Способ переработки свинцово-цинковых концентратов


 


Владельцы патента RU 2486267:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к цветной металлургии. Предложен способ переработки свинцово-цинковых концентратов, включающий обжиг в атмосфере кислорода, подачу флюсов и углеродсодержащего восстановителя с получением шихты и последующее ее восстановление. Восстанавливают шихту, состоящую из обожженного концентрата, флюса и углеродосодержащего восстановителя при массовом соотношении обожженного свинцово-цинкового концентрата и восстановителя 1:(0,2-0,4) при продувке воздухом или кислородом или смесью воздуха с кислородом путем верхнего непогружного дутья. Изобретение направлено на упрощение процесса переработки свинцово-цинкового концентрата за счет разделения металлов в одном процессе. 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть применено для переработки свинцово-цинковых концентратов.

Известен способ переработки свинцовых и свинцово-цинковых сульфидных концентратов (патент РФ №1110182, опубл. 27.07.1999), включающий их плавку во взвешенном состоянии в присутствии флюсов в атмосфере кислорода с использованием пылей плавки в качестве оборотного материала, восстановление свинца из диспергированного оксидного расплава на фильтре из углеродсодержащего материала, при этом стадию восстановления свинца ведут при перемешивании оксидного расплава под фильтром потоком газа. Недостатком способа является сложность процесса, связанного с подачей газа под фильтр в расплав.

Наиболее близким по своей сущности и достигаемому результату является способ переработки свинцовых и свинцово-цинковых концентратов (патент РФ №851981, опуб. 27.07.1999), включающий обжиг в атмосфере кислорода, подачу флюсов и последующее восстановление углеродсодержащим восстановителем. Недостатком способа является сложность процесса, связанного с применением углеродсодержащего фильтра.

Задачей изобретения является упрощение процесса переработки свинцово-цинкового концентрата за счет разделения металлов в одном процессе.

Достигается это тем, что в способе переработки свинцово-цинковых концентратов, включающем обжиг в атмосфере кислорода, подачу флюсов и последующее восстановление углеродсодержащим восстановителем, шихту, состоящую из обожженного концентрата, флюса и углеродосодержащего восстановителя при массовом соотношении обожженного свинцово-цинкового концентрата и восстановителя 1:(0,2-0,4), продувают воздухом, кислородом или смесью воздуха с кислородом, используя верхнее непогружное дутье.

Данные условия необходимы для того, чтобы при использовании верхнего непогружного дутья около 60% твердого восстановителя сгорело с выделением тепла, необходимого для получения расплава, оставшаяся его часть пойдет на восстановление оксидов цветных металлов с получением металлического свинца, оксида цинка и шлака, содержащего основную часть железа. Под действием верхнего непогружного дутья в перерабатываемой системе образуется три слоя. Верхний слой - твердая шихта, средний слой - жидкий шлак и нижний слой - металлический свинец. В верхнем слое идут основные реакции: горения 1 и восстановления CO2 до CO 2; восстановление оксидов железа до FeO 3, 4 и образование жидкого шлака 5; разложение ферритов и силикатов цинка 6-9 и восстановление цинка из оксида до парообразного цинка 10, 11; окисление парообразного цинка в кислороде непогружного дутья 12, который впоследствии улавливается в виде пылей в очистных аппаратах; при наличии феррита свинца и силиката PbSiO3 идут реакции аналогично реакциям 6-9; оксиды свинца восстанавливаются по 13, 14, а при наличии в обожженном концентрате некоторого количества серы возможно прохождение реакции 15. Реакции, происходящие в данной системе при использовании в качестве восстановителя углерода, а окислителя верхнего непогружного дутья, можно записать в виде:

C+O2=CO2 (1)
CO2+C=2CO (2)
Fe2O3+2C=2FeO+CO (3)
Fe2O3+CO=2FeO+CO2 (4)
2FeO+SiO2=2FeO·SiO2 (5)
ZnF2O4+C=2FeO+ZnO+CO (6)
ZnF2O4+CO=2FeO+ZnO+CO2 (7)
Zn2SiO4+2C=2Znпap+SiO2+2CO (8)
Zn2SiO4+CO=2Znпap+SiO2+CO2 (9)
ZnO+CO=Znпap+CO2 (10)
ZnO+С=Znпap+CO (11)
Znпap+0,5O2=ZnO (12)
PbO+C=Pb+CO (13)
PbO+CO=Pb+CO2 (14)
2PbO+PbS=3Pb+SO2 (15)

Таким образом, при использовании верхнего непогружного дутья можно разделить цинк, железо и свинец: цинк в возгоны, железо в шлак, свинец в металл, причем восстановленный свинец, проходя через слой шлака, фильтруется от неметаллических примесей, а возникающие циркуляционные токи за счет верхнего дутья способствуют лучшему извлечению металлов, причем процесс можно вести с периодическим сливом свинца и шлака.

Нижний предел массового соотношения обожженного свинцово-цинкового концентрата и восстановителя 1:0,2 выбран для высококалорийного восстановителя (например, для кокса) с высоким содержанием углерода. Ниже этого предела не достигаются температуры для плавления шлака и не хватает углерода для восстановления оксидов свинца и цинка. Выше соотношения 1:0,4 резко возрастает температура процесса, происходит восстановление железа и загрязнение свинца им, увеличивается пылевынос и повышается загрязнение цинкового продукта примесями, ухудшается разделение металлов. Таким образом, использование верхнего непогружного дутья дает разделение шихты при ее восстановлении на отдельные продукты: пыль, в которой концентрируется цинк, шлак, в котором концентрируется железо, и металлический свинец, что упрощает процесс переработки свинцово-цинковых концентратов.

Совокупность вышеперечисленных признаков позволит упростить по сравнению с прототипом процесс переработки свинцово-цинкового концентрата.

Способ поясняется следующим примером.

Пример 1. Свинцово-цинковый агломерат состава 44% ZnO, 22% PbO, 13% Fe2O3, 12% SiO2, 1,5% S и восстановитель - кокс загружали в разогретый в силитовой печи футерованный тигель для компенсации потерь во внешнюю среду с подачей окислителя (воздуха, воздуха + кислорода, чистого кислорода) через верхнюю непогружную фурму. Плавку вели до более полного извлечения свинца в металл. Результаты анализов о выходе цинка в пыль, железа в шлак и свинца в металл указанного состава свинцово-цинкового концентрата с различными соотношениями шихты к восстановителю сведены в таблицу.

Таким образом, по сравнению с прототипом возможно упрощение переработки свинцово-цинкового концентрата за счет разделения металов в одном процессе.

Дутье Массовое соотношение обожженного свинцово-цинкового концентрата и восстановителя (%/%) Содержание Zn в пыли, % Содержание Fe в шлаке, % Содержание Pb в металле, %
Воздух 1:0,1 (91/9) Недостаточно для плавления шлака
1:0,2 (83/17) 60 44 88
1:0,3 (77/23) 66 48 88
1:0,4 (71/29) 69 48 89
1:0,5 (67:33) Перегрев шлака и футеровки.
Воздух + 40% 1:0,1 (91/9) Недостаточное восстановление цинка, железа и меди и окисление цинка
1:0,2 (83/17) 70 48 90
1:0,3 (77/23) 72 50 91
1:0,4 (71/29) 71 51 90
Кислород 1:0,1 (91/9) Низкий выход оксида цинка
1:0,2 (83/17) 68 45 87
1:0,3 (77/23) 67 46 87
1:0,4 (71/29) 66 45 86
1:0,5 (67:33) Сильный перегрев шлака и футеровки

Способ переработки свинцово-цинковых концентратов, включающий обжиг в атмосфере кислорода, подачу флюсов и углеродсодержащего восстановителя с получением шихты и последующее ее восстановление, отличающийся тем, что восстанавливают шихту, состоящую из обожженного концентрата, флюса и углеродосодержащего восстановителя при массовом соотношении обожженного свинцово-цинкового концентрата и восстановителя 1:(0,2-0,4) при продувке воздухом или кислородом, или смесью воздуха с кислородом путем верхнего непогружного дутья.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к цветной металлургии, преимущественно к устройствам для переработки пылевидного свинец- и цинксодержащего сырья, в котором могут присутствовать медь и благородные металлы.
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при переработке свинецсодержащих отходов производства, содержащих также соединения олова, сурьмы, меди, железа, цинка, висмута, мышьяка, серебра, кальция, натрия, калия, магния в виде оксидов, хлоридов, сульфитов, сульфатов.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке рудных свинцовых концентратов с целью получения чернового свинца. .

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам и устройствам для переработки свинцового сырья. .

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при производстве чернового свинца из сырья, представленного композицией рудных сульфидных свинцовых концентратов и шламовых кислородных соединений свинца, например оксисульфатной фракцией аккумуляторного лома.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к извлечению свинца из вторичного сырья, и может быть использовано при переработке отслуживших ресурс аккумуляторных батарей.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам переработки свинцовых отходов, содержащих благородные и редкие металлы. .

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке свинцовых, сурьмяных полиметаллических и золотосодержащих сульфидных концентратов.

Изобретение относится к области цветной металлургии, к производству свинца, в частности к переработке свинцовых промпродуктов. .
Изобретение относится к цветной металлургии. Способ переработки полупродуктов свинцового производства, содержащих свинец, медь и цинк, включает загрузку в шахтную печь упомянутых полупродуктов, кокса в качестве восстановителя, сульфидизатора и кварцевой руды в качестве флюса и их плавку при подаче кислородсодержащего дутья с получением чернового свинца, медного штейна и цинксодержащего шлака. В качестве сульфидизатора используют концентрат или руду, содержащие свинец, медь и цинк, при этом отношение содержания кремнезема к содержанию цинка в загрузке составляет 1,2-1,6, отношение содержания меди к содержанию серы в загрузке составляет 0,7-1,2, отношение содержания свинца к содержанию меди в загрузке составляет 1,5-3,0. Обеспечивается повышение извлечения цветных металлов, а также снижение расхода кокса на плавку. 5 з.п. ф-лы, 1 пр.
Наверх