Способ извлечения цинка из изгари в процессе цинкования

Изобретение относится к обработке цветных металлов немеханическими способами и может быть использовано для обеднения цинка в составе изгари, являющейся одним из основных отходов цинкования металлоизделий. Способ осуществляют в технологической ванне для горячего цинкования. Изгарь после каждой операции цинковании отводят к торцу ванны цинкования, где происходит ее отстаивание. Распространения изгари по поверхности расплава исключается за счет ее ограничения металлической перегородкой. Нагрев кусков изгари цинка производится за счет температуры расплавленного цинка 440-460°С в технологической ванне в течение 20-30 минут. Обеспечивается сокращение потерь цинка с отходами производства с 85% до 76-77% и уменьшение выхода изгари с 6,1-6,2 до 5,6-5,7 кг/т оцинкованных изделий. 2 ил., 1 табл., 2 пр.

 

Предлагаемое изобретение относится к обработке цветных металлов немеханическими способами и может быть использовано в технологии переработки цинксодержащих отходов.

Известен способ переработки изгари цинка, заключающийся в абразивном воздействии 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 [Патент РФ №2240363, С22В 7/00, опубл. 2004 г.].

Отходы загружают во вращающийся металлический перфорированный барабан с размером ячеек 1-3 мм, поверхность которого покрыта водой. Вращение проводят до полного отделения более мелкой фракции. При этом процесс обогащения ведут с использованием воды, нагретой до температуры 50-60°С, что, по мнению авторов, является наиболее эффективным. Выделенную фракцию (более 1 мм) авторы предлагают направлять на переплав с получением марки Zn2, а фракцию менее 1 мм, которая осаждается на дне ванны, использовать для получения хлористого цинка.

К недостаткам данного способа следует отнести:

1. Трудоемкость выделения металлической фракции, образование большого объема сточных вод, требующих утилизации и дополнительной очистки для получения хлорида цинка.

2. Энергетические затраты связанные с использованием дополнительного оборудования, увеличение штата рабочего персонала. Организация дополнительного участка для переработки изгари цинка.

3. При возврате металлической фракции (более 1 мм) в расплав железо в корольках цинка представляет собой интерметаллические кристаллы состава FexZny (гартцинк). Возврат данного соединения в ванну цинкования ухудшает свойства расплавленного цинка, повышая содержание железа в расплаве от 1,5% до 2,0%. Вследствие чего возникает необходимость в дополнительной переплавки металлической фракции (более 1 мм) для получения цинка, пригодного в технологии горячего цинкования.

4. Дополнительные затраты на подогрев используемой воды в интервале от 50 до 60°С.

Существует способ переработки, заключающийся в плавке изгари цинка под слоем расплавленного флюса при температуре 420-460°С [Патент СССР №954470, С22В 19/30, опубл. 1980 г.]. Главной особенностью данного способа является то, что с целью повышения извлечения цинка и обеспечения возможности повторного использования флюса используют хлористый цинк. Отработанный расплав хлористого цинка удаляют с поверхности цинковой ванны, растворяют в воде, выделяют окислы цинка, а раствор хлористого цинка упаривают и направляют на плавку.

Готовят раствор хлорида цинка путем подогрева сухой соли в плавильном котле. Сухую изгарь подают в расплав хлорида цинка непрерывно небольшими порциями во избежание местного переохлаждения расплава и при слабом перемешивании для поддержания изгари во взвешенном состоянии. При этом металлические корольки под расплавом надежно защищены от окисляющего воздействия воздуха. Расплавление происходит при температуре 420-460°С. При прохождении через слой расплава поверхность корольков очищается от пленки окислов, что способствует их слиянию, укрупнению и отстаиванию из расплава. Выплавленный цинк (CZn=98,0%) по мнению авторов можно повторно использовать в технологии горячего цинкования в жидком виде, с помощью устройств для транспортировки жидкого металла.

К недостаткам данного способа следует отнести:

1. Трудоемкость выделения металлической фракции, образование большого объема сточных вод, требующих дополнительной очистки и упаривания для получения хлорида цинка.

2. Энергетические затраты, связанные с использованием дополнительного оборудования, увеличение штата рабочего персонала. Организация дополнительных участков для переработки изгари цинка, выщелачивания и упаривания хлористого цинка.

3. Необходимость в дополнительном транспортном оборудовании для перемещения жидкого металла в технологическую ванну горячего цинкования.

4. Дополнительные затраты на упаривание раствора хлористого цинка.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ переработки изгари цинка с использованием плавильной печи (540-560°С), из которой расплавленный цинк разливали в чушки и возвращали в технологию горячего цинкования [Патент РФ №2267546, С22В 19/30, опубл. 2006 г.].

По данному способу изгарь цинка, возникающую в процессе цинкования металлических изделий на поверхности расплава цинка и далее снимаемую с нее, охлаждали. Перед использованием изгари цинка ее разбирали и в виде кусков (50-300 мм) загружали в тигель в количестве 450-460 кг. Тигель с изгарью взвешивали и ставили на изложницу квадратной формы, после чего устанавливали в электрическую печь. По мере нагрева, начиная с температуры плавления цинка (419°С), цинк выплавлялся из его изгари и стекал через отверстие в тигле в изложницу. После нагрева изгари цинка до определенной температуры печь отключали. Сборку выдерживали в печи (3-4 часа) и далее убирали термопару, снимали крышку, сборку вынимали и разбирали. Остатки изгари цинка в тигле увозили на склад, а слиток цинка взвешивали, анализировали на содержание железа и использовали вместо покупного цинка на участке горячего цинкования, добавляя в ванну цинкования. Эффект достигается за счет отсекания от цинка, выплавляемого из изгари, при определенной температуре, которая оказалась 540-560°С, интерметаллических соединений железа (гартцинка), которые имеют температуру плавления выше 560°С из-за высокого содержания в них железа.

К основным недостаткам указанного способа следует отнести необходимость организации отдельного участка по переработке изгари, сложность управления процессов плавления изгари.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа извлечения цинка из изгари, который позволит получать цинк непосредственно в ванне цинкования, пригодный для использования в технологии горячего цинкования металлических изделий, с исключением затрат, связанных с потреблением энергоресурсов и приобретением дополнительного оборудования, т.е. без увеличения капитальных и эксплуатационных затрат. Это достигается тем, что нагрев изгари осуществляется от температуры расплава (440-460°С) на его поверхности. При этом наиболее важным фактором в процессе отстаивания изгари цинка является продолжительность процесса. При этом необходимо исключить возможность попадания изгари в расплав в процессе отстаивания.

Суть предложенного способа поясняется примерами.

Пример 1

Образующуюся при цинковании на поверхности расплавленного цинка изгарь при помощи скребков перемещали к одному из торцов ванны за специально изготовленную металлическую перегородку «плотнику», препятствующую распространению изгари по поверхности ванны. Материал перегородки - жаропрочная сталь толщиной 8 мм. Изгарь последовательно собирали после цинкования металлоконструкций на шести траверсах. После этого изгарь за перегородкой отстаивалась в течение 1-35 минут. После отстаивания изгарь с поверхности ванны снимали с помощью специального приспособления (черпак с сеткой).

Влияние продолжительности процесса отстаивания представлено на рисунке 1. Содержание цинка в изгари в промежутке 25-35 мин выходит на практически горизонтальное плато и дальнейшего снижения концентрации цинка не происходит. Это связано с тем, что температура в верхней части изгари составляет 230-240°С, что не дает возможность термически обработать остаточный цинк. За 20-30 мин достигали снижения концентрации цинка в изгари с 85% до 77% и выхода изгари с 6,2 до 5,5 кг/т. При этом снижается переход железа в ванну цинкования за счет обогащения изгари (рисунок 2).

Пример 2

Образующуюся при цинковании на поверхности расплавленного цинка изгарь при помощи скребков перемещали к одному из торцов ванны и отстаивали в течение 30 мин без использования и с применением перегородки для отстаивания по примеру 1. Содержание цинка в изгари после отстаивания в обоих случаях составило 76%. При этом выход изделий с дефектами цинкового покрытия (посторонние включения) без использования перегородки составил - 20%, с использованием перегородки - 1%. Это связано с тем, что при цинковании крупногабаритных и сложных конструкций зеркало расплава цинка было загрязнено посторонними включениями (изгарь, золка). Вследствие чего данный способ затруднял ведение технологического процесса горячего цинкования и препятствовал нанесению качественного и равномерного покрытия цинка на поверхность металла.

Сравнительные данные по использованию методов по заявляемому способу и способу-прототипу представлены в таблице 1.

Способ извлечения цинка из изгари, образующейся на поверхности расплава ванны горячего цинкования, включающий сбор изгари с поверхности расплава ванны горячего цинкования к одному из торцов ванны за металлическую перегородку, препятствующую распространению изгари по поверхности расплава, и последующее отстаивание изгари с обеспечением возврата цинка из изгари в ванну горячего цинкования, отличающийся тем, что отстаивание изгари осуществляют при температуре расплава ванны горячего цинкования 440-460°C в течение 20-30 мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к отражательной печи для переплава алюминиевых ломов. Печь содержит корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, накопительную ванну и наклонную площадку, ограниченные подом и стенками, свод, две летки, газоход, выполненный в торцевой передней стене, и сварной каркас, на котором все размещено.

Изобретение касается гидрометаллургического извлечения лития, никеля и кобальта из фракции использованных гальванических элементов. При реализации способа фракцию, содержащую смешанный оксид лития, причем переходные металлы, вхдящие в состав указанного смешанного оксида лития, представляют собой никель, кобальт и/или марганец, с содержанием алюминия до 5 мас.% или таковым металлов никеля, кобальта и/или алюминия и размером частиц до 500 мкм вводят в серную кислоту или соляную кислоту с добавлением пероксида водорода, переводят металлы в растворимую форму при температурах в пределах от 35 до 70°C.

Изобретение относится к способу получения ванадия из нефтяного кокса процессом выщелачивания. Способ включает измельчение нефтяного кокса и последующее выщелачивание из него ванадия смесью концентрированных серной и азотной кислот.

Изобретение относится к пористым частицам привитого сополимера, предназначенным для получения адсорбирующего материала, которые адсорбируют металлы и другие вещества, способу их производства и адсорбенту, в котором они применяются.

Изобретение может быть использовано в производстве строительных материалов на известковой или цементной основе, асфальта. Способ восстановления шестивалентного хрома в оксидных твердых материалах включает смешивание оксидного твердого материала, содержащего Cr(VI), с углеродсодержащим соединением.

Изобретение относится к переработке отработанных катализаторов процессов нефтепереработки. Способ переработки отработанного молибден-алюминийсодержащего катализатора включает обработку катализатора раствором соды, спекание катализатора, выщелачивание спека водой и осаждение молибдата кальция хлористым кальцием при рН 6,5-6,8 и температуре 95-100°С.
Изобретение относится к способу переработки отходов электронной и электротехнической промышленности. Способ включает обработку печатных плат с радиодеталями навесного монтажа метансульфоновой кислотой для растворения оловосодержащего припоя и отсоединения радиодеталей, коагуляцию полученной суспензии, декантирование и фильтрацию с получением метаоловянной кислоты.

Изобретение относится к цветной металлургии. Осуществляют измельчение до 1 мм отходов теплоизоляционной части алюминиевого электролизера, содержащих фтор, алюминий, натрий и кремний.

Изобретение относится к способу переработки кусковых отходов твердых сплавов на основе карбида вольфрама на кобальтовой связке. Способ включает загрузку в реактор кусковых отходов твердых сплавов в холодную зону, а цинка в горячую, дистилляцию цинка, деструкцию кусковых отходов твердых сплавов, охлаждение реактора и измельчение продукта деструкции.

Изобретение относится к способу вакуумного рафинирования олова от свинца. Способ включает дозирование исходного олова в котел с заливкой в вакуумную камеру на испарительную тарель, обогреваемую электрическим нагревателем, испарение и конденсацию паров свинца на экранах и вывод его в приемную ванну конденсата, сток очищенного олова с испарительных тарелей и вывод его в приемную ванну олова, при этом в котле для исходного олова замеряют потенциал концентрации свинца погруженным в него электродом со свинецсодержащим электролитом и при отклонении потенциала от предыдущего значения снижают или повышают регулятором расход исходного олова, дозируемого в вакуумную камеру, а в ванне конденсата замеряют потенциал концентрации олова погруженным в него электродом с оловосодержащем электролитом и при отклонении его от заданного значения повышают или понижают регулятором расход электроэнергии на обогрев испарительных тарелей.
Изобретение относится к технологии утилизации отходов латуни, отработанных травильных растворов, отходов цинка и может быть использовано в машиностроении и гальванотехнике.
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для переработки отходов оцинкованной стали. Способ включает обработку отходов оцинкованной стали водным раствором, содержащим 250 г/л соляной кислоты и 2,5 г/л гексаметилентетрамина, в котором при температуре 10-40°С в течение 20-30 мин выдерживают отходы оцинкованной стали, после чего насыщенный цинком водный раствор сливают и извлекают стальные отходы.

Изобретение относится к металлургии. Способ включает дозирование цинксодержащих отходов металлургического производства, твердого топлива, связующего и флюсующих добавок, смешивание и окомкование полученной шихты, сушку и термическую обработку окатышей.

Изобретение относится к способам подготовки сырья к металлургическому переделу, и может быть использовано при утилизации пыли электросталеплавильных печей, уловленной в фильтрах.
Изобретение относится к переработке цинк-железосодержащих пылей и шламов металлургического производства, и может быть использовано в черной и цветной металлургии для получения цинка.

Изобретение относится к переработке отходов агломерационного, доменного, прокатного, сталеплавильного и электросталеплавильного производств и может быть использовано в черной и цветной металлургии.

Изобретение относится к способу непрерывной переработки железоцинкосодержащих пылей и шламов. .

Изобретение относится к металлургической и машиностроительной промышленности и может быть использовано для получения химически чистого цинка из гартцинка, являющегося одним из двух основных отходов цинкования металлопродукции, с последующим возвратом цинка в основное технологическое производство.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для переработки цинксодержащих отходов металлургического и горного производства, в частности цинксодержащих доменных, конверторных, электросталеплавильных пылей и шламов, а также цинк- и железосодержащих оксидных отходов черной и цветной металлургии.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при переработке железоцинксодержащих материалов вельцеванием. .

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ утилизации отходов хроматного производства включает смешение исходных дисперсных материалов и плавку в электродуговой печи при температуре от 1100 до 1400°С с пирометаллургическим получением феррохрома. В качестве исходных дисперсных материалов используют шлам хроматного производства, содержащий оксиды хрома, железа и шлакообразующие компоненты, и алюминиевую стружку при следующем соотношении компонентов сухой массы, мас.%: шлам хроматного производства 79-62, алюминиевая стружка 21-38. Изобретение позволяет упростить процесс утилизации отходов хроматного производства, его аппаратурное оформление при одновременном повышении степени извлечения соединений хрома из шлама и его обезвреживании. 1 ил.

Изобретение относится к обработке цветных металлов немеханическими способами и может быть использовано для обеднения цинка в составе изгари, являющейся одним из основных отходов цинкования металлоизделий. Способ осуществляют в технологической ванне для горячего цинкования. Изгарь после каждой операции цинковании отводят к торцу ванны цинкования, где происходит ее отстаивание. Распространения изгари по поверхности расплава исключается за счет ее ограничения металлической перегородкой. Нагрев кусков изгари цинка производится за счет температуры расплавленного цинка 440-460°С в технологической ванне в течение 20-30 минут. Обеспечивается сокращение потерь цинка с отходами производства с 85 до 76-77 и уменьшение выхода изгари с 6,1-6,2 до 5,6-5,7 кгт оцинкованных изделий. 2 ил., 1 табл., 2 пр.

Наверх