Способ удаления настылей в металлургических печах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Г 27 0 ВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДА ПО ДЕЛ ИСАНИЕ ИЗ Е(54)(57 Х, ии й включающ топлива и ся, тем, ч юл.13ыкбаев, И. С. Бага ена Ленин и свинцов Ленина ния проце ление наст н и клинкераотношении20-30% от(71) Усть- Ка мордена Октябрцинковый комб(56) 1, Авторс387198, кл.2. Авторско622859, кл. горскии ордой Революцит им. В. И.,БО 1084575 А ПОСОБ УДАЛЕНИЯ ЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХоплавление их приподачей флюсов, отл с целью удешевления са удаления настыле лей ведут смесью шла свинецсодержащих м вельцевания при масс их 1: (0,6-0,9) и расхо массы настыли. ичающии и ускореоплав ка элект териалов овом со де смесиИзобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано дляплавки и удаления настылей в печах.Известен способ удаления настылейв металлургических печах оплавлением ихс подачей флюсов, которое проводят газокислородной горелкой в присутствии флюсов-доломита, известняка, плавикового шпата, песчаника в соотношении ЯО.СаО =0,4 - 0,5 и добавкой + 10 - 20 О/о соды отвеса флюсов 1,Недостатком данного способа является большой расход газа, кислорода и флюсов, а также расход дорогостоящего реагента - соды, кроме того, плавка требуетзначительных затрат.Наиболее близким к предлагаемому является способ удаления настылей в металлургических печах, включающий оплавление их при сжигании топлива с подачейфлюсов, которое осуществляется за счетсжигания топлива (природный газ, мазутили пылеуголь) при поддержании температуры настыли 1300-1500 С с подачей аэросмеси, состоящей из песка (ЯО) и воздуха 2.Недостатками известного способа являются низкая скорость плавления настылей и удорожание процесса плавки за счетналичия специальной установки для подготовки аэросмеси.Цель изобретения - удешевление и ускорение процесса удаления настылей.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу удаления настылей в металлургических печах, включающему оплавление их при сжигании топлива и с подачейфлюсов, оплавление настылей ведут смесьюшлака электроплавки свинецсодержащихматериалов и клинкера вельцевания примассовом соотношении их 1:(0,6-0,9) и расходе смеси 20-30% от массы настыли.В качестве шлака электроплавки свинецсодержащих материалов используют шлакпечи обезмеживания чернового свинца,шлаки от электроплавки свинцовых пылейшликеров и т.д.Клинкер от вельцевания цинковых кековили шлаков содержит, мас"./о, углерод до20, железо металлическое до 15 и окисное(ГеО) до 20, кремнезем ЯО до 20.При производстве свинца, цинка, меди,олова пирометаллургическим способом образуются настыли, содержащие 20-40/Осульфида цинка (Хп 5), имеющие температуру плавления выше 1600 С.При плавлении указанных настылей .вприсутствии смеси, состоящей из шлакаэлектроплавки свинецсодержащих материалов и клинкера от вельцевания, тугоплавкий сульфид цинка (ГеЬ) взаимодействуетс металлическим железом клинкера по известной реакции ХпЬ+ Ге = Хп+ Ге 5. Частьзакиси железа (ГеО) шлака и клинкера образует с сульфидом железа (Ге 5) легкоплав кую эвтектику (ГеО - ГеЬ), имеющуютемпературу плавления 950 С, а часть вступает в реакцию с кремнеземом клинкера,образует легкоплавкую эвтектику (2 ГеОЯО) с температурой плавления 1180 С.Кроме того, сульфид свинца (РЬЬ), содержащийся в настыле, взаимодействуетс окисью натрия (1 Ма О), содержащей вшлаке электроплавки свинецсодержащихматериалов по известной реакции ЗРЬЯ+10 +2 МаО =ЗРЬ+2 Ма +ЯО.Свежевыделенный сульфид натрия Ха Явзаимодействует с сульфидом цинка в настыли, образует легкоплавкую эвтетику(2 ХпЯ Ха,8) с температурой плавления870 С и переходит в расплыв.Таким образом, происходит химическоерастворение настылей. Поэтому загрузкасмеси, состоящей из шлака электроплавкисвинецсодержащих материалов и клинкераот вельцевания цинковых кеков или шлаковоказывается более эффективной, чем загрузка одного песка с воздухом, так какпозволяет быстрее проплавить настыль впечи за счет химического ее растворенияи образования легкоплавких эвтетик. Кроме того, при использовании смеси, состоя 25 щей из шлака и клинкера, дополнительноиз них извлекаются свинец, медь, цинк иблагородные металлы.Плавку настылей с песком и смесью,состоящую из шлака электроплавки свинецсодержащих материалов и клинкера отвельцевания, проводят в шамотных тиглях в электрической печи при 1300 С в течение 60 мин. После плавления настыли,которое определяют по перемещению фиксированного штока, массу из тигля выливают и охлаждают, По изменению геометрических размеров настыли в процессе плавки и продолжительности опыта определяютскорость плавки настыли,В опытах используют настыль шахтнойпечи, имеющую следующий химический4 О состав, /,: цинк 23,2; свинец 11,0; железо 22,8; медь 3,4; сера - 18,8; окись кальция 4,4; двуокись кремния 7,8.Фазовый, минералогический анализнастыли показывает, что она состоит изследующих фаз: сфалерит (ХпЯ), борнит45 (Сп,Ге 5), галенит (РЬо), пирит (ГеЯ),магнетит (Ге 041, причем тугоплавкой фазы (УпЯ содержится 27,5 О/Шлак электроплавки печи непрерывно.го обезмеживания состава, имеет следую 50щий химический состав, о/о, цинк 2,5, свинец 3,8; медь 2,8; окись кальция 11,0; закись железа 27,5; двуокись кремния 19,4и окись натрия 6,3.Клинкер от вельцевания цинковых кеков, состава, о/о; цинк 1,4; свинец 0,3; медь2,1; железо 29,6 (в том числе железо металлическое 13,1), углерод 19,1; окись кальция 6,4; двуокись кремния 18,8; золото 4,2 г/т,серебро 64,4 г/т.1084575 25 35,2 141 Прототип 16,5 110 20,4 76 19,5 60 18,3 67 19,2 78 26,4 88 30,0 89 40,0 88 46,5 10 90 49,0 12 50,4 89 13 40,2 76 Результаты опытов приведены в таблице, из которой видно, что максимальная скорость плавления настыли при одинаковой продолжительности (60 мин) и температуре (1300 С) получены в опытах7, 8,9, 11 и 12 составит от 1,28 до 1,36 мм/мин; т.е, смесью шлака с клинкером при весовом отношении шлака к клинкеру 1:(0,6- 0,9) и расходе смеси 20-30% от веса настыли.При этом скорость плавления настыли в 2,8-3,0 раза больше, чем при плавке по прототипу. Уменьшение расхода смеси шлака и клинкера менее 20% от веса настыли (опыты1 - 5) нецелесообразно, так как ее недостаточно для химического растворения и поэтому скорость плавления низкая, а увеличение расхода смеси более 30% от веса настыли (опыт10) не приводит к существенному увеличению скорости плавления. Весовое отношение шлак/клинкер приоптимальной загрузке смеси (20-30% от 135,4 130, 0122,1 128,2 132,2 149,9 160,1 154,5162,1 150,3168,0134,2 веса настыли) также влияет на скоростьплавления настыли,Уменьшение отношения шлак/клинкердо 1:0,5 (опыт6) и увеличение его до1:1 (опыт3) также не дает существенного увеличения скорости плавления настыли, так как расплав после плавки получается вязким. Выпуск такого расплава изпечи связан с увеличением продоЛжительности плавки и поэтому скорость плавки10 настыли существенно не увеличилась.Предлагаемый способ удаления настылей по сравнению с прототипом позволяетудешевить процесс путем исключения специальных устройств для подготовки аэросмеси и ускорить процесс плавки настылейв 2,8-3,0 раза, при этом дополнительно извлекать цветные металлы (свинец, медь,серебро, золото), содержащиеся в шлакахэлектроплавки свинецсодержащих материалов и клинкере, в извлекаемый металл из20 печи.Ожидаемый экономический эффект отприменения предлагаемого способа удаления настылей по сравнению с базовым составит 0,76 руб, на 1 т цинка.1084575 Продолжение таблицы Скоростьплавления настыли,мм/мин 44,0 68,2 0,45 Прототип 38,1 19,0 1:0,5 0,62 15 66,0 34,0 1:О,б 1:0,8 0,76 56,0 30,0 0,85 47,2 23,0 0,64 15 12,4 6,0 1:0,9 1,08 15 35,0 18,0 1:0,5 0,94 20 1:0,6 20,0 12,0 1,28 20 21,0 10,0 1:0,6 1:0,6 1:0,6 1,32 20,8 10,0 30 1,30 18,0 38,1 10 35 1,14 5,0 1,34 8,2 1:0,8 30 1:0,9 12,1 1,36 12 30 10 13 30 21 1, 10 Составитель А. Федоров Редактор Н. Ковалева Техред И. Верес Корректор В. Гирияк За к аз 1971/33 Тираж 578 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