Способ переработки цинк-железосодержащих пылей металлургического производства


 


Владельцы патента RU 2574952:

ФГАОУ ВПО "УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)

Изобретение относится к переработке цинк-железосодержащих пылей металлургического производства и может быть использовано в черной металлургии. Цинк-железосодержащие пыли формуют в гранулы путем окатывания c углеродным восстановителем, который вводят в шихту в виде суспензии в уксуснокислом растворе с концентрацией 3-10 мас.%. Осуществляют высокотемпературную обработку в обжиговой печи при 900-1100°C путем подачи теплоносителя, выделение и улавливание оксида цинка. Изобретение обеспечивает повышение смачиваемости шихты, при этом образуются дополнительные поверхностные связи и частицы пыли агломерируются с образованием прочных гранул в широком диапазоне концентраций цинка в исходной пыли. 4 пр.

 

Заявляемое техническое решение относится к черной металлургии и может быть использовано для утилизации пылей, обогащенных цинком.

Известен способ переработки цинк-железосодержащих отходов металлургического производства, включающий смешивание цинк-железосодержащих отходов с углеродистым восстановителем для получения шихты, формование шихтовых формовок и их сушку, высокотемпературную обработку шихтовых формовок в обжиговой печи путем подачи теплоносителя, выделение и улавливание оксида пинка. При этом исходную шихтовую смесь гранулируют с получением гранул диаметром 4-10 мм и влажностью 11-15 мас. %, высокотемпературную обработку гранул ведут при температуре 910-1100°C в течение 1-2 ч, улавливание возгонов цинка ведут путем отвода 70-80% общего объема цинксодержащей пылегазовой смеси из реакционной зоны обжиговой печи, а оставшийся объем пылегазовой смеси отводят из холодного конца обжиговой печи (патент на полезную модель UA №4720, МПК С22В 5/10, F23G 7/00, опубл. 15.02.2005).

Анализ технических свойств известного способа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют следующие причины: гранулирование исходной шихтовой смеси с получением гранул диаметром 4-10 мм обеспечивает получение шихтовых формовок с относительно низкой плотностью и прочностью. Для повышения эффективности переработки цинк-железосодержащих пылей или шламов металлургического производства необходимо увеличивать количество помещаемых в обжиговую печь гранул. Но при одновременной высокотемпературной обработке в обжиговой печи с заданным полезным объемом большого количества гранул, плотно расположенных друг над другом, затрудняется процесс возгонки цинка, что, в свою очередь, снижает степень извлечения цинка из отходов. А повышение продолжительности высокотемпературной обработки гранул при температуре 910-1100°C до 2 часов ведет к необоснованному увеличению энергозатрат.

Известен также способ (пат. РФ №2465352, С22В 7/00, С22В 19/30, 2009, опубл. 27.10.2012), который включает смешивание цинк-железосодержащих пылей или шламов с углеродистым восстановителем для получения шихты, формование шихтовых формовок и их сушку, высокотемпературную обработку шихтовых формовок в обжиговой печи путем подачи теплоносителя, выделение и улавливание оксида цинка. Отличительной особенностью способа является то, что формование шихтовых формовок осуществляют прессованием (прокатыванием) шихтовых формовок толщиной 4-10 мм, а высокотемпературную обработку прессованных шихтовых формовок осуществляют при 900-1100°C в течение 0,5-1,0 ч. Кроме того, смешивание цинк-железосодержащих пылей или шламов с углеродистым восстановителем осуществляют при массовом соотношении 1:0,1-0,3 и влажности 10-15 мас. %.

Последний принят в качестве прототипа. К недостаткам прототипа следует отнести необходимость использования прессового оборудования и низкие концентрационные пределы по содержанию цинка в исходных пылях не более 2,5%

Технической задачей заявляемого изобретения является исключение использования прессового оборудования и расширение концентрационных пределов содержания цинка в исходных пылях.

Поставленная техническая задача достигается за счет того, что способ переработки цинк-железосодержащих пылей металлургического производства включает ввод в шихту углеродистого восстановителя, ее формование и высокотемпературную обработку в обжиговой печи при 900-1100°C путем подачи теплоносителя, выделение и улавливание оксида цинка, отличается тем, что углеродистый восстановитель вводят в шихту в виде суспензии в уксуснокислом растворе с концентрацией 3-10 мас. %

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что цинксодержащие пыли электросталеплавильных печей с трудом поддаются формованию даже в режиме прессования с углеродсодержащими добавками. При этом с повышением концентрации цинка в пылях их формовка неизбежно связана с низкой удельной производительностью прессового оборудования и низкой прочностью отформованных фрагментов. Пыли с содержанием цинка более 10% массовых практически не смачиваются водой и имеют угол естественного откоса, близкий к нулю. При использовании для формования уксуснокислых растворов достигаются две цели: смачиваемость пылей становится значимой, а органическая основа кислоты способствует восстановительным процессам при высокотемпературной обработке отформованной пыли. Кроме того, начальная прочность отформованных гранул в режиме окатывания достигает более 0,5 кг на гранулу и подсушка отформованного продукта не требуется. Сокращение расхода углеродного восстановителя является прямым следствием ввода органической кислоты, которая выполняет ту же роль, кроме того, разлагаясь при высоких температурах кислота обеспечивает пористость гранул и более полное удаление цинка при сохранении прочности гранул. Диапазон концентраций уксусной кислоты выбран исходя из проявления значимого эффекта смачивания для нижнего предела. Верхний предел ограничен необходимостью исключения потерь за счет летучести уксусной кислоты.

Сущность заявляемого технического решения поясняется примерами.

Пример 1

Цинк-железосодержащую пыль из сухих газоочисток мартеновского производства, содержащую 3,5% Zn и 56% Feобщ., гранулировали на тарельчатом грануляторе в контакте с 2% водным раствором уксусной кислоты. Затем полученные гранулы обжигали при температуре 900°C в течение 0,5 ч в печи. Содержание оксида цинка в уловленной пыли составило 68%. Содержание Fe в обожженных гранулах возросло до 61% при остаточном содержании цинка в гранулах 0,5%.

Пример 2

Цинк-железосодержащую пыль из сухих газоочисток конвертерного производства, содержащую 5% Zn и 53% Feобщ., смешивали с мелкодисперсными отсевами кокса, добавляемыми в количестве 0,8% от массы цинк-железосодержащей пыли. Полученную исходную шихту гранулировали на тарельчатом грануляторе в контакте с 3% раствором уксусной кислоты. Затем полученные шихтовые формовки обжигали при температуре 1100°C в течение 1,0 часа в печи. Содержание оксида цинка в уловленной пыли составило 70%. Содержание железа в обожженных гранулах возросло до 62% при остаточном содержании цинка в гранулах 0,3%

Пример 3

Цинк-железосодержащую пыль из сухих газоочисток электросталеплавильного цеха, содержащую 16% Zn и 50,5% Feобщ., смешивали с мелкодисперсными отсевами кокса, добавляемыми в количестве 0,1% от содержания цинк-железосодержащей пыли. Полученную исходную шихту формовали методом окатывания на тарельчатом грануляторе в контакте с 10% раствором уксусной кислоты. Затем полученные шихтовые формовки обжигали при температуре 950°C в течение 0,7 часа в печи. Содержание оксида цинка в уловленной пыли составило 71%. Содержание железа в обожженных гранулах возросло до 63% при остаточном содержании цинка в гранулах 0,25%

Пример 4

Цинк-железосодержащую пыль из сухих газоочисток электросталеплавильного цеха, содержащую 16% Zn и 50,5% Feобщ., формовали методом окатывания на тарельчатом грануляторе в контакте с суспензией отсевов кокса в 10% растворе уксусной кислоты. Полученные шихтовые формовки обжигали при температуре 950°C в течение 0,7 часа в печи. Содержание оксида цинка в уловленной пыли составило 72%. Содержание железа в обожженных гранулах возросло до 64% при остаточном содержании цинка в гранулах 0,2%

Технический результат заключается в том, что ввод в систему уксуснокислого раствора резко повышает смачиваемость шихты, при этом образуются дополнительные поверхностные связи и частицы пыли агломерируются с образованием прочных гранул в широком диапазоне концентраций цинка в исходной пыли.

Способ переработки цинк-железосодержащих пылей металлургического производства, включающий ввод в шихту углеродистого восстановителя, ее формование в гранулы путем окатывания и высокотемпературную обработку в обжиговой печи при 900-1100°C путем подачи теплоносителя, выделение и улавливание оксида цинка, отличающийся тем, что углеродный восстановитель вводят в шихту в виде суспензии в уксуснокислом растворе с концентрацией 3-10 мас.%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу переработки отходов шлифования постоянных магнитов. Шлифотходы смешивают с концентрированной (не менее 92%) серной кислотой в количестве, необходимом для получения твердого агломерированного продукта.

Изобретение относится к переработке радиоэлектронного лома, в частности электронных плат. Исходное сырье измельчают, обогащают методами электрической и магнитной сепарации, из полученных концентратов извлекают благородные металлы, хвосты обогащения распульповывают в воде при отношении Ж:Т не менее 7 в присутствии лигносульфоната с расходом последнего 1-3 кг/т твердого.

Изобретение относится к области утилизации отходов гальванического производства, например шламов, путем переработки последних и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии и предприятиях, использующих в своем производственном цикле соединения цветных металлов.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к вторичной переработке алюминиевых отходов, таких как бывшая в употреблении алюминиевая тара из-под напитков и продуктов, и может быть использовано для получения вторичных алюминиевых сплавов, алюминиевых раскислителей для выплавки сплавов, в том числе сталей.

Изобретение относится к получению стального порошка для производства спеченных изделий из шлифовального шлама ШХ15. Шлифовальный шлам ШХ15 отмывают, сушат, проводят рассев полученного шлифовального шлама на сите 0,05 мм с получением фракции +0,05 мм, а затем проводят размол и магнитовибрационную сепарацию.
Изобретение относится к экстракции металлов из красного шлама. Красный шлам измельчают до размера частиц 5-500 мкм.
Группа изобретений относится к извлечению дисперсного золота из упорных руд и техногенного минерального сырья. Способ включает агломерацию золотосодержащей минеральной массы исходного сырья путем добавки к ней связующего материала, формирование штабеля, выщелачивание золота подачей в штабель раствора реагента, выщелачивающего золото, сбор рабочих растворов с последующим выделением из него золота.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов. Отработанные катализаторы на носителях из оксида алюминия шихтуют с флюсами, плавят полученную шихту на металлический коллектор при температуре 1500÷1800°C в несколько стадий со сливом после каждой стадии образовавшегося шлака и плавлением очередной порции шихты на коллекторе от предыдущей плавки с выделением сплава платиновых металлов с коллектором.

Изобретение относится к пирометаллургии. Способ извлечения серебра из лома серебряно-цинковых аккумуляторов, содержащих свинец, включает плавку лома при температуре нагрева 1150-1200°C, охлаждение полученного расплава со скоростью от 1950°C/час до 2050°C/час до температуры 400°C и плавку полученного охлажденного сплава при температуре нагрева 1150-1200°C.

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности к переработке отходов полупроводниковых соединений на основе галлия. Вакуумный аппарат для разложения фосфида галлия содержит вакуумную камеру, размещенный внутри камеры по оси цилиндрический нагреватель, установленную коаксиально внутри нагревателя на подине колонку испарительных тарелей для фосфида галлия, цилиндрические экраны, концентрично установленные снаружи колонки тарелей и герметично закрытые крышками, трубчатый спиральный водоохлаждаемый конденсатор, установленный над крышками экранов, скруббер для паров пятиокиси фосфора, полученных при разложении фосфида галлия, при этом конденсатор выполнен с эжекторной камерой смешения, содержащей фланцевое соединение с соплом подачи в нее для окисления паров фосфора до пятиокиси фосфора и диффузором для отвода пятиокиси фосфора в скруббер.
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке металлической стружки и шламовых отходов металлургической промышленности. Металлическую стружку, состоящую из стружки черных металлов и алюминиевых сплавов, дробят, очищают, добавляют связующий материал, перемешивают и уплотняют в пресс-форме.

Группа изобретений относится к способу ингибирования выброса твердых частиц, вызванного трением термообработанных железорудных при их перемещении, укладке, погрузке и разгрузке.
Изобретение относится к технологии получения вяжущего вещества из сырья природного происхождения и может быть использовано при брикетировании материалов для изготовления топливных и технологических брикетов.
Изобретение относится к технологии подготовки и производства металлургических и угольных брикетов. Связующее для производства брикетов содержит органический полимер в виде полимерного натриево- и полиалкиленоксидного производного полиметилен-нафталинсульфокислот и добавку производных гликозидов.

Изобретение относится к металлургическому, литейному производству, в частности к изготовлению чугунов, работающих в условиях абразивного износа. Способ включает приготовление смеси исходного материала с последующим формованием.

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов, включающий смешение углеродного наполнителя с измельченным углем, добавление связующего вещества и брикетирование смеси под давлением, при этом осуществляют сухое смешение углеродного наполнителя, представляющего собой отходы производства алюминия, анодной массы и электродов в количестве 25,01-85,00 мас.% с измельченным бурым углем до получения 100% сухой массы с последующим добавлением к сухой массе связующего вещества.
Изобретение относится к подготовке металлосодержащего сырья к металлургической переработке, в частности к брикетированию руд и концентратов руд черных металлов. .

Изобретение относится к способу получения природных (несинтетических) железоокисных пигментов, которые могут использоваться в специальных антикоррозионных грунтовках, применяемых в том числе и для нужд кораблестроения с одновременным получением сырья для металлургической промышленности в виде брикетов.

Изобретение относится к получению окускованного материала, который используют для получения металлического железа путем термического восстановления в восстановительной печи с подвижным подом.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при легировании расплава, предпочтительно расплава титана, путем добавления формованных изделий, например, в виде гранул, содержащих лигатуру.

Изобретение относится к технологии получения агломерата. Для интенсификации процесса агломерации осуществляют подготовку шихты для агломерации, состоящей из железорудного концентрата, руды, флюса, твердого топлива и интерполимерной связующей добавки, ее смешивание и спекание. Причем используют интерполимерную связующую добавку, подвергнутую механохимической активации и тепловому воздействию, в дозировке 1/100-1/400 долей единиц от массы твердого топлива. В ее состав входят минеральные присадки и полимерный комплекс со следующим содержанием: низковязкий анионный полимер полисахаридного ряда с вязкостью 1% суспензии менее 5 мПа*с - 20-40%, высоковязкий неионный полиакриламид с молекулярной массой 5-15*106 и степенью гидролиза менее 6% с вязкостью 1% суспензии более 50 мПа*с - 5-10% и минеральная присадка - остальное. В качестве минеральных присадок в низковязкий полимер вводят природные алюмосиликатные минералы в количестве 40% от массы полимера, а в высоковязкий - соли щелочных и щелочноземельных металлов в количестве 30%. Изобретение позволяет увеличить производительность процесса агломерации за счет повышения скорости формирования прочных гранул оптимального гранулометрического состава высокого содержания железа. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Наверх