Шихта для переработки цинксодержащих материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХИЦЮИЙЮЕПВРЕО 1 УБЛИК ае о д) С 22 В 19/04 ГОСУДАРСПО ДЕЛ ННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЬПЮ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИ 1 КТВЪСТВ У АВТОРСКОМ(54) (57) ШИХТА ДЛЯ СОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛО чающая углеродистьй окись кальция, аелез цинксодериащий матер ч а ю щ а я с я теи повышения извлечения благородных металлов расхода восстановит в качестве аелезосод ла она содераит клин при следующем соотн тов, иас. Х:Углеродистый восстановительОкись кальцияКлинкер вельцеванияЦинксодерзащийматериал ЦИКК-,вклюель 3-1 видетельство СССР2 В 19/38, 1977. Остальн(71) Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт цветных металлов(56) 1. Ярыгин В.И. и др"Пути стабилизации технологических реанмовэлектроплавки окисленного цинксодераащего сырья". Сб. трудов ВНИИцветмет, Усть-Каменогорск, 1976, В 26,с. 18-25.2Авторское сУ 622860, кл. С 2 ПЕРЕРАБОТКИВ ПЛАВКОЙ,восстановитосодеркащий ииалы, отли, что, с цельюцинка, меди ии сокращенияеля при плавке,ерщащего матернакер вельцеванияошеиии компонен 1097697Изобретение относится к цветнойметаллургии, в частности, к способампереработки цинксодержащих материалов,Известна шихта, содержащая цинковый продукт, окись кальция, углерод-содержащий восстановитель и медьсо- держащий полупродукт. В качествемедьсодержащего полупродукта используется конвертерный шлак второго периода или грубая коивертернаяпыль 11 .Использование шихты такого состава приводит к тому, что задалживается медь в цинковом производстве и 15значительная часть вводимой меди (до30-40 %) теряется со шпаками цинковойплавки.Наиболее близкой по составу кпредлагаемой является шихта для пе- ореработки цинксодержащих материалов,включающая углеродсодержащий восстановитель, окись кальция, цинксодержащий материал и зернистое металлическое железо 2,Основными недостатками шихты такого состава являются:высокий расход углеродсодержащеговосстановителя (10-30%);наличие составляющей в шихте (зер- ЗОнистое металлическоежелезо, требующей специальной подготовйтельнойоперации;низкое извлечение меДи и благородных металлов при переработке шихты. ЗЦель изобретения - повышениеизвлечения цинка, меди и благородныхметаллов и сокращение расхода восстановителя при плавке.Поставленная цель достигается тем, 40. что шихта для переработки цинксодержащих материалов плавкой, включающая углеродистый восстановитель,окись кальция, железосодержащий ицинксодержащий материалы, в качестве 45железосодержащего материала содержитклинкер вельцевания при следующемсоотношении компонентов, вес. %:Углеродистыйвосстановитель 5-950Окись кальция 2-6Клинкер вельцевания 3-10Цинксодержащийматериал ОстальноеЙлавку шихты осуществляют, преимущественно, в электротермических печах,Компоненты шихты подвергают механическому смешиванию, а затем предварительному нагреву во вращающейсяпечи, в атмосфере близкой к нейтральной, Горячую шихту загружают в электропечь на поверхность шлакового расплава. Загрузку клинкера возможновести и непосредственно в электропечьбеэ смешения его с другими компонентами шихты и подогрева,Температуру расплавленного шлакаподдерживают на уровне 1250-1400 С.оЗа счет взаимодействия оксида цинкас восстановителем образуются парыцинка, поступающие в конденсатор, вкотором получают расплавленный цинк,Основная часть цинка восстанавливается из твердой шихты. Элементы вмещающей породы расплавляются и образуют шлак; Часть восстановленного железа и медь в сочетании с имеющейсясерой образуют штейновую фазу. Имеющийся в шихте клинкер обесцинковывает и обедняет шлак по меди и благородным металлам, коллектирует цветные металлы, препятствует образованию и разрушает оксидно-суль иднуюфазу, стабилизирует процесс плавкишихты и конденсации цинка.Клинкер от вельцевания кеков илираймовки - отход цинкового производства. Клинкер содержит благородныеметаллы, 1-3 % меди, около 1 % цинка,небольшие количества свинца, кадмия.В состав клинкера входит 10-30 % зележа и 15-30 % углерода. Как показалипроведенные структурно-фазовые исследования, около половины железа вклинкере представлено в металлическомили вторично окисленном и легко восстановимом состоянии, Железо и коксв клинкере сцементированы силикатным стеклом, содержащим тонкую вкрапленность железа и сульфидов меди ижелеза. Клинкер является тугоплавкимпродуктом из-за высокого содержанияв нем кокса и железа. Наличие коксаопределяет низкий удельный вес клинкера 2,6-2,9 г/см, а удельный веспромышленных жидких шлаков лежит впределах 2,9-3,5 г/см, в связи с чемклинкер в жидком шлаке не тонет,При поступлении клинкера в печь, содержащееся в нем окисленное железо легко восстанавливается углеродом.По мере расходования углерода клинкера на восстановительные процессы происходит плавление сульфидов и сиИспользование предлагаемой шихтыпозволяет:снизить расход кокса с 12-16до 5-9 Х; 3 10976 ликатных фаз, Высвобождающееся железо начинает погружаться в шлаковый расплав. Металлическое железо пронизывает шлаковую ванну, при этом протекают основные реакции: 5(Кп О),+Ре, гпту+(Рео)(2)Протекание реакций (1) и (2) в объеме шлакового расплава предотвращает образование промежуточного слоя 10 штейна с высоким содержанием сульфида цинка и поддерживает необходимое количество закиси железа в шлаке.Это исключает возможность бурного протекания реакции (1) при накопле нии критической массы и подъеме температуры на границе шлак-штейн, т.е. исключается вскипание ванны 1 стабилизируется состав шлака и его элект. - ропроводность. Использование предпоч- О 1 гительно фракции клинкера 25+5 мм позволяет уменьшить количество пустой породы, поступающей с клинкером.Образующийся в процессе взаимодействия сульфида цинка с железом 25 сульфид железа в шлаковой ванне является коллектором мелкой взвеси сульфидов меди и металлической меди, так как при их взаимодействии происходит укрупнение в. веси до капель медного штейна, активность меди в которых ниже, чем активность меди во взвеси сульфида меди и металлической меди, что способствует обеднению шлака по меди. Плавки шихты проводят на промышленной руднотермической печи мощностью 3,5 мВт с напряжением на электродах 140.В. Площадь пода печи 26,7 кв. м, Температура шлаковой ванны 1350-1450 С. Давление под сводом печи 4-6 мм вод.ст.В качестве цинксодержащего материала испльзуют цинковый агломерат, .содержащий, Х: 5 1,9 Еп, 9,24 Ре, 0,86 Си, 1,65 РЬ, 2,7 Б, 4,0 810, в качестве восстановителя " кокс. В шихту вводят клинкер, полученный при вельцевании раймовки, содер 50 жащий: 0,57 Ж 2 п, 17,1 Х Ре,2,43 Х Сп, 24,6 7. С, 3,0 г/т Ац,400 г/т Ая.,Крупность клинкера составляет 25+5 мм.Проплавляют шихты следующих составов:П р и м е р 1. Шихта включает, вес. 7: 97 4Кокс 9,0Окись кальция 2,0Клинкер 3,0Агломерат 86,0П р и м е р Й. Шихта содержит, вес. Х:Кокс 5,0Окись кальция 6,0Клинкер 10,0Агломерат 79,0П р и м е р 3. Шихта содержит, вес, Х:Кокс 8,0Окись кальция 4,0Клинкер 7,0Агломерат 81,0П р и м е р 4. Шихта без добавки клинкера (принята как аналог при расчете экономического эФфекта), содержащая, вес. 3:Кокс 14Окись кальция. 6Агломерат 80 П р и м е р 5. Известная шихта,Продуктами плавки являются металлический цинк, шлак и штейнРезультаты промьвпленных плавок представлены в таблице.Как видно из таблицы, добавка клинкера обеспечивает повышение техникоэкономических показателей процесса плавки.При переработке шихты, содержащей меньше 3 Х клинкера, не достигается повышения извлечения цинка, меди и благородных металлов и снижения рас" хода восстановителя. Если в шихту вводить больше 10 Х клинкера, то происходит раэубоживание шихты по цинку, увеличивается расход электроэнергии на 1 т цинка, увеличивается выход шлака, что снижает извлечение цинка.Кроме того, расход углеродистого восстановителя в такой шихте ниже 5 вес. Ж резко снижает скорость восстановления цинка. Увеличение расхода кокса выше 9 вес. Х может приводить к образованию избытка кокса . на поверхности ванны и перераспределению тока между электродами, что и отмечается в определенных условиях при переработке шихты без клинкера (шихта 4).1097697 бповысить извлечение меди на 3"4,благородных металлов на 3-4 Х;уменьшить эксплуатационные затраты (расход электроэнергии на50 - 100 кВт. ч на тонну цинка с 3700 до 3600-3650 кВт. ч,увеличить производительностьна 103). снизить содержание цинка в шлаке-с 6-7 до 3,5-4,7 Х, в штейне - с 6-8до 3-5 Х;повысить степень конденсации на1,5-2 Х и прямой выход цинка на1,3-1,8 й с 85,2-86,2 до 86,5-88 Х;.повысить извлечение цинка на 0,8 Йс 96,0 до 96,8 Ж; Показатели, 7 Шихта по примеруХ 11 1 2 3 4 5 14 1 О Расход коксаРасход клинкера 10 Расход мелкозернистогожелеза 3,9 Содержание цинка в шлаке 4,7 4,8 6,2 3,5 в штейне 5,1 5,2 4,2 3,8 96,2 96,2 96,8 96,5 96,0 Извлечение цинка 90,2 88,3 92,0 92,3 меди Извлечение благородныхметаллов золота 88,1 89,3 87,3 85,0 89,2 80,9 84,3 84,7 85,1 82,5 серебра Расход электроэнергии, кВт/т цинка 3670 3650 3600 3750 3700 Составитель А.КальницкийРедактор П.Макаревич Техред А. Бабинец Коррктр А Зимокосов Заказ 4160/25 Тираж 603 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5