Способ переработки цинксодержащего сырья

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистических Республик-. Пв аелак нзевретеннвн еткрытнй(72) Авторы изобретения Специальное конструкторское бюрс тяжелых цветных. металлов при ИнститутеГинцветмет"(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ1Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к электротермическому способуизвлечения цинка из цинксодержащегосырья,Известен способ электротермичес 5кой переработки цинксодержащегосырья, включающий загрузку шихты,состоящей из агломерата и кокса вколичестве, превышающем теоретическую потребность в три раза, в вертикальную электропечь, нагрев с помощью электрического тока с получениемцинка в возгонах и огарка 1.11.Недостатками этого способа являются высокий расход кокса, повышенноесодержание цинка в огарке, ограничение по содержанию меди в исходном сырье.Это обусловлено тем, что.образование легкоплавких соединений (штейна) приводит к спеканию столба шихты,Наиболее Ьлизким по техническойсущности является способ переработки 2цинксодержащего сырья, выбранный в качестве прототипа, включающий загрузку шихты из агломерата и кокса на поверхность ванны электротермического. агрегата с получением откосов, плавку шихты, возгонку с последующей конденсацией цинка 2. Этот способ позволяет перерабатывать сырье с повышенным содер" жанием меди,при этом получают штейн и шлак, периодически выпускаемые из печи, жидкий цинк и газообразные продукты, содержащие СО.Основными недостатками существующего спосоЬа извлечения цинка при плавке агломерата в электропечи яв ляются повышенное содержание цинка в шлаках (до 5-7) и невысокая производительность процесса, обусловленные ограниченностью поверхности контакта агломерата и кокса в откосах, и низкой скоростью нагрева откосов до температуры реакции восста. новления и плавления при теплопередаче от жидкой ванны.2386 4 5 О 15 20 25 ЭО 35 ао 45 50 3 100Цель изобретения - увеличение извлечения цинка, повышение производительности процесса и комплексности использования сырья.Поставленная цель достигается тем, что в способе электротермической переработки цинксодержащего сырья, включающем загрузку шихты на поверхность ванны с получением откосов, плавку ее и возгонку с последующей конденсацией цинка, в соответствии с изобретением, плавку ведут при непрерывной подаче в основание откосов восстановительных газов с темпе,ратурой 1100- 500 С при расходе их 50-150 нм на тонну шихты.Другим отличием является то,что в качестве восстановительных газов используют отходящие после конденсации газы, содержащие 90-1001 окиси углерода. Способ осуществляется следующим образом.пихту, состоящую иэ агломерата и кокса загружают через свод электро- термической печи на поверхность расплавленной ванны с образованием откосов вдоль стен, Энергия в печь подается через электроды в слой шлака. В основание откосов непрерывно подают восстановительные газы с температурой 1100-1500 ОС. Нагрев газов может Ьыть осуществлен либо путем предварительного подогрева, например, в кауперах или дуговым разрядом, либо путем предварительной подачи газа в слой шлака под откосы. Газы в основание откосов подают равномерно распределенно по всей длине с расходом 50-150 нм ,на тонну загружае мой шихты. В качестве восстановительных газов могут Ьыть использованы газы с содержанием СО не менее 904, например, отходящие после конденсации цинка газы.Так как возгонка цинка происходит в высоковосстановительной среде, и пары цинка конденсируются за печью в жидкий металл, то для увеличения прямого извлечения цинка концентрация рециркулирующего газа должна быть не ниже 904 СО, В случае понижения концентрации рециркулирующего газа ниже 904 СО возможен процесс обратного окисления паров цинка на выходе иэ печи с образованием трассы, что снижает прямое извлечение цинка. Гсли удельный расход восстановительного газа Ьудет меньше, чем 50 нм на тонну шихты, то этот гаэ вызывает незначительное повышение извлечения цинка, а если будет больше 150 нмна тонну шихть то возникает высокая скорость прохождения газа в откосах, которая вызывает повышенный пылевннос.Температура газов при указанных расходах должна находиться в пределах 1100-1500 С, так как при Ьолее низких температурах замедляется возгонка цинка , а при температурах выше 1500 ОС процесс плавления агломе= рата опережает процесс восстановления и возгонки цинка, что также снижает извлечение его в жидкий металл.П р и м е р 1, Предварительно прокаленная во вращающейся барабанной печи шихта, состоящая из 80 агломерата ( содержащего 59,11 Еп,7,57 Ре, 1.,5-2 7;ь Сц 1 5 -34 5 до 0 9 РЬ;4 5102),44 флюсов (СаО),163 кокса (содержащего 154 золы) при температуре 700 С загружается в электро- . печь мощностью до 3 мВт, с напряжением 156 В (на электродах) с производительностью 48 т шихты в сутки по загрузке. При этом в конденсаторе за печью было получено 19,5 т в сутки цинка с извлечением Еп 861, а в шлаке и штейне содержалось 4-7,51 2 п и около 500 нм в час газов с содержанием 954 СО, Расход электроэнергии составил 3540 квт.ч. на тонну чушкового цинка. Когда по предложенному способу загрузили в печь до 57 т в сутки шихты состоящей из агломерата, флюсов того же состава и 10 кокса с той же зольностью, при той же температуре, и подали по всей длине в основания откосов 150 нм в час отходящего иэ конденсатора компремированного газа, содержащего, 95 СО с температурой 1100 С, то при той же мощности электропечи было получено 26,8 т в сутки жидкого цинка в конденсаторе, при содержании цинка в шлаке и штейне 1,5-2,5 .Результаты испытаний сведены в табл. 1. П р и м е р 2 . Для определения оптимальных интервалов расхода и температуры восстановительных газов были проведены испытания на той же шихте в аналогичных примеру 1 условиях002386 6тельность по загрузке шихты на 20254, снизить расход кокса на 10-20,наладить вторичное использованиеотходящих йосле конденсации цинка5 восстановительных газов. 5 1 при изменяющихся значениях расхоДа и температуры газов.Результаты опытов представлены в табл. 2.Как следует из табл. 1 и 2, предложенный способ позволяет повысить прямое извлечение цинка на 5,0-5,81, снизить содержание цинка в шлаке на 1,5-1,511 увеличить проиэводиОжидаемый экономический эффект от внедрения способа на одной печи составит 600 тыс. руб. в год. Таблица 1 кие показатели и ТехнологичесЙаименовасов роцесФПро- иза ее СоСодержаниецинкав шладержание процессавоние кокке иштейне,са шихте,шихты,т/су 86 ч 8 16 Предложенныйспособ переработки тогоже сырья 2 0 92 5 57 13 Т а б л и ц о 2Температура восстанов, газов,ф С Показатели РасходвосстановительИзвлечение Содержание2 п, 4 Еп в шлаке,Производительность по загрузке шихты, т/сут ных газов нм /т ших 95 ,5 150 150 1000 92,5 92,6 92,8 1100 1300 56,857,150 150 150 6,5 5,5 17 300 Известныйспособ переработки цинксодержащегосырья (прототип) Прямое извлечение цинка в жидкий ме талл Д дительиостпозагрузке1002386 8Продолжение табл, 2 Расходвосста Температуравосстанов.газов, С Показатели Извлечение Содержание Е), ф 2 п в шлаке,Ф Производительность по загрузке шихты, т/сут новительных газов3 нм lт шихты 1 м 130092,392,583 1300 1300 2,4 100 6,2 170 Составитель А. КальницкийРедактор Н. Коляда Техрвд А,Дч Корректор А, ференц Заказ 1732/11 Тираж 625 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Формула изобретения1, Способ переработки цинксодер жащего сырья, включающий загрузку ших ты на поверхность ванны электротермического агрегата с получением откосов, плавку ее и возгонку с последующей конденсацией цинка, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения извлечения цинка, повыше ния производительности процесса и комплексности использования сырья, плавку ведут при непрерывной подаче в основание откосов восстановительных газов с температурой 1100-1500 фС при расходе их 50-150 нм на тоннузо шихты. Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с .я тем, что в качестве восста новительных газов используют отходящие после конденсации цинка газы, содержащие 90-1004 окиси углерода. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Накерник И. М. Электротермияв металлургии меди, Свинца, цинка,И., "Металлургия", 1971. с. 183-186.2. Лакерник М. И. Электротермияв металлургии меди, свинца, цинка,М., "Металлургия". 1971, с, 195-198,204-209.