свинца в черновой цинк и пыль, Ф

РЬ

Еп

Загружено

Обесцинкованный шлак

Цинковистый шлак

Стальная стружка

Итого

Получено

Обесцинкованный шлак

Остаточное 1нелезо

Черновой цинк

Цинковая пыль

Неувязка

Итого

800 14,7

303

1303

117,6

1,9 15,2

117,6

15,2

4,55 0,093 0,90

0,47

198

110,7

16,0

8,3

1303

83,55

9,86

88,52

90>62

98,00

14,60

0,55

117,6

11,47 12,7

9,37 1,60

0,10

1592

83,33

12 32

95,65 93,41

П р и м е ч а н и е. Расход электроэнергии 3040 кВт.ч/т

° аб тнка,5 т, с алака

Цинк, Ф з алака до опмта опмтз

Нагрузка ма электрод, А/сна с

Теоретнческм требуетсю, се, г

Олаадь печк уэ смз

Олоаадь электродов >

f, снз

Отнове" Степень

Расход электро" энергии, кзт.ч/т

Оес Еп в алака, г

Вес загрукенного

Способ по прмнеран

Ps загрукемо е алак мне

P:E,1

Извлеченнп Zn мз алака

Комлем самим, г Ф алака, г

Оредуагаенад

2

4

Изеестнмд

7112 48 10

71,2 48 10

36,3 48 5

100,47 48 13

20,8

20,8

10,4

27,0

95 28 90 О 2930 4 00

96,10 89,6 2833 4 ° 78

92,96 90,1 3472 7,2

96,65 87,1 3040 3,07

800 1450 10,4 0,40 172 200

800 1500 10,4 0,33 213 300

800 1450 5,3 0,26 415 400

800 . 1380 14 7 0,47 303 300

83,2

83,2

42,4

117,6

6500

89-91 86

1450

Составитель B,Êàãåðìàíüÿè

Редактор И.Сегляник Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор T,Ïàëèé

Заказ 3679 Тираж 369 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, Я1