Способ переработки цинксодержащих материалов вельцеванием

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(и 1990844еФ РМ К з С 22 В 19/38 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(23) Приоритет -Опубликовано 23,0183. Бюллетень йо 3 33) УДК 669.531. . 472. 5 (088.8 ) Дата опубликования описания 230183 Г.,Н.Бездежский, В.С.Чиркова, Л,А.шестакова и С.11.Датков4Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт металлургическойтеплотехники цветной металлургии и огнеупоров(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖЫЦИХ МАТЕРИАЛОВВЕЛЬЦЕВАНИЕМ Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам переработки цинксодержащего сырья вельцеванием.Известен способ перепаботки цинк- содержащих материалов вельцеванием, включающий шихтовку их с коксиком и восстановительный обжиг полученной шихты 1.Однако .известный способ требует высокого расхода дорогостоящего коксика - до 35-55 от веса цинксодержащего сырья, что приводит к удорожанию процесса.Высокий расход коксика связан с тем, что значительная его часть (до 30 ) расходуется на поглощение жидкой Фазы, образующейся в зоне высоких температур, т.е, не участвует не- посредственно в процессе восстановления окислов свинца и цинка до металлов.Известен также способ переработки цинксодержащего сырья вельцеванием, включающий шихтовку их с углем и коксиком и восстановительный обжиг полученной шихты ( 2.Однако известный способ не обеспечивает существенного сокращения коксика, так как уголь выгорает на ранней стадии вельпевания и поэтому не мажет служить поглотителем,жидкой Фазы.5 Цель изобретения - снижение расхода коксика.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу переработки цинксодержащих материалов вельцеванием, включающему шихтовку их с углем и коксиком и восстановительный обжиг полученной шихты, вельцевание ведут с использованием смеси коксика и отработанной тепловой изоляции печей граФитации крупностью 2-10 мм.Кроме того, отработанную тепловуюизоляцию печей граФитации вводят в количестве 1,5-10 от веса шихты.Отработанная тепловая изоляция, 20 .как поглотитель жидкой Фазы, имеетпри вельцевании преимущества перед коксиком, благодаря чему возможна частичная замена коксика в шихте при сохранении производительности печи и качества продуктов на прежнем уровне. Отработанная тепловая изоляций в сравнении с коксиком характеризуется повышенной адсорбциойной способностью к жидкой (расплавленной ) фазе. Это обаясняется тем, что пористость и удельная поверхность частицтепловой изоляции выше, чем у коксика. Адсорбционная способность каменноугольного коксика фракции 0,5-6 ммсоставляет 11,5 мг/г, а у отработанной тепловой изоляции того же фракционного состава 15,4 мг/г. Кроме 5 того, отработанная тепловая изоляция характеризуется также пониженной реакционной способностью по отношению к окислам металлов, кислороду и двуокиси углерода, При 1000 фС 10 реакционная способность сотавляет 0,55-0,8 и 0,9-2,7 смз/г с для тепловой изоляции и коксика соответственно.В связи с отмеченными особенностями 5 тепловая изоляция является весьмаэффективнымзаменителем коксика, в частности той его части, которая идет на впитывание жидкой Фазы.Для использования в шихте вельцпеО чей тепловую изоляцию необходимо классифицировать с отсевом мелочи фракции меньше 2 мм, содержащей минеральные примеси, и крупной фракции более 10 мм. Фракция менее 2 мм в значительной сте 5 пени переходит в возгоны, что затрудняет их дальнейшую гидрометаллурги-. ческую переработку. Что касается верхнего предела по крупности (10 мм ), то он выбирается из условий обеспечивающих хороший контакт шихтовых компонентов и тепловой изоляции. Частицы тепловой изоляции размером менее 10 мм лучше и равномернее распределяются в шихте, они интенсивнее восстанавливают окислы металлов и более З 5 полно поглощают расплавленную часть шихты, вследствие чего процесс вельцевания ускоряется. Кроме того,. установленные пределы по крупности тепловой изоляции гарантируют меньший 40 ее расход. Крупность цинксодержащих компонентов шихты при этом обычно составляет 10-15 мм.При введении в шихту для переработки цинксодержащих материалов от работанной тепловой изоляции печей графитации процесс вельцевания протекает в.следующем режиме.На первой трети длины печи, считая от загрузочного конца (температура до 900 фС ), проходят процессы сушки, нагрева и частичного восстановления окислов металлов. При этом сгорает 8-10 коксика (скорость выгорания 0,35-0,48 кг/м длины печи), что обеспечивает тепловую мощность печи примерно на 3-5%, Незначительная его часть идет на восстановление соединений цинка. Отработаннаятепловая изоляцйя, вследствие малогоее содержания в обрабатываемой массе и пониженной реакционной способности, на этом участке практическине выгорает и не расходуется на восстановление. В реакциоьной зоне(максимальная температура 1300 ОС )развиваются и заканчиваются восстановительные процессы. Их протеканиеобеспечивается в основном коксикомкак в,силу его более высокой реакционной способности, так и по количеству в шихте. Частицы тепловой изоляции тоже участвуют в восстановленииокислов. Однако основная их рользаключается в поглощении жидкой фазы. Это обусловлено более высокойадсобционной способностью частицтепловой изоляции, чем частиц коксика. Важно заметить, что количествовводимой в печь вельцевания отработанной тепловой изоляции находитсяв зависимости от степени ее отработки в процессе графитации. Если реакционная способность отработаннойтепловой изоляции и коксика существенно отличаются, например в 2-3 раза, то возможна только частичнаязамена коксика, расходуемого на впитывание жидкой Фазы. Дальнейшее увеличение содержания тепловой изоляциив шихте ведет к снижению производительности печи, вследствие ухудшениявосстановления окислов металлов, Вслучае, когда реакционные способности отработанной тепловой изоляциии коксика близки, возможна полнаязамена коксика, расходуемого на впитывание жидкой Фазы. П р и м е р.Испытания проводят в печи вельцевания, имеющей длину 5 м и внутренний диаметр 0,8 м.Компонентами шихты служат цинковый кек (вес.%: цинк 21,1; свинец 1,9; кадмий 0,3; медь 3, 3; железо 24,5, сера 6,5 ), коксик (вес.В: углерод 84,6; збла 12,8, летучие 1,2 ) и отработанная тепловая изоляция печей графитации (вес.Ъ: углерод 72,4;зопа 18,8; летучие - отсутствуют ), Перед пода 4 ей в печь тепловую изоляцию классифицируют с отсевом фракции менее 2 мм и более 10 мм. Реакционная способность коксика составляет 0,93 см /г с, а отработанной тепловой изоляции - 0,64 см/г с. Результаты испытаний представлены в таблице.990844 Содержание компонентов в шихте, вес.Ъ Расходкоксика,Ъот весацинковогокека Выход от веса кека, % Опы Содержаниецинка, % Клинке- Возгора нов Отработанная Цинксодержатепловая щий материа изоляция (кек ) Коксик В клин- В возкере гонах 35,1 74,0 60 4 30 2 1 24 66 3 1 26,0 2,0 2 24,0 32,4 74,0 61,2 30,01, 16 66,4 Составитель К.ДьяконовТехред А.Бабинец Корректор О.Билак Редактор Н.Рогулич Заказ 62/38 Тираж 625 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Как видно, при введении в шихту 2 отработанной тепловой изоляции печей графитации Фракции 2-10 мм, расход коксика, отнесенный к весу цинкового кека, по сравнению с конт рольным опытом 1, снижается на2,7 абс,Ъ. При этом видимых отклонений от нормального режима вельцевания не обнаружено: производительность 25 печи (выход возгонов ), качество воэгонов не отличаются от обычных. Применение предлагаемого способапереработки цинксодержащих материалов вельцеванием позволяет исключить иэ процесса ту часть дефицитного -, коксика, которая расходуется на впитывание образующей жидкой фазы. Кроме того, становится возможным использование значительных количеств отходов электродного производства, в частности отработанной тепловой изоляции печей графитации, которые в настоящее время не ути- лизуются.40 Формула изобретения1. Способ переработки цинксодержащих материалов вельцеванием, включающий шихтовку их с углем и коксикоми восстановительный обжиг полученнойшихты, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения расхода коксика, вельцевание ведут с использованием смеси коксика и отработаннойтепловой изоляции. печей графитациикрупностью 2-10 мм,2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю"щ и й с я тем, что отработаннуютепловую изоляцию печей графитациивводят в количестве 1,5-10 от весашихты. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Гудима Н.В., Шейн Я.П, Краткийсправочник по металлургии цветныхметаллов. М Металлургии", 1975,с.328.2. Лакерник М,М., Пахомова Г.Н.Гидрометаллургия цинка и кадмия.М., "Металлургия", 1969, с.398-400.