Способ обесцинкования шламов доменного производства

Изобретение относится к комплексному использованию сырья в черной металлургии, в частности к переработке шламов доменного производства, содержащих железо, цинк, серу и сопутствующие металлы, и может быть использовано для извлечений из шламов газоочисток доменного производства вредной примеси цинка, препятствующей вовлечению железосодержащего сырья в металлургический передел. Обесцинкование шламов доменного производства осуществляют методом магнитной сепарации. Для перевода ферритов цинка и цинкитов в немагнитную фракцию магнитную сепарацию осуществляют в магнитном поле напряженностью до 96 кА/м. Изобретение позволит повысить эффективность обесцинкования шламов доменного производства за счет снижения массовой доли цинка в магнитном продукте. 1 табл.

 

Изобретение относится к комплексному использованию сырья в черной металлургии, в частности к способам переработки отходов металлургического производства, содержащих железо, цинк, серу, сопутствующие металлы, и может быть использовано для извлечения из шламов газоочисток доменного производства вредной примеси цинка, препятствующей вовлечению железосодержащего сырья в металлургический передел.

Высокое содержание железа в шламах (более 50%) ставит их в один ряд с концентратами, однако присутствующий в их составе цинк делает непригодным использование такого материала в аглодоменном производстве вследствие разрушающего воздействия цинка на футеровку печей, образования цинкатных настылей, забивку аспирационных систем.

Большинство предложенных способов обесцинкования металлургических шламов можно сгруппировать следующим образом: пирометаллургические, гидрометаллургические и гравитационные. В промышленности в основном используются пирометаллургические процессы: окомкование или брикетирование с последующей металлизацией окускованного материала во вращающихся печах. Технологические показатели в этих процессах достаточно высоки, но сами процессы сложны и требуется сооружение специальных дорогостоящих установок.

Известен гидрометаллургический способ извлечения цинка из жидких и твердых фаз. К цинксодержащему сырью (твердому или раствору) приливают эфирокислоту и смесь медленно перемешивают 20-60 минут при 50-65°С. Твердую и жидкую фазы разделяют. Полученный водный раствор, содержащий цинк, обрабатывают известным способом, например электролизом, осаждением или используют непосредственно в качестве конечной продукции в технологическом процессе (см. авт.свид. СССР №1617025 A1. M.K. C 22 B опублик. в №48 за 1990 г.).

Однако при использовании указанного способа требуется специальное сооружение агрегата для дозировки и перемешивания, то есть процесс трудоемкий.

Наиболее близким аналогом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ обесцинкования металлургических шламов методом полиградиентной сепарации (магнитной сепарации), при этом напряженность магнитного поля составляет 955-1035 кА/м. Полиградиентная сепарация основана на фильтрации пульпы через слой объемной ферромагнитной среды, что позволяет значительно увеличить напряженность магнитного поля (Материалы IV конгресса обогатителей стран СНГ, II том, с.206-207).

Недостатком указанного способа является то, что ферриты цинка в интенсивном магнитном поле задерживаются в межполюсном пространстве и попадают в магнитную фракцию. Результаты исследований по обесцинкованию доменных шламов показали низкую эффективность полиградиентной сепарации. Извлечение цинка в немагнитную фракцию составило 20-25%.

Задачей заявленного изобретения является повышение эффективности способа обесцинкования шламов газоочисток доменного производства за счет снижения массовой доли цинка в магнитном продукте.

Поставленная задача достигается способом обесцинкования шламов доменного производства, включающим магнитную сепарацию, причем для перевода ферритов и оксидов цинка в немагнитную фракцию магнитную сепарацию осуществляют в магнитном поле напряженностью до 96,0 кА/м.

В шламах доменного производства незначительное количество цинка присутствует в виде цинкита, основная масса элементарного цинка приходится на ферриты цинка, образующиеся в результате химического взаимодействия оксидов цинка и железа. Ферриты цинка обладают слабомагнитными свойствами, поэтому в магнитном поле низкой напряженности до 96 кА/м они не притягиваются магнитной системой и попадают в магнитный продукт, это снижает эффективность процесса обесцинкования шламов доменного производства.

Заявленный способ осуществляется следующим образом: шламы доменного производства с массовой долей железа, цинка, серы соответственно 51,2; 0,66; 0,264% после сгущения в радиальных сгустителях направляются в приемную коробку, откуда равномерным потоком поступают на питающий лоток ванны под вращающийся барабан магнитного сепаратора ПБМ-ПП-9 0/250. Под воздействием магнитной силы железосодержащая часть шламов доменного производства притягивается к вращающейся поверхности барабана и перемещается им к концентратному порогу. Ферриты цинка и цинкиты в магнитном поле напряженностью до 96 кА/м попадают в немагнитную фракцию, тем самым повышается извлечение цинка из шламов доменного производства, за счет снижения массовой доли цинка в магнитном продукте (таблица). Осуществление способа обесцинкования методом магнитной сепарации не требует значительных затрат и дорогостоящих установок и может быть осуществлено на установках по сгущению и обезвоживанию шламов газоочисток доменных цехов.

Таблица Результаты магнитной сепарации шламов газоочисток доменного производства
Напряженность магнитного поля, кА/м	Наименование продуктов	Выход, %	Массовая доля цинка, %	Извлечение цинка, %
80,0	магнитный	42,26	0,28	17,9
	немагнитный	57,74	0,94	82,1
исходный	100,00	0,66	100,0
96,0	магнитный	48,42	0,34	24,9
	немагнитный	51,58	0,96	75,1
исходный	100,00	0,66	100,0
111,5	магнитный	51,20	0,48	37,2
	немагнитный	48,80	0,85	62,8
исходный	100,00	0,66	100,0

Способ обесцинкования шламов доменного производства, включающий магнитную сепарацию, отличающийся тем, что для перевода ферритов цинка и цинкитов в немагнитную фракцию магнитную сепарацию осуществляют в магнитном поле напряженностью до 96 кА/м.