Способ переработки цинксодержащего сырья

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских Социалистических Республик (")10023gg (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 27 ° 11. 81 (21) 3358729/22-02 (53)NL. Кл. с присоединением заявки М

С гг В 1У04 (23) Приоритет

Гасударственный квинтет

СССР

Опубликовано 07.03,83. Бюллетень №9

Дата опубликования описания 07.03.83

-. M делам нзееретеннй н еткрытнй (53) УДК669.531..8(088.Ц) ll. К. Ыейнкман, А. В. Тарасов, Б. В. Зинин, В. А.Подлужная, И. Ф, Шнайдер и Г. А. Краев (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторское бюрс тяжелых цветных. металлов при Институте "Гинцветмет" (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩЕГО

СЫРЬЯ

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к электротермическому способу извлечения цинка из цинксодержащего сырья.

Известен способ электротермичес5 кой переработки цинксодержащего сырья, включающий загрузку шихты, состоящей из агломерата и кокса в количестве, превышающем теоретическую потребность в три раза, в вертикальную электропечь, нагрев с помощью электрического тока с получением цинка в возгонах и огарка 1).

Недостатками этого способа являются высокий расход кокса, повышенное содержание цинка в огарке, ограничение по содержанию меди в исходном сырье.

Это обусловлено тем, что.образо- 20 вание легкоплавких соединений (штейна) приводит к спеканию столба шихты.

Наиболее близким по технической сущности является способ переработки

2 цинксодержащего сырья, выбранный в качестве прототипа, включающий загрузку шихты из агломерата и кокса на поверхность ванны электротермического. агрегата с получением откосов, плавку шихты, возгонку с последующей конденсацией цинка(2).Этот способ позволяет перерабатывать сырье с повышеннымсодер" жанием меди,при этом получают штейн и шлак, периодически выпускаемые из печи, жидкий цинк и газообразные продукты, содержащие СО.

Основными недостатками существующего cnocoba извлечения цинка при плавке агломерата в электропечи яв ляются повышенное содержание цинка в шлаках (до 5-7ь) и невысокая производительность процесса, обусловленные ограниченностью поверхности контакта агломерата и кокса в откосах и низкой скоростью нагрева откосов до температуры реакции восстановления и плавления при теплопередаче от жидкой ванны.

3 100

Цель изобретения - увеличение извлечения цинка, повышение производительности процесса и комплексности использования сырья.

Поставленная цель достигается тем, что в способе электротермической переработки цинксодержащего сырья, включающем загрузку шихты на поверхность ванны с получением откосов, плавку ее и возгонку с последующей конденсацией цинка, в соответствии с изобретением, плавку ведут при непрерывной подаче в основание откосов восстановительных газов с темпе,РатУРой 1100- 1500 С при расходе их

50-150 нм на тонну шихты.

Другим отличием является то,что в качестве восстановительных газов используют отходящие после конденсации газы, содержащие 90-100 окиси углерода.

Способ осуществляется следующим образом. пихту, состоящую иэ агломерата и кокса загружают через свод электротермической печи на поверхность расплавленной ванны с образованием откосов вдоль стен. Энергия в печь подается через электроды в слой шлака. В основание откосов непрерывно подают восстановительные газы с температурой ll00-1500ОС. Нагрев газов может Ьыть осуществлен либо путем предварительного подогрева, например, в кауперах или дуговым разрядом, либо путем предварительной подачи газа в слой шлака под откосы. Газы в основание откосов подают равномерно распределенно по всей длине с расходом 50-150 нм i.íà тонну загружае. мой шихты. В качестве восстановительных газов могут Ьыть использованы газы с содержанием CO не менее 904, например, отходящие после конденсации цинка газы.

Так как возгонка цинка происходит в высоковосстановительной среде, и пары цинка конденсируются за печью в жидкий металл, то для увеличения прямого извлечения цинка концентрация рециркулирующего газа должна быть не ниже 904 CO. В случае понижения концентрации рециркулирующего газа ниже 904 CO возможен процесс обратного окисления паров цинка на выходе иэ печи с образованием трассы, что снижает прямое извлечение цинка.

2386 4

lO

<0

Если удельный расход восстановительного газа Ьудет меньше, чем 50 нм на тонну шихты, то этот гаэ вызывает незначительное повышение извлечения цинка, а если будет бол ьше

150 нм на тонну шихты то возникает высокая скорость прохождения газа в откосах, которая вызывает повышенный пылевннос.

Температура газов при указанных расходах должна находиться в пределах 1100-1500 С, так как при Ьолее низких температурах замедляется возгонка цинка, а при температурах выше 1500 С процесс плавления агломе= рата опережает процесс восстановления и возгонки цинка, что также снижает извлечение его в жидкий металл.

Пример 1. Предварительно прокаленная во вращаюшейся барабанной печи шихта, состоящая из 80 ь агломерата (содержащего 59,li Zn,7,573 ге, 1.,5-2,76 Си 1,5 3, S до 0,9

Pb;4 S 1 02),44 флюсов (СаО),16 кокса (содержащего 154 золы) при температуре 700 С загружается в электро- . печь мощностью до 3 мВт, с напряжением 156 В (на электродах) с производительностью 48 т шихты в сутки по загрузке. При этом в конденсаторе за печью было получено 19,5 т в сутки цинка с извлечением Zn 861, а в шлаке и штейне содержалось 4-7,51 Zn и около 500 нм в час газов с содержанием

954 СО. Расход электроэнергии составил 3540 квт.ч. на тонну чушкового,, цинка. Когда по предложенному способу загрузили в печь до 57 т в сутки шихты состоящей из агломерата, флюсов того же состава и 10 кокса с той же зольностью, при той же температуре, и подали по всей длине в основания откосов 150 нм в час отходящего иэ конденсатора компремированного газа, содержащего, 954 CO c температурой 1100 С, то при той же мощности электропечи было получено

26,8 т в сутки жидкого цинка в конденсаторе, при содержании цинка в шлаке и штейне 1,5-2,5i.

Результаты испытаний сведены в табл. 1.

Пример 2 . Для определения оптимальных интервалов расхода и температуры восстановительных газов были проведены испытания на той же шихте в аналогичных примеру l условиях

002386 6 тельность по загрузке шихты на 20254, снизить расход кокса на 10-20, наладить вторичное использование отходящих йосле конденсации цинка

s восстановительных газов.

5 1 при изменяющихся значениях расхоДа и температуры газов.

Результаты опытов представлены в табл. 2.

Как следует из табл. 1 и 2, пред ложенный способ позволяет повысить прямое извлечение цинка на 5,0-5,8Ж, снизить содержание цинка в шлаке на 1,5-4,5 увеличить проиэводиt

Ожидаемый экономический эффект от внедрения способа на одной печи составит 600 тыс. руб. в год.

Хаблица1 кие показатели и

Технологичес

Йаименовасов роцес

Ф

ПроизСоСодержание цинка в шладержание процесса воние кокке и штейне, са шихте, шихты, т/су

Известный способ переработки цинксодержащего сырья (прототип) 86 ч8 16

Предложенный способ переработки того же сырья

20 92 5 57 .13

Табли ци2

Температура восстанов. газов +С

Показатели

Расход восстановительИзвлечение Содержание

Zn 4 Zn в шлаке, Производительность по загрузке шихты, т/сут ных газов нм /т ших ты

5,5

1000

2,5

1100

1300

2,1

1,8

6,5

1500

1700

1300

87

92,5

92,6

92,8

Прямое извлечение цинка в жидкий ме талл, ь ди тель иост по загрузке

57

56,8

57,5

59

1002386

Продолжение табл, 2

Расход восста-Температура восстанов. газов, С

Показатели

Извлечение Содержание

ZQ ф Zn в шлаке, Ф

Производительность по загрузке шихты, т/сут новительных газов з нм lт ших ты

> еюа(1300

92,3

92,5

2,5

1300

2,4

100

6,2

170

Составитель А. Кальницкий

Редактор Н. Коляда Техред Д,Дч Корректор А. Ференц

Заказ 1732/11 Тираж 625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Способ переработки цинксодер жащего сырья, включающий загрузку ших ты на поверхность ванны электротермического агрегата с получением откосов, плавку ее и возгонку с последующей конденсацией цинка, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения извлечения цинка, повыше. ния производительности процесса и комплексности использования сырья, плавку ведут при непрерывной подаче в основание откосов восстановительных газов с температурой 1100-1500 С при расходе их 50-150 нм на тонну зо шихты.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и и с .я тем, что в качестве восста. новительных газов используют отходящие после конденсации цинка газы, содержащие 90-1004 окиси углерода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Накерник M. М. Электротермия в металлургии меди, Свинца, цинка, М., "Металлургия", 1971. с. 183-186.

2. Лакерник M. M. Электротермия в металлургии меди, свинца, цинка, М., "Металлургия". 1971. с. 195-198

204-209.