Способ переработки шлаков цинковых сплавов

 

Использование: в металлургии цветных металлов, в частности при переработке шлаков , получаемых при плавке цинковых сплавов . Сущность: способ включает нагрев шлаков выше температуры ликвидуса сплава , обработку расплава погружной импеллерной мешалкой и отделение шлаковой составляющей фильтрацией Переработку шлаков цинковых сплавов ведут, перемешивая расплав погружной импеллерной мешалкой , поддерживая соотношение металл-шлак в расплаве в пределах (6-3) 1 В расплав добавляют фильтр-остатки производства алюминия высокой чистоты в количестве 0,5-1,0% от массы перерабатываемого шлака, а отделение метал/la от шлака осуществляют центробежной фильтрацией , причем соотношение массовой доли шлака к скорости вращения поверхности разделения составляет 0,02-0, 06 с/м 1 табл сл с

1747520 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (l!) 84f !" !! (s()s С 22 B 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

l.

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

)» О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г (21) 4827298/02 (22) 21.05,90 (46) 15.07.92. Бюл. ¹ 26 (71) Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт Гидрометаллургии цветных металлов (72) А,Ю, Шустров, В.M. Алексеев, А.B. Долгов, Ю.А. Маценко, В,И, Бабанский и А,И. КузьМИН . (53) 669.53(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1125274, кл, С 22 В 7/00, 1984.

Патент Великобритании № 2112658, кл. В 01 Р 7/18, 1983. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАКОВ

ЦИНКОВЫХ СПЛАВОВ (57) Использование; в металлургии цветных металлов, в частности при переработке шлаИзобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к переработке шлаков, получаемых при плавке и переработке цинковых сплавов.

Снимаемые с поверхности расплава в процессе приготовления. плавки,и обработки цинковых сплавов шлаки содержат значительные количества металлической составляющей, которая может достичь 90% и более. Такие шлаки могут перерабатываться с целью извлечения из них металла методами отстаивания под .слоем хлорсо. лей. Такая переработка позволяет извлечь из них часть металла, Однако данный процесс переработки достаточно длителен, ведет к образованию значительного количества хлорсодержащих шлаков, требующих специальных мероприков, получаемых при йлавке цинковых сплавов. Сущность; способ включает нагрев шлаков выше температурь! ликвидуса сплава, обработку расплава погружной импелперной мешалкой и отделение шлаковой составляющей фильтрацией, Переработку шлаков цинковых сплавов ведут, перемешивая расплав погружной импеллерной мешалкой, поддерживая соотношение металл-шлак в расплаве в пределах (6 — 3);1, В расплав добавляют фильтр-остатки производства алюминия высокой чистоты в количестве 0,5 — 1,0% от массы перерабатываемого шлака, а отделение металЛа от шлака осуществляют центробежной фильтрацией, причем соотношение массовой до .ли шлака к скорости вращения поверхности разделения составляет 0,02-0;06 с/м.

1 табл, ятий при захоронении. Кроме того, процесс ф, не позволяет извлекать с достаточной эффективностью из шлака металл.

Известен способ переработки отходов сплавов цветных металлов, заключающийся

Ь3 в послойной загрузке в печь совместно с отходами сплавов 50 — 70% от общего его количества флюса и в загрузке остального количества флюса на поверхность расплава. (,Ф

Недостатком такого способа является (а большая длительность процесса, невысокая степень извлечения металла из отходов и образование большого количества солевых шлаков, требующих проведения специальных мероприятий по их захоронению.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является способ "выкручивания"

1747520

30

55 шлаксодержащих расплавов с целью отделения металлической составляющей от шлаковой, "Выкручивание" осуществляется в котловой установке при вращении в расплаве двухлопастной мешалки..

Недостаток известного способа заключается в высоких потерях металла со шлаком вследствие невозможности слипания всех частиц металла, находящихся в шлаке. Кроме того, низкая скорость слипания металлических частиц в достаточно вязкой системе, которой является сильнометаллизированный шлак, ведет к увеличению времени обработки, Цель изобретения — повышение степени извлечения металла и интенсификация процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки шлаков цинковых сплавов, включающем их нагрев выше ликвидуса сплава, обработку расплава погружной импеллерной мешалкой и отделение шлаковой составляющей фильтрацией, обработку мешалкой проводят в расплаве металл-шлак при их соотношении (6 — 3):1 с добавлением в него фильтростатков производства алюминия высокой чистоты в количестве 0,5 — 1,0% от массы перерабатываемого шлака, а отделение металла от шлака осуществляется центробежной фильтрацией при отношении массовой доли шлака в расплаве к скорости вращения поверхности разделения 0,020,06 с/м.

При соотношении в исходной шихте металл:шлак менее 3:1 происходит значител ьное загустевание расплава, для преодоления которого необходимо повышать температуру передела либо затрачивать значительное время на обработку расплава мешалкой, что в первом случае ведет к улетучиванию цинка и дополнительному окислению сплава, а во втором — к повышению длительности процесса, При соотношении металл:шлак более

6;1 не происходит существенного улучшения параметров процесса, но в переделе задалживается значительное количество металла, Применение центробежной фильтрации при отделении шлака от металла позволяет существенно снизить захват металла шлаковой фазой за счет их лучшего разделения.

При отношении массовой доли шлака к скорости вращения поверхности разделения менее 0,02 c/ì скорость вращения ротора достигает значительных величин без заметного улучшения показателей процесса, что ведет к изнашиванию и преждевременному выходу из строя оборудования.

При отношении более 0,06 с/м наблюдается ухудшение степени разделения металлической и шлаковой составляющей, связанное с повышением вязкости перерабатываемой массы при снижении фактора разделения центробежной фильтрации.

Применение в- способе такой добавки, как фильтростатки производства алюминия высокой чистоты приводит, с одной стороны, к улучшению степени разделения металла и шлака, а с другой стороны, наличие в шлаковой составляющей кристаллов фильтростатков АВЧ благоприятно сказывается на процессе фильтрации, когда не наблюдается проскакивания шлака вместе с металлом, в то же время значительно уменьшается доля запутавшегося металла в шлаке..

Содержание фильтростатков АВЧ менее 0,5 от массы шлака не позволяет достичь описанного выше эффекта, а при их содержании более 1,0 не наблюдается улучшения их действия при одновременном возрастании опасности перехода s расплав железа и алюминия, которые зачастую являются вредными примесями для цинковых сплавов.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Шихту, содержащую в определенных соотношениях металл и шлак, снятый с поверхности цинкового сплава при его приготовлении, содержащий до 91% металлической фазы, расплавляли в печи сопротивления со стальным крашеным тиглем емкостью 100 кг и доводили до 450 С, затем на поверхности расплава наводили флюс известного состава, содержащий хлориды натрия, калия и криолит, совместно с которым вводили требуемое количество фильтростатков АВЧ, имеющих следующий химический состав, мас. : Fe 12 — 20; Си 10-!

14; Si 2 — 4, А! остальное, и представляющих собой кристаллы интерметаллидов указанных элементов размером 1-3 мм. По расплавлении флюса в расплав опускали двухлопастную мешалку и проводили обработку расплава мешалкой до отделения металлической составляющей от шлаковой и образования сухих сыпучих шлаков. Полученные сухие шлаки удалялись погружной фильтрующей центрифугой типа ПАФВС с диаметром фильтрующего органа -200 мм.

После удаления шлака расплав заливали в изложницы и определяли прирост металла и потерю веса шлака.

Результаты эксперимента приведены в таблице, 1747520

Степень нзСпособ уда- Время пвыления шла- кручивания" ка

Отношение доли шлака к скорости вращения, с/м "Выкручивание"

Фильтростатки, мас. от шлака

Соотношение металл: шлак влеченияметалла иэ шлака, %

4:1

3:1

Ложкой

Фильтрацией

0,06

0,7

4:1

6:1

2:1

8:1

4;1

5;1

4;1

0,02

0,04 0,03

0,04

0,015

0,08

0,04

88

86

72

74

82

76

0,5

1,0

0,8

0,3

1,3

0,7

Составитель Л.Рякина

Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор М.Циткина

Заказ 2475 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101

Исходя из приведенных результатов, можно сделать вывод о том, что в случае применения предлагаемого способа время, необходимое для переработки шлаков с ис- пользованием погружного перемешивающего устройства до получения сухого сыпучего шлака на поверхности расплава, сокращается в 2 — 3 раза.

Потеря веса шлака при использовании известного способа составляет 80% от веса исходного шлака, в то время как по предлагаемому способу 84-88, т.е, большая доля металла, содержащегося в шлаке, переходит в расплав. Исходя из того, что в перерабатываемых шлаках цинковых сплавов содержание металлической составляющей находится на уровне 91, потери металла с перерабатываемым шлаком снижаются с

12 для прототипа до 3,3 — 7,7 для предлагаемого способа, что позволяет снизить потери металла в 1,6 — 3,7 раза. Кроме того, применение автоматической фильтрующей центрифуги типа ПАФВС на стадии удаления переработанного шлака с поверхности металла позволяет значительно улучшить условия труда.

5 Формула изобретения

Способ переработки шлаков цинковых сплавов, включающий их нагрев выше температуры ликвидуса сплава, обработку расплава погружной импеллерной мешалкой и

10 отделение шлаковой составляющей фильтрацией, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения металла и интенсификации процесса, обработку мешалкой проводят в расплаве

15 металл-шлак при их соотношении (6-3);1 с добавлением в него фильтростатков производства алюминия высокой чистоты в количестве 0,5 — 1,0% от массы. перерабатываемого шлака, а отделение металла от

20 шлака осуществляют центробежной фильтрацией при отношении массбвой доли шлака в расплаве к скорости вращения поверхности разделения 0,02 — 0,06 с/м.