BG61917B1

BG61917B1 - Метод за преработване на цинксъдържащи материали

Info

Publication number: BG61917B1
Application number: BG100754A
Authority: BG
Inventors: �� . ��
Original assignee: Добрев, Никола И.; Илиев, Георги Р.; Баев, Тенчо Б.
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 1998-09-30
Also published as: BG100754A; ES2147006T3; WO1998004755A1; DE69702349T2; DE69702349D1; EP0915994B1; EP0915994A1; ZA976600B

Description

Изобретението се отнася до метод за преработване на цинксъдържащи материали - полупродукти от металургичното производство и вторични суровини, чрез велцоване и намира приложение в цветната металургия.

ПРЕДШЕСТВУВАНО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Известен е велц-процес за преработване на полупродукти от цветната металургия, съдържащи цинк, олово и кадмий, който се състои в подготовка на шихтата от цинксъдържащ материал, подготовка на шихтата от въглеродосъдържащ редуктор - кокс, подаването им в тръбни въртящи се пещи в определено съотношение. Постъпилите в пещта материали се накаляват до 1200-1300°С,при което вследствие на редукцията се извършва изпарение и окисление на цветните метали цинк, олово и кадмий с последващо охлаждане на получените метални окиси и улавянето им в прахоуловителни съоръжения. Бедният на цинк остатък - клинкер,се отвежда непрекъснато от долния край на пещта, а уловените метални окиси се накаляват в многоподова пещ при температура 600-700°С, след което се подлагат на мокро извличане (Каролева В., Металургия на тежките метали, част II, изд. Техника, София 1986 г.).

Недостатъци на този процес са:

* висок разход на твърдо гориво поради необходимост от предотвратяване образуването на стопилка от шихтата;

* присъствието на прахообразни фракции на кокса и сурсвините (-1 мм) предразполага към механичен унос на шихтата, при което се влошава качеството на металните окиси;

* образуване на настили. Затрудняващи ефективното използване на пещите и съкращаващи пробега на огнеупорната зидария;

* непълно извличане на металите от суровините;

* унос на прахове, съдържащи тежки цветни метали, с изходящите в атмосферата газове.

Известен е велц-процес за извличане на цинк от цинксъдържащи прахове, при който технологичната схема включва смесване на цинксъдържащия материал с предварително смлян редуктор - кокс, гранулиране на шихтата, сушене и пържене на гранулите, изпаряване на цинковия окис в тръбни пещи с последващо охлаждане на изходящите газове и улавяне на металните окиси в ръкавни филтри (Цветнь1е металль!, бр. 3 от 1993 г., стр. 25-26).

Недостатъци на този процес са необходимостта от сушене и пържене на гранулираната шихта преди постъпването й в тръбните пещи и ниското извличане на цинка - 87.3 %.

Съгласно SU 1717656 шихта, включваща цинков кек, коксик и калцийсъдържащ материал (вар или варовик),непрекъснато се подава във велцпещта, като процесът на велцоване се провежда при вдухване в противоток на кислородсъдържащ газ. Разходът на кислород на 1 т шихта е 100-250 кг, като 40-60% от него се вдухва откъм разтоварващата част на пещта.

Недостатъци на метода са осигуряване на голямо количество кислород и усложнена схема на подаването му в двата края на пещта и по-високо (до 0.8%) съдържание на цинк в клинкера.

От SU 876 761 е известен метод за преработване на цинков кек, съгласно който кекът се смесва и гранулира с активатор - калцийсъдържащ материал (остатъци от обогатяването на окислени цинкови руди, доломит и др.), прахообразната част на твърд въглеродсъдържащ редуктор - фракция минус 3 мм_?и оборотни прахове от велцоването и сушенето на гранулите. Получените гранули се сушат до влажност 8-12 % и се разделят на фракции чрез пресяване. Гранулите с размери 3-25 мм постъпват в пещта заедно с въглеродсъдържащия редуктор фракция плюс 3 мм и велцоването се провежда при температура 1200°С.

Недостатъци на метода са ниската степен на извличане на цинка, висок разход на редуктор и необходимост от пещи за сушене на гранулите, сита и транспортни системи.

Известен е метод BG 23342, съгласно който велц-окисите от прахоуловителните съоръжения се гранулират с вода в количество 8-13% от теглото им, след което гранулите се преработват директно в тръбна пещ при температура 600-700 °C.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Проблемът, който решава изобретението, е свързан с метод за преработване на цинксъдържащи материали чрез велцоване, при който да се постигне намаляване на разходите за преработване,възможно най-пълно извличане на металите от изходните суровини, довеждане на отпадния остатък клинкер до стоков продукт, годен за директно използване* при избягване на горепосочените недостатъци и намаляване на вредните примеси в изходящите отработени газове.

Методът включва подготовка на шихта от цинксъдържащи материали, прахообразен въглеродосъдържащ редуктор и активатор - калцийсъдържащ материал, смесване и гранулиране на шихтата, дозиране и подаване на гранулите и останалото количество необходим за процеса едрозърнест твърд редуктор в тръбна въртяща се пещ, велцоване, отвеждане на получения клинкер, охлаждане и филтруване на пещните газове За улавяне на съдържащите се в тях метални окиси. Съгласно изобретението смесването на шихтата и гранулирането и се провеждат едновременно и получените гранули с влажност 16-18% се подават директно непрекъснато в тръбната въртяща се пещ. Процесът на велцоване се провежда с набогатен на кислород въздух, който се подава в противоток на преработвания материал, а филтруването на пещните газове се извършва двустепенно и уловените във филтрите метални окиси се гранулират до размери на гранулите 2-6 мм и влажност 13.5-16%. Получените гранули от метални окиси се термообработват в тръбна пещ в присъствие на набогатен с кислород въздух. Отведеният от тръбната въртяща се пещ клинкер се подлага на гранулиране и сепариране за отделяне на коксика.

Предпочитани варианти на изпълнение на метода съгласно изобретението:

Съотношението на компонентите в шихтата за гранулиране е цинксъдържащ материал : въглеродосъдържащ редуктор : активатор калцийсъдържащ материал = 8:12 : 2.5>7 : 0.8-И.5, като в шихтата се осигурява съдържание на Zn и РЬ 20-25%, отношение Ζπ/Pb 2.5-4, съдържание на S_o6 до 6%, съдържание на Си до 2%, шлаков модул 0.3: 0.6 и съдържание на въглерод до 10%.

Количеството на прахообразния въглеродосъдържащ редуктор, подаван при гранулирането на шихтата, е до 70% от общото количество редуктор, необходим за велцоването.

При етапа гранулиране на цинксъдържащата шихта с прахообразния редуктор и активатора се получават гранули с размери 1-30 мм в диаметър.

Дозирането на гранулирания материал и твърдия редуктор при подаването им в тръбната въртяща се пещ се извършва автоматично чрез предварително зададена пропорция гранулирана шихта : твърд редуктор = 3:1, а поддържането на тази пропорция се извършва посредством изменение количеството твърд редуктор в зависимост от количеството постъпваща гранулирана шихта.

Подаваният кислород в тръбната въртяща се пещ е 3-12 м³/тон преработвана шихта, а подаваният кислород в тръбната пещ при термична обработка на металните окиси е с разход 5-12 м³/тон окиси.

При двустепенното филтриране на пещните газове запрашеността на изходящия газов поток след първа степен е до 350 мг/нм³, а след втората степен - под 10 мг/нм³.

Пещните газове от тръбната пещ се охлаждат и преминават през филтърно съоръжение, като уловените в него метални окиси се подлагат на

допълнително извличане на Zn и Cd и очистване от CI . а изведените от разтоварващата част на тръбната пещ метални окиси се подлагат на хидрометалургично преработване.Запрашеността на газовия поток след филтрация на пещните газове от тръбната пещ за метални окиси е 4-8 мг/нм³.

Предимствата на метода за преработване на цинксъдържащи материали съгласно изобретението са:

* Наличието на редуктор и калцийсъдържащ матерна/' в гранулираната шихта в съчетание с подаването на набогатен на кислород въздух при провеждането на велц-процеса води от една страна до снижение разхода на твърд редуктор и възможност за използване на по-евтин ситнозърнест редуктор, намаляване настелообразуването и многократно удължаване (3-4 пъти) кампанията на огнеупорната зидария на пещта, а от друга - до повишаване на химическата активност на цинка и оловото, вследствие на което се повишава степента на извличане на металите от преработваните материали до метални окиси.

* Методът съгласно изобретението е приложим за преработване на различни видове цинксъдържащи материали - полупродукти от металургичното производство и вторични суровини: цинков кек, оловни шлаки, настели, дроси от електролитно производство на Zn, кобалтови кекове, медно-цинкови окиси, окисни цинкови руди, синтерован продукт от производство на бои на цинкова основа. Оптималното съчетание и дозиране на различните видове цинксъдържащи материали осигурява: по-надеждно смесване на компонентите на шихтата с избягване на специално съоръжение за смесване (прилага се едновременно смесване и гранулиране); получаване на гранули с необходимата якост без да се прилага сушене и пресяване за разделяне по фракции. Това води до опростяване на технологичната схема и икономия на енергия.

* При двустепенното филтруване на пещните газове запрашеността за изходящия в атмосферата газов поток е много ниска (под 8-10 мг/нм³). Това предимство е свързано и с опазването на околната среда.

* Използването на набогатен на кислород въздух при термообработката на металните окиси в тръбната пещ интензифицира процеса, подобрява качеството на продукта и води до по-нисък разход на енергия и топливо.

ПРИМЕРНО ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

По-конкретно изобретението се илюстрира със следния пример:

Параметрите за формиране на работна шихта за велцоване са определени на база на практиката и са:

съдържание на Zn и РЬ	20-25%;
отношение Zn/Pb	2.5-4 ;
съдържание на S_o6	до 6%;
съдържание на Си	до 2%;
шлаков модул	о.з-о.б;
съдържание на С	до 10%.

По тези параметри се подготвя работна шихта със състав в %:

Zn -17.51; Pb - 5.14; S_ob - 5.75: Fe -13.51; СаО - 3.05; MgO - 0.75; SiO₂ - 8.33; Cu- 1.59; C- 9.49; при шихтоване на 35 тегл. единици цинксъдържащ материал (30 ед. цинков кек, 4 единици синтерован продукт от производство на бои на цинкова основа и 1 единица медно-цинкови окиси) със 10 тегл. единици прахообразен редуктор и 3 тегл. единици активатор - калцийсъдържащ материал, което дава съотношение цинксъдържаща шихта : редуктор : активатор = 11.7 : 3.3 : 1, при теза шихтата се характеризира със: Zn+Pb 22.65%, Zn/Pb 3.48, шлаков модул 0.56.

Така получената шихта се подава в гранулационен барабан за смесване и гранулиране.

Получените гранули с размер в диаметър 1-15 мм и влажност 18%„ и твърдият редуктор се подават чрез програмирани електронни везни във велцпещ, като съотношението гран. шихта : твърд редуктор е 3 : 1 и се регулира чрез промяна на количеството на подавания редуктор в зависимост от постъпващата цинксъдържаща шихта. Общото количество твърд редуктор е

28% от преработвания материал. Материалите се третират в пещта около 150 мин при температура 1300°С, при което в долния край на пещта се подава кислород в количество 6 м³/'т преработваема шихта. Изходящите газове, съдържащи Zn, Pb и Cd, се охлаждат, преминават през двустепенно очистване във филтри с импулсна продувка на тъканта. Излизащите в атмосферата газове съдържат 8 мг/нм³ прах, а уловените прахове са със съдържание в %: Zn - 55; Pb - 7.0; S_ob - 4.6; Fe -1.5; Cd - 0.8; Cl - 0.2; C -1.2; F - 0.02. Клинкерът се отвежда от долния край на пещта със съдържание в %: Zn - 0.5; Pb 0.1; Cu - 2.0 и С - 20, подлага се на гранулиране с оборотна вода и отива на сепарация за отделяне _г на коксика. Неизпържените велц-окиси се гранулират с вода в чашков гранулатор до размери на гранулите 2-6 мм в диаметър и влажност 13.5%, след което се подлагат на окислително пържене в тръбна пещ. В тръбната пещ се подава кислород в количество 8 м³/т окиси. Изведените изпържени велц-окиси са със съдържание в %: Zn - 59; Pb - 18; S_o6 - 2.5; Fe³⁺ - 0.03; Cd - 0.2; Cl - 0.1 и отиват За хидрометалургична преработка.а пещните газове се охлаждат, преминават през филтърно съоръжение и уловените метални окиси се подлагат на допълнително извличане на Zn и Cd, и очистване от CI, като изходящите в атмосферата газове са със запрашеност 6 мг/нм³. Степента на извличане на цинка е 96%.

Claims

1. Метод за преработване на цинксъдържащи материали, включващ шихтоването им с прахообразен твърд въглеродсъдържащ редуктор и активатор-калцийсъдържащ материал, смесване и гранулиране на шихтата, дозиране и подаване на гранулите и останалото необходимо за процеса количество едрозърнест твърд редуктор в тръбна въртяща се пещ, велцоване, охлаждане и филтруване на пещните газове, отвеждане на получения клинкер, характеризиращ се с това, че смесването на шихтата и гранулирането й се провеждат едновременно и получените гранули с влажност 16-18% се подават директно непрекъснато в тръбната въртяща се пещ, като процесът на велцоване се провежда с набогатен на кислород въздух, който се подава в противоток на преработвания материал, а филтруването на пещните газове се извършва двустепенно и уловените във филтрите неизпържени метални окиси се гранулират до размер на гранулите 2-6 мм и влажност 13.5-16%, след което се термообработват в тръбна пещ в присъствие на набогатен на кислород въздух, а отведеният от тръбната въртяща се пещ клинкер се подлага на гранулиране и сепариране за отделяне на коксика.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че съотношението на компонентите в шихтата за гранулиране е цинксъдържащ материал прахообразен въглеродосъдържащ редуктор активаторкалцийсъдържащо вещество = 8-12 : 2.5-7 : 0.8-1.5, като в шихтата се осигурява съдържание на Zn + Pb 20-25%, отношение Zn/Pb 2.5-4, съдържание на S_o6 до 6%, съдържание на Си до 2%, шлаков модул 0.3-0.6 и съдържание на въглерод до 10%.

3. Метод съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че количеството на прахообразния въглеродсъдържащ редуктор, подаван при гранулирането, е до 70% от общото количество редуктор, необходим за велцоването.

4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че гранулите, които се подават за велцоване, са с размери 1-30 мм в диаметър.

5. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че дозирането на гранулирания материал и твърдия редуктор при подаването им в тръбните пещи се извършва автоматично чрез предварително зададена пропорция: гранулирана шихта : твърд редуктор = 3:1, а поддържането на тази пропорция се извършва посредством изменение на количеството твърд редуктор в Зависимост от количеството постъпваща цинксъдържаща шихта.

6. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че количеството на подавания кислород в тръбната въртяща се пещ е 3-12 м³/т преработваема шихта.

7. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че при двустепенното филтриране на пещните газове запрашеността на изходящия газов поток след първата степен е до 350 мг/нм³, а след втората степен - под 10 мг/нм³.

8. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че при термична обработка на металните окиси в тръбната пещ количеството подаван кислород е 5-12 м³/т окиси.

9. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че изведените от разтоварващата част на тръбната пещ изпържени метални окиси се подлагат на хидрометалургична преработка, а пещните газове от тръбната пещ се охлаждат и преминават през филтърно съоръжение, като уловените в него метални окиси се подлагат на допълнително извличане на Zn и Cd и очистване от хлор.

10. Метод съгласно претенции 1 и 9, характеризиращ се с това, че запрашеността на пещните газове след тръбната пещ за метални окиси е 4-8 мг/нм³.