Способ переработки цинксодержащих пылей доменного и сталеплавильного производства

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ и лвтоеском айви етвльств

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2702,79 (21) 2730421/27-02 (51) М )4л. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

С 22 В 7/02

Государственный комитет

СССР но делам. изобретений и открытий

Опубликовано 2 31 280. Бюллетень ¹ 4 7 (53) УДК 669.004.

° 82 (088.8) Дата опубликования описания 231280

A.È.0êóíåâ, И.Н.Танутров, M.Ä.Ãàëèìoâ, А ° М.Плитанов, И.И.Ручкин, A.Ì.Ãoðåëoâ, М.А.Третьяков, С.П.Киселев, Г.В.Голов, и Н.Н.Кочетов (; (72) Авторы изобретения

Н.A.Âàòoëèí, В.Г.Удовенко, .

В.И вякова

Институт металлургии Уральского научного ц а AH СССР, Уральский научно-исследовательский и проектный институт, механической обработки и обогащения руд и ижнерТагильск металл гический комбинат им. В.И.ЛеМнка (71) Заявители ий

J (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ ПЫЛЕЙ

ДОМЕННОГО И СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО НРОИЗВОДСТВА

Изобретение относится к комплексному использованию сырья в черной и цветной металлургии, в частности к переработке пылей и шламов доменного и сталеплавильного производства, содержащих цинк, серу и сопутствующие металлы.

Известен способ переработки цинксодержащих пылей доменного и сталеплавильного производства восстановительной плавкой (1).

Недостатком известного способа является его многостадийность и загрязнение чугуна серой.

Цель изобретения — упрощение полу 15 чения металлического железа и исключение загрязнений его серой.

Поставленная цель достигается тем, что восстановление ведут на поверх- 0 ности железоуглеродистого расплава при весовых отношениях цинка к сере в пылях в пределах (2-20):1, пылей к железоуглеродистому расплаву в пределах (0,01-0,1):1.и расплав про. дувают газом в течение 1-5 мин.

Способ осуществляется следующим образом.

Пыли (шламы) доменного и. стале- плавильного производства, содержа- 30

2 щие цинк и серу (или смесь пылей), приводят в контакт с горячим (13001700 C) железоуглеродистым расплавом путем загрузки их на поверхность желеэоуглеродистого расплава или вдувания пылей с помощью несущего газа в массу расплава. При этом подбором пылей или их смешением по известному составу поддерживают весовое отношение цинка к сере в пыли или в смеси пылей при их подаче в расплав; равным (2-20):1. Пыли перед подачей в расплав целесообразно подвергать окусконанию для уменьшения их выноса.

Общее количество вводимых в (на) расплав пылей должно быть таким, чтобы весовое отношение пылей к железоуглеродистому расплаву находилось в пределах (0,01-0,1):1. Пыль расплавляется эа счет-.тепла большой массы железоуглеродистого расплава, на поверхности которого продолжается затем процесс восстановления. Желеэоуглеродистый расплав при этом кратковременно (1-5 мин) продувают газом, например воздухом, азотом. После завершения процессов восстановления окислов металлов полученный шлак удаляют, а металл подвергают дальнейшей доводке.

789619

В процессе плавки пылей в объеме. и на поверхности железоуглеродистого расплава компоненты пылей контактируют с желеэоуглеродистым расплавом, вследствие чего окислы цинка, железа и других элементов восстанавливаются растворенным в металле углеродом и металлическим железом.

При этом процессы металлотермического восстановления цинка, свинца и редких элементов и восстановления окислов железа растворенным в металле углеродом протекают значительно быстрее, чем процесс восстановления твердым углеродом. Восстановленные цинк, свинец и редкие металлы удаляются в газовую фазу и при газо- 1$ очистке улавливаются в виде обогащен ного продукта (возгонов). Окислы железа восстанавливаются, и в виде металла переходят непосредственно в железоуглеродистый расплав, поэтому;@ не требуется переплавка восстановленного железа на чугун или сталь. При восстановлении окислов металлов на поверхности железоуглеродистого расплава также не требуется дополнительного расхода твердого углеродистого или другого вида восстановителя.

Весовое отношение пылей к железоуглеродистому расплаву определяется содержанием восстанавлиэаемых окислов железа и цинка в пылях, исходной концентрацией углерода в железоуглеродистом расплава и его температурой. Верхний предел этого отношения

0,1:1 обусловлен минимально необходимым количеством растворенного углерода в расплаве для восстановления окислов железа и циника, а также допустимым снижением температуры железо углеродистого расплава.

Нижний предел весового отношения 4О пылей к железоуглеродистому расплаву не ограничен с точки зрения осуществления процесса,.однако целесообразно поддерживать его не менее 0,01-1 ввиду получения бедных по цинку продуктов и роста потерь железа со шлаком.

Сера,.содержащаяся в пылях,в присут- ствии цинка связывается в легколетучий сульфид цинка.. ЗО

Сульфид цинка взаимодействует с окисью цинка, э связи с чем уско ряется возгонка цинка и удаление серы иэ расплава. Сульфатная сера в восстановительных условиях переходит в сульфидную форму и удаляется в газы по указанной выше схеме.

Кратковременная продувка расплава газом, например кислородом, воздухом, азотом позволяет быстро удалять сернистый гаэ и пары металлического 4Q цинка иэ расплава, вследствие чего сдвигается химическое равновесие процесса в сторону снижения концентраций серы и цинка в расплаве и достигается перемещение железоуглероди- 65 стого расплава и расплава пылей, при этом скорость возгонки цинка и обессеривания возрастает. Продувка расплава в процессе восстановления пылей свыше 1-5 мин нецелесообразна ввиду черезмерного выгорания растворенного углерода и снижения степени восстановления окислов. Небольшая часть серы остается в шлаке.

Температура железоуглеродистого расплава в процессе обработки пылей может снижаться на 50-100 С. Затрать тепла на восстановление окислов металлов могут быть при необходимости компенсированы кислородно-воздушной продувкой желеэоуглеродистого расплава. Температуру железоуглеродистого расплава желательно поддерживать не менее 1300 С во избежание опасности его затвердевания при обработке пылей.

Повышение температуры свыше

1700 С нецелесообразно ввиду снижения стойкости футеровки и повышения степени перехода серы в металл.

Процесс может быть осуществлен в известных металлургических аппаратах, например в конвертере, ковше, миксере, электропечи. В качестве железоуглеродистого расплава может быть использован чугун перед продувкой или во время продувки его на сталь. Предпочтительнее процесс обработки пыли в окускованном виде вести в кислородном конвертере, э период между продувками чугуна кислородом, при этом перерабатываемая пыль одновременно выполняет полезную роль охлаждающего агента, а железо из пылей извлекается непосредственно в сталь, повышая выход товарной продукцииi

Плавке подвергают брикеты, приготовленные из смесей доменных и конвертерных пылей. В электропечи расплавляют чугун в количестве 30-35 кг.

На поверхность железоуглеродистого расплава загружают брикеты при температуре 1500-1550 С. Брикеты расплавляют и выдерживают в контакте с расплавом чугуна в течение времени, необходимого для завершения процессов восстановления, затем шлак снимают. В процессе восстановления расплав кратковременно продувают кислородом. Возгоны улавливают в рукавном фильтре. Плавки ведут беэ добавок углеродистого или другого вида восстановителя. В испытаниях контролируют вйход металла, шлака, возгонов и их состав.

Пример 1. Плавке подвергают брикетированные пыли. Весовое отношение пылей к исходному чугуну составляет 0,1:1, цинка к сере в пылях — 12:1. Время продувки расплава 5 мин. В результате плавки получают от веса исходного чугуна, Ъ.шлака 4,06, возгонов 0,79; желеэоугле789619

Формула изобретения

Составитель A.Êàëüíèöêèé

Редактор Т.Кугрышева Техред Т,Маточка Корректор M Каста

Заказ 9005/31 Тираж 694 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 родистого расплава 100,9. Содержа- . ние серы в металле составляет 0,0085%, цинка в возгонах — 52,4%. Прямое извлечение железа из пылей в металл составляет 74,3%, цинка в возгоны96,7%. Распределение серы, поступающей с пылями, сжедующее: в газах

79,6%," в шлаке 17,8%; в возгонах

2,6%. Содержание серы в металле .не повышается.

Пример 2. Плавке подвер-. гают брикетированную смесь пылей.

Весовое отношение пылей к исходному чугуну составляет 0,05:1, цинка к сере в пылях — 20:1. Время продувки расплава 3 мин. В результате плавки получают от веса исходного чугуна, %: шлака 1,24 возгонов 0,61, железоуглеродистого расплава 99,57.

Содержание серы в металле (чугуне}

0,007%, цинка в воэгонах 46,8%. Прямое извлечение железа иэ пылей в металл составляет 81,2%, цинка в возгоны — 98,6%. Распределение серы, поступающей с пылями: в газах 64,4% в шлаке 31,7%.; в возгонах 3,7%.

Пример 3. Плавке подвергают брикетированную смесь пылей. Весовое отношение пылей к исходному чугуну составляет 0,01:1, цинка к сере в пылях 2:1. Время продувки расплава

1 мин. В результате плавки получают от веса исходного чугуна, %г шлака

0,5, возгонов 0,03; металла 98,40.

Содержание серы в металле 0,0085%, цинка в возгонах — 27,2%. Прямое извлечение железа из пылей в металл составляет 64,6%; цинка в воэгоны—

93,3%. Распределение серы, поступающей с пыпями: в шлаке 11,4%; в возго. нах 0,7%, в газах 81,1%; в металле 6,8%.

Пример 4. Плавке подвергают брикеты пылей. Весовое отношение пы1 лей к исходному чугуну составляет

0,115:1 (т.е. больше верхнего предела), цинка к сере в пылях 1,2:1 (т.е. меньше нижнего предела). Расплав не продувают газом. В результате плавки получают от веса исходного чугуна, %: шлака 9,6; возгонов 0,19; металла 98,6. Содержание серы в металле 0,021%, цинка в возгонах

36,7%. Прямое извлечение железа в мегалл снизилось до 21,3%„ цинка в возгоны — до 65,7%. Распределение серы, поступающей с пылями, в шлаке

65,1%; в газах 9,6%, в воэгонах 0,7%, в металле 24,6%.

Предлагаемый способ позволяет

15 извлекать железо из пылей непосредственно в металл (сталь), предотвращать загрязнение металла серой и вместе с тем получать возгоны, при; годные для последующего извлечения

Я цинка.

Способ переработки цинксодержа25 щих пылей доменного и сталеплавильного производства восстановительной плавкой, отличающаяся тем, что, с целью упрощения получения металлического железа и исключения загрязнения его серой, восстановление ведут на пбверхности железоуглеродистого расплава прн весовых отношениях цинка к сере в пылях в пределах (2-20):1, пылей к желеэоуглеро (истому расплаву в пределах (0,01-0,1):1 и расплав продувают газом в течение 1-5 мин.

Источники инФормации, принятые so внимание при экспертизе

4О 1. Авторское свидетельство СССР

9 322385, кл. С 22 B 5/00, 1970.