Способ обогащения цинксодержащих отходов процесса горячего цинкования металла

 

Способ обогащения цинкосодержащих отходов процесса горячего цинкования металла относится к цветной металлургии и может быть использован для переработки цинкосодержащих отходов в виде изгари. Отходы загружают во вращающийся металлический перфорированный барабан с размером ячеек 1-3 мм, поверхность которого покрыта водой, который вращают до полного отделения более мелкой фракции. В процессе обработки цинксодержащих отходов во вращающемся перфорированном барабане в водной среде одновременно происходит абразивное воздействие друг на друга более крупных частиц отходов с более мелкими и разделение измельченных отходов на фракции с размером частиц менее 1 мм и более 1-3 мм, при этом рыхлые частицы изгари цинка, представляющие собой в основном продукт взаимодействия расплава цинка и хлористых солей металлов, по причине, видимо, своей структуры и малого удельного веса, оказываются в процессе обработки во фракции с размером частиц менее 1 мм. В процессе обогащения в более крупной фракции получают освобожденный от рыхлых примесей, готовый к переплаву цинк, а в более мелкой фракции получают частицы смеси металлического цинка и рыхлых частиц изгари. Этот отход используют в технологиях химического получения солей цинка, например хлорида цинка. Способ позволяет внедрить простую экономичную технологию восстановления цинксодержащих отходов, увеличить выход годного цинка на 10-15% и использовать для производства полученную мелкую фракцию. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для переработки цинксодержащих отходов процесса горячего цинкования.

Известен “Способ переработки цинковых отходов цинка” (Патент РФ №2147322, С 22 В 7/00, опубл. 2000 г.). Способ предназначен для переработки отходов цинка в виде изгари после цинкования железа и окисленных отходов.

По известному способу отходы загружают в расплав эквимольной смеси хлоридов натрия и калия с добавлением фторидов натрия или алюминия при температуре 740-790°С, выдерживают 15-20 минут, извлекают металлический цинк.

После многократного повторения этой операции в расплав добавляют 5-10% алюминия от массы расплава слей, извлекают алюмоцинковый сплав, а из расплава солей извлекают осадок окислов и интерметаллидов железа с алюминием и цинком. После чего операцию повторяют.

Известный способ является сложным, многоступенчатым и дорогостоящим из-за применяемых в нем реагентов, высоких температур, затрат на безопасность процесса.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является “Способ очистки цинксодержащих растворов осаждением металлических примесей” (Патент США №3994721, С 22 В 3/00, опубл. 1976 г.).

Согласно известному способу очистке подвергают водные цинксодержащие растворы, из которых удаляют металлические примеси. В известном способе поток раствора подают в реактор суспензией частиц металлического цинка в виде псевдоожиженного слоя. В нижнюю часть реактора непрерывно подают частицы металлического цинка размером более или равным 0,6 мм. Металлические примеси осаждаются на искусственно введенных частицах металлического цинка.

В результате многократного соударения металлических частиц цинка друг с другом металлические примеси с них стираются и удаляются.

Сущность известного способа, таким образом, заключается в осаждении металлических примесей из цинксодержащего раствора на искусственно введенных в раствор частицах металлического цинка.

Цинксодержащие отходы процесса горячего цинкования металла представляют собой твердый отход - цинковую изгарь, являющуюся продуктом взаимодействия расплава цинка и солей, например хлористого цинка, хлористого аммония и хлористого натрия, образующихся на металле в процессе обработки флюсом перед погружением в расплав цинка.

Кроме того, в процессе постоянного механического удаления цинковой изгари с зеркала расплава, в нее попадают частицы цинка из расплава.

Задача настоящего изобретения состоит в извлечении цинка из твердых отходов производства - цинковой изгари с целью дальнейшего использования извлеченного цинка и оставшихся отходов.

Для решения поставленной задачи в заявленном способе обогащения цинксодержащих отходов процесса горячего цинкования металла путем многократного абразивного воздействия на частицы отходов в аппарате с подвижной водной средой, отходы загружают во вращающийся металлический перфорированный барабан, с размером ячеек 1-3 мм, поверхность которого покрыта водой, который вращают до полного отделения более мелкой фракции.

При этом процесс обогащения будет более эффективным, если использовать горячую воду с температурой 50-60°С.

Для предотвращения “взмучивания” - обратного попадания мелкой фракции отходов в барабан, его помещают в ванну с водой, имеющую перфорированное днище с размером ячеек, превышающим размер ячеек барабана.

Размер получаемых фракций отходов, обеспечиваемый размером ячеек, и температура воды являются оптимальными с технологической и экономической позиций.

Сущность заявленного способа заключается в следующем.

В процессе обработки цинксодержащих отходов во вращающемся перфорированном барабане в водной среде одновременно происходит абразивное воздействие друг на друга более крупных частиц отходов с более мелкими и разделение измельченных отходов на фракции с размером частиц менее 1 мм и более 1-3 мм.

При этом рыхлые частицы изгари цинка, представляющие собой в основном продукт взаимодействия расплава цинка и хлористых солей металлов, по причине, видимо, своей структуры и малого удельного веса оказываются в процессе обработки во фракции с размером частиц менее 1 мм.

Таким образом, в процессе обогащения по заявленному способу в более крупной фракции получают освобожденный от рыхлых примесей, готовый к переплаву цинк, а в более мелкой фракции получают частицы смеси металлического цинка и рыхлых частиц изгари. Этот отход используют в технологиях химического получения солей цинка, например хлорида цинка. При этом упорядоченный размер фракции изгари менее 1 мм является оптимальным для процесса синтеза хлористого цинка, т.к. положительно влияет на скорость растворения частиц.

Таким образом, новый технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в абразивном воздействии твердых цинксодержащих отходов процесса горячего цинкования металла друг на друга в водной среде с одновременным разделением отходов на фракции определенного состава и размера с возможностью их последующего использования.

Способ был опробован для обогащения 300 кг цинксодержащих отходов процесса горячего цинкования Северского трубного завода Свердловской области.

Способ иллюстрируется чертежом.

Отходы (60 кг) загружали в перфорированный барабан 1 с отверстиями 2 диаметром 1 мм, помещенный в ванну 3 с горячей водой температуры 50-60°С. Барабан 1 с отходами вращали в течении 30-40 минут со скоростью м/мин.

Фракция отходов размером менее 1 мм через отверстия 4 перфорированного днища 5 попадает на дно ванны 6 и отправляется для получения хлористого цинка. Фракция размером более 1 мм, оставшаяся в барабане, направлялась для выплавки цинка марки Zn2.

Таким образом, заявляемый способ позволяет внедрить простую экономичную технологию восстановления цинксодержащих отходов, увеличить выход годного цинка на 10-15% и использовать для производства полученную мелкую фракцию.

Формула изобретения

1. Способ обогащения цинксодержащих отходов процесса горячего цинкования металла, включающий оттирание от примесей частиц цинксодержащих отходов, движущихся в водной среде при разделении их на фракции, отличающийся тем, что отходы загружают в металлический перфорированный барабан с размером ячеек 1-3 мм, поверхность которого покрывают водой, и процесс обогащения осуществляют вращением барабана до полного отделения более мелкой фракции.

2. Способ обогащения по п.1, отличающийся тем, что барабан помещают в ванну с водой, имеющую перфорированное днище с размером ячеек, превышающим размер ячеек барабана.

3. Способ обогащения по п.1, отличающийся тем, что процесс обогащения осуществляют при температуре воды 50-60°С.

РИСУНКИ