Способ приготовления брикетов

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при извлечении тяжелых цветных металлов преимущественно из пылевидных и мелких отходов металлургической промышленности. Способ включает смешивание исходного пылевидного и мелкофракционного сырья в виде отходов производства с тяжелыми цветными металлами со связующими добавками и прессование смеси. В качестве связующих добавок используют щелочноземельные соединения, такие как негашеная известь, гипс, цемент. Мелкофракционное сырье перед смешиванием увлажняют, влажность смеси составляет 3,5-20% от мас. Полученную смесь сырья с добавками подвергают выдержке во времени. Выдержка смеси должна быть не менее 1 ч. Затем дополнительно нагревают во влажной среде перед прессованием и подвергают тепловлажностной обработке после прессования. Изобретение позволит увеличить количество цветных металлов в брикете, увеличить прочность в брикете в 2 раза, утилизировать пылевидные отходы, содержащие цветные металлы. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при извлечении тяжелых цветных металлов преимущественно из пылевидных и мелких отходов металлургической промышленности, образующихся при производстве тяжелых металлов металлургическим способом преимущественно меди, цинка, золота, серебра, и т.д.

Известен способ агрегирования различных концентратов как в черной, так и в цветной металлургии в виде брикетов, окатышей, гранул и таблеток. Во всех известных случаях применяется специальные довольно сложные по составу связующие материалы как на органической, так и на неорганической основе. Широко известен способ гранулирования и прессования брикетов на основе железорудных концентратов, где концентрат увлажняют 25% раствором солей магния, кальция или сернокислым железом Mg(NO₃)₂, Ca(NO₃)₂, FeSO₄ (1).

Также известен способ агрегирования материалов, включающий смешивание концентрата, кокса и связующего вещества, прессование шихты и тепловую обработку, при этом в качестве связующего применяют смесь из жидкого стекла, аморфной двуокиси кремния, бентонита и кокса, а тепловую обработку осуществляют при температуре более 180^oC в течение 4 часов (2).

Недостатком перечисленных способов является то, что в них используется многокомпонентная система при отвердении брикета, наличие в солях соединений азота и серы во влажном состоянии, что резко ухудшает условия труда и приводит к быстрому разрушению и выходу из строя оборудования (за счет коррозии). Кроме того, в современных условиях цены на вяжущие продукты превышают цену самого концентрата и приводят к невыгодной переработке преимущественно пылевидных и мелких отходов, содержащих цветные тяжелые металлы и, как следствие, к их невозвратным потерям.

Наиболее близким по технической сути с предлагаемым является способ получения брикетов, включающий смешивание исходного пылевидного и мелкофракционного сырья в виде отходов производства, содержащих тяжелые цветные металлы со связующими добавками с последующим прессованием полученной смеси для получения брикетов определенной формы (3).

Этот способ обладает недостатками вышеописанных известных способов, т.е. не получается достаточно прочного брикета, который разрушается при транспортировке. Кроме того, из-за большого количества различных компонентов, входящих в состав брикета, концентрация основного компонента мала и составляет не более 50% от всей массы брикета, что в значительной степени снижает выход тяжелых цветных металлов при плавке и увеличивает количество отходов и вредных выбросов, преимущественно в виде газов, содержащих соединения хлора, серы, азота и т.д.

Технической задачей предлагаемого способа является повышение производительности труда с одновременным выделением тяжелых цветных металлов в готовый продукт из мелких и пылевидных отходов металлургической промышленности. Кроме того, упрощается процесс производства брикетов, а сами брикеты получаются механически прочными и содержат максимальное количество цветных металлов.

Указанная задача достигается тем, что в предлагаемом способе для производства брикетов, включающем смешивание исходного мелкофракционного и пылевидного сырья, содержащего тяжелые цветные металлы, преимущественно отходов металлургического производства, со связующими добавками и прессование смеси, в качестве добавок применяются щелочноземельные соединения, сырье перед смешиванием увлажняют, полученную смесь сырья с добавками подвергают выдержке во времени, а затем дополнительно нагревают во влажной среде перед прессованием и подвергают тепловлажностной обработке после прессования.

Еще одним отличием предлагаемого способа является то, что влажность смеси перед выдержкой должна быть в пределах 3,5-20% от массы, выдержка смеси производится не менее 0,5 часа, а в качестве добавки используется негашеная известь, гипс, цемент или различные комбинации состава из них.

Процесс реализации предлагаемого способа осуществляется следующим образом. Сырье в виде пыли, содержащее тяжелые металлы, например медь, золото, серебро, цинк, смешивают с негашеной известью в соотношении 80 и 20% соответственно. Перед смешиванием производят увлажнение смеси до 15-20% и подвергают выдержке не менее 3 часов. Затем после выдержки смесь интенсивно перемешивается и нагревается влажным паром с температурой не более 100^oC. После нагрева смесь подается на пресс и под давлением с силой более 300 кгс/см² из нее получаются брикеты преимущественно прямоугольной формы. Затем спрессованные брикеты укладываются на поддоны и подаются в автоклав, где под действием давления и температуры происходит их упрочнение. После автоклавной обработки брикеты получаются достаточно прочными к механическим воздействиям на них и не разрушаются при транспортировке. Затем брикеты загружают в печи и производят их плавление и отделение входящих в них тяжелых металлов.

Вместо автоклавной обработки можно использовать тепловлажностную обработку (ТВО), включающую в себя пропарку и сушку, например, инфракрасным излучением.

Применение данного способа позволяет получить брикеты из пылевидного и мелкого сырья преимущественно из отходов металлургического производства без использования дорогостоящих и редких связующих компонентов. Сведение до минимума связующих добавок увеличивает количество цветных металлов в брикете, что позволяет увеличить выход годного продукта при тех же затратах. Это достигается тем, что в процессе увлажнения смеси и ее выдержки на каждой частичке пылевидной фракции сырья появляется склеивающая пленка из продуктов химических реакций щелочноземельных вяжущих добавок с водой, которая в процессе прессования и автоклавной обработки позволяет прочно соединить отдельные компоненты сырья в прочный объемный брикет и не допускает негативных последствий во время переплавки брикетов при выделении из них тяжелых цветных металлов.

Использование предлагаемого способа позволит сократить количество компонентов, входящих в брикет, и увеличить прочность брикетов в 2 раза. Кроме того, открывается возможность производить утилизацию пылевидных отходов металлургической промышленности, содержащих тяжелые цветные металлы, увеличить их выпуск за счет возврата последних на переработку с одновременным улучшением условий за счет исключения вредных выбросов, образующихся от вяжущих компонентов в брикете в процессе плавки. В результате увеличивается выпуск цветных металлов и возврат последних из невозвратимых потерь отходов производства, а по сравнению с известными способами аналогичного назначения увеличить выпуск цветных металлов на 5-7% Источники информации 1. Книга М. М.Сычева. Неорганические клеи, " Химия", Ленинградское отделение, 1974 г., стр. 36-40.

2. Авторское свидетельство СССР N 939574 по кл. C 22 B 1/24 за 1981 год.

3. Авторское свидетельство СССР N 1786151 по кл. C 22 B 1/243 за 1993 год.

Формула изобретения

1. Способ приготовления брикетов, включающий смешивание исходного пылевидного и мелкофракционного сырья в виде отходов производства с тяжелыми цветными металлами со связующими добавками и прессование смеси, отличающийся тем, что в качестве связующих добавок используют щелочноземельные соединения, мелкофракционное сырье перед смешиванием увлажняют, полученную смесь сырья с добавками подвергают выдержке во времени, а затем дополнительно нагревают во влажной среде перед прессованием и подвергают тепловлажностной обработке после прессования.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что влажность смеси составляет 3,5-20% от мас.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выдержка смеси после увлажнения должна быть не менее 1 ч.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев смеси перед прессованием осуществляется паром.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве добавки используют негашеную известь.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве добавки используют гипс.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве добавки используют цемент.