Способ вельцевания окисленных цинксодержащих материалов

Изобретение относится к металлургии цветных металлов. Окисленные цинксодержащие материалы с коксиком в качестве твердого углеродистого восстановителя подают во вращающуюся трубчатую печь и подвергают вельцеванию с подачей дутья в виде паровоздушной смеси в зону температур 1050-1150°С при содержании пара в смеси 14-25%. Обеспечивается снижение расхода восстановителя и содержание цинка и свинца в клинкере, исключается размягчение материала в печи. 2 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке цинксодержащих материалов с высоким содержанием свинца вельцеванием, например цинксодержащих пылей медеплавильного производства.

Известен способ вельцевания окисленных цинксодержащих материалов, согласно которому с целью повышения тепловой инерции печи, позволяющей снизить расход коксика и содержание цинка в клинкере, уменьшается диаметр разгрузочного отверстия с 1400 мм до 1000 мм (см. Дорофеев В.М., Козлов П.А. и др. / Цветная металлургия. Бюл. ЦНИИ ЭНЦМ. 1978. №12. С.44-45).

Недостатком указанного способа является:

- увеличение время переработки материала в печи;

- снижается производительность печи;

- снижается степень отгонки свинца и цинка.

Наиболее близким по технической характеристике к заявленному является способ вельцевания цинксодержащих материалов во вращающейся трубчатой печи с подачей в разгрузочную часть печи в зону температур 950-1000 (воздуха низкого давления Р=0,1÷0,2 атм) с добавкой кислорода (см. Лакерник М.И., Пахомова Г.Н. // Металлургия цинка и кадмия - М.: Металлургия, 1969, с.401).

Недостатком указанного способа является высокий расход коксика и существенные потери цветных металлов с клинкером (цинка и свинца). В указанной зоне наиболее высокое содержание легкоплавких силикатов и наиболее низкое содержание коксовой мелочи, одним из назначений которой в вельц-процессе является поглощение жидкой фазы и придание материалу способности вельцеваться (перекатываться).

При добавке в дутье коксика в указанной зоне повышается температура за счет экзотермической реакции С+O2=СО2 и снижается содержание углерода в шихте.

Из-за увеличения количества легкоплавких соединений и образования «жидкой ванны» нарушается процесс отгонки свинца и цинка из шихты, и для нормализации процесса необходимо увеличить расход коксовой мелочи.

В основу патентуемого способа положена задача разработки такого способа, который позволил бы снизить при переработке вельцеванием окисленных цинксодержащих материалов с высоким содержанием свинца, потери свинца и цинка с клинкером и расход топливно-энергетических ресурсов, в частности коксовой мелочи.

Это достигается тем, что в известном способе вельцевания цинксодержащих материалов во вращающейся трубчатой печи, включающем подачу коксика в шихту и воздушное дутье с добавкой, где в качестве добавки используют водяной пар в количестве, обеспечивающем его содержание в дутье 14-25% и направляемом в зону температур 1050-1150°С.

При подаче пара в печь в зоне температур 1050-1150°С протекает эндотермическая реакция

При этом в газовой фазе печи появляется новый активный восстановитель водород (H2), который, попадая в реакционную зону вместе с окисью углерода (СО):

- увеличивает протяженность реакционной зоны и сокращает протяженность зоны разложения сульфатов;

- восстанавливает сульфаты свинца до легковозгоняемых сульфидов; при этом увеличивается возгоночная способность печи при переработке богатых по свинцу материалов;

- увеличивается степень отгонки цинка и свинца, а также, производительность печи без увеличения температуры реакционной зоны.

При подаче по прототипу кислорода в зону температур 950-1000°С отгонка свинца и цинка, а также производительность печи увеличиваются за счет повышения температуры в реакционной зоне с 1200-1300 до 1350-1450°С (расходуется углерод необходимый для впитывания образующейся при повышенной температуре жидкой фазы и требуется дополнительный расход углерода на образование восстановителя).

Пары воды обладают высокой излучательной способностью, увеличивают тепловую инерцию печи, поэтому, несмотря на эндотермичность реакции (1), температура шихты не снижается ниже 1050°С. Повышение температуры выше 1150° не увеличивает положительный эффект, так как высокая протяженность реакционной зоны позволяет вести вельц-процесс без повышения температуры более 1150°С.

При подаче пара в зону температур менее 1050°С резко снижается скорость реакции (1) и происходит увеличение потерь свинца и цинка с клинкером.

При содержании пара в дутье ниже 14% не обеспечивается полное извлечение свинца в возгоны. При содержании пара в дутье более 25% положительный эффект не увеличивается, а наоборот происходит охлаждение материала и увеличивает потери цинка с клинкером.

Таким образом, патентуемый способ позволяет снизить потери свинца и цинка с клинкером, снизить расход топлива восстановителя, исключить расплавление материала, перерабатывать окисленные цинксодержащие материалы с высоким содержанием свинца.

Способ осуществляется следующим образом.

Цинксодержащий материал, например пыли медеплавильного производства, состава, %: цинк - 18-20, свинец - 20-25; железо - 1-5; оксид кремния - 2-4 в смеси с твердым углеродистым восстановителем загружают в трубчатую вращающуюся печь и подвергают вельцеванию. В разгрузочный конец печи через форсунку, установленную параллельно по оси печи, подают в зону температур 1050-1150°С паровоздушное дутье с содержанием пара 14-25%.

Выгружаемый из печи клинкер охлаждают и направляют потребителю. Цинксодержащие возгоны улавливают в газоходной системе и используют в гидрометаллургическом производстве цинка.

Пример 1.

Определение оптимальной температуры по предлагаемому способу

Цинксодержащие пыли медеплавильного производства состава, %: цинк - 18.7, свинец - 23.4, железо - 2.6, оксид кремния - 3.1 одновременно с коксовой мелочью подавали в загрузочную течку вельц-печи (диаметр - 4,0 м; длина - 60,0 м).

Через горизонтальную форсунку, установленную в разгрузочном отверстии печи параллельно оси печи, подавали паровоздушную смесь с содержанием пара 19% в зону температур 1050-1150°С.

Расход паровоздушного дутья - 6600 м3/ч, загрузка печи - 15 т/ч пыли медеплавильного производства и 4,5 т/ч коксовой мелочи, или 300 кг/ч коксовой мелочи на тонну цинксодержащей пыли медеплавильного производства.

Для сравнения проводили опыт по прототипу.

Пыли указанного состава загружали в печь вместе с коксовой мелочью в количестве 300 кг/т пыли, подавали вентиляторный воздух, обогащенный кислородом до содержания 25% в количестве 6600 м3/ч. Результаты опытов приведены в табл.1.

Таблица 1
Определение оптимальной температуры
Наименование способа Температура материала, °С Содержание в клинкере, % Состояние материала в печи
цинк свинец
ПРЕДЛАГАЕМЫЙ 1000 1,9 1,5 Холодный, сыпучий
1050 0,5 0,4 Сыпучий, вельцуется, горячий
1100 0,4 0,3 Сыпучий, вельцуется, горячий
1150 0,1 0,2 Сыпучий, вельцуется, горячий
1200 0,1 0,2 Сыпучий, вельцуется, перегретый
ИЗВЕСТНЫЙ 1000 2,1 2,6 Расплав, «ванна»

Как видно из таблицы 1, при подаче паровоздушной смеси в зону температур 1000°С увеличивается содержание цинка и свинца в клинкер. При подаче в зону температур 1200°С (содержание цинка 0,1%, свинца - 0,2%) положительный эффект не увеличивается, однако материал перегревается.

При проведении опыта по прототипу происходит расплавление материала в печи, что приводит к резкому увеличению свинца с 0,2-0,4 до 2,6%, а цинка с 0,1-0,5 до 2,1%.

Для нормализации процесса необходимо увеличить загрузку топлива-восстановителя до 6,7 т/ч или до 446 кг/т пыли.

Пример 2.

Определение влияния содержания пара в дутье по предлагаемому способу.

Опыт проводили с пылями на оборудовании и при расходе коксовой мелочи, загрузке пыли медеплавильного производства, как было описано выше.

Паровоздушную смесь подавали в зону температур 1100°С, расход пара в паровоздушной смеси составлял, %: 13, 14, 19, 25, 26.

Определение содержания пара по предлагаемому способу

Таблица 2
Определение содержания пара по предлагаемому способу
Наименование способа Содержание пара в паровоздушной смеси, % Содержание в клинкере, % Состояние материала в печи
цинк свинец
ПРЕДЛАГАЕМЫЙ 13 1,3 1,4 Сыпучий, холодный
14 0,5 0,4 Сыпучий, горячий, вельцуется
19 0,4 0,3 Сыпучий, горячий, вельцуется
25 0,2 0,1 Сыпучий, горячий, вельцуется
26 1,2 0,9 Сыпучий, холодный
ИЗВЕСТНЫЙ 0 2,4 2,8 Расплав, «ванна»

Как видно из таблицы 2, при снижении содержания пара в смеси менее 14% содержание цинка и свинца увеличивается соответственно с 0,2-0,5 до 1,3 и с 0,1-0,4 до 1,4%. Материал не удается полностью разогреть.

При увеличении содержания пара в смеси более 25% материал охлаждается и увеличивается содержание цинка и свинца в клинкере соответственно до 1,2 и 0,9%.

При проведении опыта по прототипу, но без добавки пара материал в печи расплавляется и для нормализации процесса необходимо было, как и в примере 1, увеличить загрузку коксовой мелочи.

Способ вельцевания окисленного цинксодержащего материала во вращающейся трубчатой печи, включающий подачу коксика в шихту и воздушного дутья с добавкой, отличающийся тем, что в качестве добавки используют водяной пар в количестве, обеспечивающем его содержание в воздушном дутье 14-25%, и подают воздушное дутье в цинкосодержащий материал в зону температур 1050-1150°С.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к способу и аппарату для извлечения драгоценных металлов. Способ непрерывного получения композиции драгоценных металлов из сырьевого материала включает в себя нагревание сырьевого материала в плазменной печи с образованием верхнего слоя шлака и нижнего слоя расплавленного металла, удаление слоя шлака, удаление слоя расплавленного металла, затвердевание удаленного слоя расплавленного металла, фрагментирование затвердевшего слоя металла с образованием фрагментов и извлечение композиции драгоценных металлов из фрагментов.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для утилизации отработанных и дефектных люминесцентных ламп. Способ демеркуризации отработанных люминесцентных ламп включает разрушение ламп и виброочистку лампового боя от люминофора.
Изобретение относится к области металлургии благородных металлов. Способ пирометаллургического извлечения серебра из вторичного свинецсодержащего сырья включает его плавку в два этапа.

Изобретение относится к области очистки серебросодержащих материалов гидрометаллургическим методом, например вторичных материалов, какими являются лом и отходы некоторых видов микроэлектроники.

Изобретение относится к области гидрометаллургии рассеянных элементов, а именно к способу извлечения висмута и германия из вторичных источников сырья, образующегося при механической обработке оксидных материалов, в частности к способу извлечения висмута и германия из масло-абразивных отходов производства кристаллов ортогерманата висмута.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке цинксодержащих металлургических отходов вельцеванием. Способ переработки цинксодержащих металлургических отходов включает смешение отходов с коксовой мелочью, окомкование шихты и последующее вельцевание в трубчатой печи.

Изобретение относится к области переработки отходов производства и эксплуатации кабелей, преимущественно бронированных. Способ включает разделение кабеля на электрические жилы в полимерной оболочке, стальную проволоку и переработку отрезков стальной проволоки в арматурные элементы, и при этом отделение стальной проволоки от электрической жилы в полимерной оболочке осуществляют путем резки стальной проволоки на отрезки в составе кабеля по одной или двум взаимно противоположно расположенным образующим кабеля посредством регулируемых приводных дисковых ножей, изгиба кабеля на роликах и отделения оставшихся отрезков проволоки от электрических жил отсекателем, а транспортирование отрезков проволоки производят вибрирующим лотком с кольцевым винтообразным маршрутом, деформацию отрезков проволоки осуществляют шестеренчатой парой, имеющей зуб в сечении полуцилиндрической формы, с обеспечением деформации отрезков проволоки роликами.
Изобретение относится к области вторичного получения цветных металлов. Способ извлечения кадмия и никеля из отработанных щелочных аккумуляторов и батарей включает химическую обработку отработанных щелочных аккумуляторов и батарей с хлоридом аммония путем пропускания через них конденсированных паров нагретого раствора аммиака в воде с растворением оксидов кадмия и никеля и образованием растворов аммиакатов кадмия и никеля, выделения растворов аммиакатов кадмия и никеля и нагревания их с разложением на гидроксиды кадмия и никеля, осаждения гидроксидов кадмия и никеля и отделения полученного осадка от раствора, нагревания раствора до испарения, конденсирования его и пропускания полученного конденсата через оставшуюся массу.
Изобретение относится к способу извлечения свинца из отходов аккумуляторных батарей. Способ включает электролитическое осаждение свинца из щелочных растворов на асимметричном импульсном токе с варьированием периодической последовательности пакетов положительных n+ и отрицательных n- импульсов тока, причем количество импульсов в пакете выбирают из n+=20 и интервала 1≤n-≤10.

Изобретение относится к переработке промышленных отходов предприятий металлургии и машиностроения. Способ переработки шламов гальванических производств включает выщелачивание тяжелых цветных металлов раствором серной кислоты с последующим отделением твердой фазы из раствора выщелачивания отстаиванием и фильтрованием, селективную сорбцию ионов тяжелых цветных металлов с получением катодных осадков цинка, меди и никеля из десорбатов.
Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для переработки цинксвинецоловосодержащих материалов, например, промпродуктов медной промышленности - цинксодержащих пылей медного производства.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке цинксодержащих металлургических отходов вельцеванием. Способ переработки цинксодержащих металлургических отходов включает смешение отходов с коксовой мелочью, окомкование шихты и последующее вельцевание в трубчатой печи.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам переработки отходов металлургического производства. .

Изобретение относится к способу непрерывной переработки железоцинкосодержащих пылей и шламов. .
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при переработке железоцинксодержащих материалов вельцеванием. .
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности, предназначено для переработки цинковых кеков и других цинксодержащих материалов вельцеванием. .

Изобретение относится к переработке мелкодисперсных железоцинксодержащих отходов металлургического производства и побочной продукции коксохимического производства и может быть использовано в черной и цветной металлургии.
Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для переработки железоцинксодержащих материалов, являющихся отходами производств, например пылей и шламов газоочисток мартеновских и доменных печей, а также конвертеров.
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности предназначено для переработки цинковых кеков вельцеванием. .

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к переработке цинковых кеков вельцеванием. .
Изобретение относится к переработке ртутьсодержащих отходов и может быть использовано для утилизации люминесцентных ламп, а также иных устройств, содержащих ртуть, находящуюся в стеклянной оболочке. Эта оболочка, в свою очередь, может быть заключена во внешний корпус из пластмассы, дерева или других материалов. Способ включает совместный размол отходов с порошком серы и измельчающей средой во вращающемся реакторе для связывания металлической ртути в водонерастворимое соединение. В качестве измельчающей среды используют серный колчедан фракции 50-150 мм, одновременно являющийся агентом, связывающим ртуть в ионизированной и нейтральной формах. При этом перед совместным размолом смесь порошка серы, серного колчедана и воды предварительно гомогенизируют и заполняют реактор азотом, подаваемым со скоростью 7,5-8,5 м3/час, в количестве, по меньшей мере, в 50 раз меньше массы порошка серы. Далее загружают ртутьсодержащие отходы и размол ведут до полного связывания металлической ртути в водонерастворимое соединение HgS. Техническим результатом является упрощение технологии и повышение безопасности процесса переработки. 2 табл.
Наверх