Способ переработки цинксодержащих материалов вельцеванием

 

Оп ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.0881 (21) 3356068/22-02

Союз Советских

Социалистических

Республик ()990844

Р М К з

С 22 В 19/38 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР

II0 делам изобретений н открытий (23) Приоритет— Опубликовано 23,0183. Бюллетень № 3 (53) УДК 669.531. . 472. 5 (088. 8 ) Дата опубликования описания 230183

ГН.Бездежский, В.С.Чиркова, Л.A.Øåñòàêîâà и СЛ1.Датков

J f б т

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

ВЕЛЬЦЕВАНИЕМ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам переработки цинксодержащего сырья вельцеванием.

Известен способ переработки цинксодержащих материалов вельцеванием, включающий шихтовку их с коксиком и восстановительный обжиг полученной шихты t 1).

Однако .известный способ требует высокого расхода дорогостоящего коксика — до 35-55% от веса цинксодержащего сырья, что приводит к удорожанию процесса.

Высокий расход коксика связан с тем, что значительная его часть (до

30% ) расходуется на поглощение жидкой фазы, образующейся в зоне высоких температур, т.е. не участвует не.посредственно в процессе восстановления окислов свинца и цинка до металлов.

Известен также способ переработки цинксодержащего сырья вельцеванием, включающий шихтовку их с углем и коксиком и восстановительный обжиг полученной шихты P2).

Однако известный способ не обеспечивает существенного сокращения коксика, так как уголь выгорает на ранней стадии вельпевания и поэтому не мажет служить поглотителем .жидкой фазы.

5 Цель изобретения — снижение расхода коксика.

Поставленная цель достигается тем, что сбгласно способу переработки цинксодержащих материалов вельцеванием, включающему шихтовку их с углем и коксиком и восстановительный обжиг полученной шихты, вельцевание ведут с использованием смеси коксика и отработанной тепловой изоляции печей графитации крупностью 2-10 мм.

Кроме того, отработанную тепловую изоляцию печей графитации вводят в количестве 1,5-10% от веса шихты.

Отработанная тепловая изоляция, как поглотитель жидкой фазы, имеет при вельцевании преимущества перед коксиком, благодаря-чему возможна частичная замена коксика в шихте при сохранении производительности печи и качества продуктов на прежнем уровне. Отработанная тепловая изоляций в сравнении с коксиком характеризуется повышенной адсорбциойной способностью к жидкой (расплавленной ) фазе. Это объясняется тем, что пористость и удельная поверхность частиц

990844 тепловой изоляции выше, чем у коксика. Адсорбционная способность каменноугольного коксика фракции 0,5-6 мм составляет 11,5 мг/г, а у отработанной тепловой изоляции того же фракционного состава 15,4 мг/г. Кроме 5 того, отработанная тепловая изоляция характеризуется также пониженной реакционной способностью по отношению к окислам металлов, кислороду и двуокиси углерода. При 1000 С 10 реакционная способность сотавляет

0,55-0,8 и 0,9-2,7 смз/г с для тепловой изоляции и коксика соответственно.

В связи с отмеченными особенностямиi g тепловая изоляция является весьма эффективным заменителем кокси ка, в частности той era части, которая идет на впитывание жидкой фазы.

Для использования в шихте вельцпе-; чей тепловую изоляцию необходимо классифицировать с отсевом мелочи фракции меньше 2 мм, содержащей минеральные примеси, и крупной фракции более 10 мм.

Фракция менее 2 мм в значительной сте 5 пени переходит в возгоны, что затрудняет их дальнейшую гидрометаллурги-. ческую переработку. Что касается верхнего предела по крупности (10 мм ), то он выбирается из условий обеспечивающих хороший контакт шихтовых компонентов и тепловой изоляции. Частицы тепловой изоляции размером менее

10 мм лучше и равномернее распределяются в шихте, они интенсивнее восстанавливают окислы металлов и более полно поглощают расплавленную часть шихты, вследствие чего процесс вельцевания ускоряется. Кроме того,. установленные пределы по крупности тепловой изоляции гарантируют меньший 40 ее расход. Крупность цинксодержащих компонентов шихты при этом обычно составляет 10-15 мм.

При введении в шихту для переработки цинксодержащих материалов от- 45 работанной тепловой изоляции печей графитации процесс вельцевания протекает в следующем режиме.

На первой трети длины печи, считая от загрузочного конца (температура до 900 С ), проходят процессы сушки, нагрева и частичного восстановления окислов металлов. При этом сгорает 8-10% коксика (скорость выгорания 0,35-0,48 кг/м длины печи), что обеспечивает тепловую мощность печи примерно на 3-5%. Незначительная его часть идет на восстановление соединений цинка. Отработанная тепловая изоляцйя, вследствие малого ее содержания в обрабатываемой массе и пониженной реакционной способности, на этом участке практически не выгорает и не расходуется на восстановление. В реакциоьной зоне (максимальная температура 1300 C ) развиваются и заканчиваются восстановительные процессы. Их протекание обеспечивается в основном коксиком как в,силу его более высокой реакционной способности, так и по количеству в шихте. Частицы тепловой изоляции тоже участвуют в восстановлении окислов. Однако основная их роль заключается в поглощении жидкой фазы. Это обусловлено более высокой адсобционной способностью частиц тепловой изоляции, чем частиц коксика. Важно заметить, что количество вводимой в печь вельцевания отработанной тепловой изоляции находится в зависимости от степени ее отработки в процессе графитации. Если реакционная способность отработанной тепловой изоляции и коксика существенно отличаются, например в 2-3 раза, то возможна только частичная замена коксика, расходуемого на впитывание жидкой Фазы. Дальнейшее увеличение содержания тепловой изоляции в шихте ведет к снижению производительности печи, вследствие ухудшения восстановления окислов металлов, В случае, когда реакционные способности отработанной тепловой изоляции и коксика близки, возможна полная замена коксика, расходуемого на впитывание жидкой фазы.

Пример Испытания проводят в печи вельцевания, имеющей длину

5 м и внутренний диаметр 0,8 м.Компонентами шихты служат цинковый кек (вес.%: цинк 21,1; свинец 1,9; -кадмий 0,3; медь 3, 3; железо 24,5, сера 6,5 ), коксик (вес.%: углерод

84,6; зола 12,8, летучие 1,2 ) и отработанная тепловая изоляция печей графитации (вес.%: углерод 72,4; зала 18, 8; летучие — отсутствуют ).

Перед пода4ей в печь тепловую изоляцию классифицируют с отсевом фракции менее 2 мм и более 10 мм.

Реакционная способность коксика составляет 0,93 см /г- с, а отработанной тепловой изоляции - 0,64 см /г с.

Результаты испытаний представлены в таблице.

990844

Содержание компонентов. в шихте, вес.Ъ Расход коксика, Ъ от веса цинкового кека

Выход от веса кека, %

Опы

Содержание цинка, %

Клинке- Возгора нов

Отработанная Цинксодержатепловая щий материа изоляция (кек ) — 1

Коксик

В клин- В возкере гонах

35,1

74,0

60, 4 30,2 1, 24 66,3

1 26,0

2,0

2 24,0

32,4

74,0

61,2 30,0 ° 1 16 66,4

Составитель К.Дьяконов

Техред A.Бабинец Корректор О.Билак

Редактор Н.Рогулич

Заказ 62/38 Тираж 625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Как видно, при введении в шихту

2% отработанной тепловой изоляции печей графитации фракции 2-10 мм, расход коксика, отнесенный к весу цинкового кека, по сравнению с конт рольным опытом 1, снижается на

2,7 абс.Ъ. При этом видимых отклонений от нормального режима вельцевания не обнаружено: производительность печи (выход возгонов ), качество воэгонов не отличаются от обычных.

Применение предлагаемого способа переработки цинксодержащих материалов вельцеванием позволяет исключить иэ процесса ту часть дефицитного

=. коксика, которая расходуется на впитывание образующей жидкой фазы. Кроме того, становится возможным использование значительных количеств отходов электродного производства, в частности отработанной тепловой изоляции печей графитации, которые в настоящее время не ути- лизуются. 40

Формула изобретения

1. Способ переработки цинксодержащих материалов вельцеванием, включающий шихтовку их с углем и коксиком и восстановительный обжиг полученной шихты, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода коксика, вельцевание ведут с использованием смеси коксика и отработанной тепловой изоляции. печей графитации крупностью 2-10 мм.

2.. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что отработанную тепловую изоляцию печей графитации вводят в количестве 1,5-108 от веса шихты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Гудима Н.В., Шейн Я.П. Краткий справочник по металлургии цветных металлов. М., "Металлургии", 1975, с.328.

2. Лакерник М.N., Пахомова Г.Н.

Гидрометаллургия цинка и кадмия.

N., "Металлургия", 1969, с.398-400.