Способ переработки цинксодержащих шлаков

 

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЩШКСО- ДЕРЖАЩИХ ШЛАКОВ, включаюпщй обработку расплавов восетановителем и продувку их нейтральным газом, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости и степени отгонки цинка, продувку ведут азотной плазмой с'температурой плазменной струи 2000- 7000 К.

СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ}ЯСТВУ (2 1) 2323286/22-02 (22) 12 ° 02.76 (46) 15.11.88. Бюл. Р 42 (71) Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов (72) M.М.Лакерник, P.È.Øàáàëèíà, А.Ф.Гавриленко, А.А.Яковенко, Т.С.Егорова, А.К.Елкина, Ю.Ф.Фролов, А.И.Головачев и Ю.М.Власов, (53) 669 ° 046. 58 (088.,8) (!9) (!!) (5I) 4 С 22 В 7 /04, С 22 И 1 9 /04 (.54) (57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ IPIHKCOДЕРЖАЩИХ ШЛАКОВ, включающий обработку расплавов восстановителем и продувку их нейтральным газом, о т л и ч а ю- ° шийся тем, что, с целью увеличения скорости и степени отгонки цинка, продувку ведут азотной плазмой с температурой плазменной струи 20007000 К.

609441

Изобретени» относится к области цветной металлургии и, в частности, к способам извлечения цинка из шлаковых расплавов.

Известен способ переработки цинксодержащих шлаков, включающий обра ботку расплавов восстановителем и продувку их нейтральным газом.

Способ не обеспечивает достаточной 10 скорости отгонки цинка„ а продувка холодным нейтральным газом сопровождается отбором тепла от шлака.

Цель изобретения — увеличение скорости и степени отгонки цинка из шлакового расплава и увеличение глубины обесцинкования шлака.

Достигается это тем, что продувку ведут азотной плазмой с температурой плазменной струи 2000-7000 К.

Предварительно расплавленный шлак поступает в обогреваемую восстановительную камеру. На поверхность расплава загружают кокс. В расплавленный шлак восстановительной камеры погру-25 жены установленные в Аутеровке плазмотроны, через которые в расплав подается азотная плазма, нагретая до

2000-7000 К. Азотная плазма служит дополнительным источником энергии для 30 протекания эндотермических реакций восстановления цинка и является барботирующим агентом. 3а счет барботажа ванны резко улучшается массообмен в расплаве и существенно увеличивается поверхность контакта "шлак-кокс". При этом достигается высокая .скорость возгонки цинка и низкое остаточное его содержание в отвальном шлаке.

Возогнанный цинк может быть сконденсирован в виде. металлического цинка .или окисленных цинковых возгонов.

Обедненньп шлак выпускают из печи и направляют в отвал.

Высокие скорость и степень извле- 45 чения цинка из шлаков обеспечиваются благодаря совместного действия высокой температуры в месте ввода плазменной струи в расплав и развитием поверхности шлак-кокс при барботаже ванны азотом.

Проверку способа переработки цинксодержащих шлаков осуществляют на печи мощностью 120 кВ А.

В тигельную печь загружают гранулированный шлак, содержащий, мас. :

10 цинка", 1, 5 меди; 1, О свинца; 30 железа, 30 Si02, 5,0 СаΠ— в количестве

16 кг и расплавляют. После наплавле2000

1300

0,56

10,1

95,9

7000

1400

При одной и той же мощности плаз- . мотрона (250 кВт) с уменьшением температуры плазмы ниже 2000 К резко уменьшается энтальпия азота, что влечет за собой увеличение объема азота ния шлака на его поверхность загружают слой кокса (2 кг) и заглубляют сопло установленного на печи плазмотрона в расплав. После обработки расплава коксом и азотной плазменной струей шлак выпускают.

Получены следующие результаты.

Пример

Мощность плазменной струи, кйт 52

Температура плазменной струи, К

Расход азота, нм /ч о

Температура расплава, С Скорость отгонки цинка, кг/мин м 12,2

Содержание цинка в отвальном шлаке, Степень восстановления цинка из шлака, % 95,00

Пр имер 2.

Мощность плазменной струи, кВт

Те мпер а тур а плазме иной струи, К 3500

Расход азота, нм /ч 35,8

Температура расплава, С 1380

Скорость отгонки цинка, кг/мин м2

Содержание цинка в отвальном шлаке, Оэ31

Степень восстановления цинка из шлака, Пример 3

Мощность плазменной струи, кБт 52

Температура плазменной струи, К

Расход азота, нмэ /ч

Температура расплава, С

Скорость отгонки цинка, кг/мин м 10,2

Содержание цинка в отвальном шлаке, % 0,24

Степень отгонки цинка из шлака, 95,9

Интервалы изменения температуры плазменной струи выбраны исходя из необходимой мощности плазмотрона, энтальпии азотной плазмы и количества азота для перемешивания шлакового расплава.

Техред И.Иоргентал Корректор С.Черни

Редактор Н. Сильнягина

Тираж 595 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений ч открытий

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

Заказ 5574

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 60944 более 3,5 нм /мин м площади ванны— верхний предел дутья, необходимого для перемешивания шлакового расплава.

При температуре азотной плазмы 7000 К количество азота составит около . 5

0,5 нмз/мин, что является нижним прет делом интенсивности дутья, необходимого для перемешивания шлака. Кроме того, повышение температуры выше

7000 К нежелательно в связи с пони1

4 жением энтальпии азота в области дальнейшего повышения температуры.

Преимущества предлагаемого способа: при одних и тех же расходах азота скорость возгонки цинка может, быть увеличена с 2-3 до 10-12 кг/мин ° м .

Степень извлечения цинка может быть увеличена с 75-80Х до 95-96 при снижении содержания цинка в отвальном шлаке с 2-З до 0,2-0,5 .