Шихта для вельцевания

ЮЗ СОВЕТСКИХЦИАЛИСТИЧЕСКИХСПУБЛИК 19) В 19/38 51) САНИЕ ИЗОБРЕТЕСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К М, Бимбасов, , Ш,Е; Ужегов льство СС 9/38, 1980 ескои сущшихта, соты, мас,%: шлак 45-68; ая руда 5 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Заявка франции Ф 2501723,кл. С 22 В 19/34, 1982,Авторское,свидете СРМ 821521, кл, С 22 В 1 Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при пирометаллургической переработке цинксодержащих окисленных материалов,Известные составы шихт для вельцевания цинксодержащих шлаков включают добавки извести и известняка и имеют следующий состав, %: 1, шлак 58, известь 13, твердый углеродистый восстановитель 29; 2 шлак 26, известняк 31, твердый углеродистый восстановитель 43.Указанные составы шихт не позволяют получить клинкер, обладающий вяжущими свойствами, и использовать его как строительный материал, При этом снижается производительность по цинку из-за большого количества перерабатываемого известняка (извести),Наиболее близким по техн ности к предлагаемому являетс держащая следующие компоне легкоплавкий цинксодеркащий высокоосновная цинксодержа(54) ШИХТА ДЛЯ ВЕЛЬЦЕВАНИЯ(57) Использование; пирометаллургическая переработка цинксодержащих окисленных материалов, Сущность: шихта содержит легкоплавкий цинксодержащий шлак, твердый углеродистый восстановитель и в качестве кальцийсодержащего материала хвосты от очистки сточных вод при следующем соотношении компонентов, мас,о: .легкоплавкий цинксодержащий шлак 32 - 46; хвосты от очистки сточн)ых вод 24-40; восстановитель остальное. 2 табл,25; твердый углеродистый восстановитель остальное.Однако в результате вельцевания шихт такого состава получается клинкер, представляющий собой смесь оксидов железа, кальция, кремния, непрореагировавшего каксика.Клинкер, имеющий такой фазовый состав, не обладает вяжущими свойствами. Вяжущие свойства придают двухкальциевый силикат (белит) и трехкальциевый силикат (алит), которые образуются при непосредственном контакте карбоната кальция и кремнезема рудь 1 (шлака) только при 1400-1500 С, а температура, при которой протекает вельцевание (1150 - 1250 С), недостаточна для получения указанных силикатов,Поэтому клинкер, получаемый по известному способу, не может быть использован как цементная добавка при производстве строительных работ и ввиду своей экологической вредности он требует строительства полигонов для захоронения.1731850 Цинк Свинец Железо Кальций Оксид Фторид Оксидалюми- кальция кремнияния Легкоплавкийшлак 1 1;8 2,1 19,8 1 2,4 1,5 005 22 3 Хвосты очисткисточных вод 2,7 3,22 9 Н/об 0,1 2,3 25,2 1,4 9,5 Цинковая пуда 0,2 1 1;8 5,1 Цель изобретения - снижение затрат и защита окружающей среды,Поставленная цель достигается тем, что известная шихта, включающая легкоплавкий цинксодержащий шлак, углеродистый восстановитель и кальцийсодержащий материал, в качестве последнего содержит хвосты от очистки сточных вод при следующем соотношении компонентов, мас.%:Легкоплавкий цинксодержащий шлак 32-46 Хвосты от очистки сточныхвод 28-40 Твердый углеродистыйвосстановитель Остальное Хвосты от очистки сточных вод, например цинкового производства, представляют собой отвальный продукт, который вследствие своей экологической вредности требует утилизации.Характеристика хвостов следующая: состав, мас,%: цинк 5-20; кадмий 0,2-0,5; кальций 15 - 30. (в том числе в форме фторида 0,5-1,2, остальное в виде карбоната); железо 2 - 10; оксид алюминия 2-5; содержание Фракции (-0,074 мм) 100%; запасы - около 90 тыс, т, ежегодное увеличение запасов 5 - 10 тыс. т,Наличие в шихте вельцевания хвостов от очистки сточных вод приводит к следующему.По мере продвижения шихты по длине трубчатой печи от загрузочного конца в сторону разгрузки в зоне температур 720- 750 С фторид кальция и карбонат кальция, содержащиеся в хвостах, вступают во взаимодействие по реакциям7 СаСОз+СаЕ 2 2 в 7 СаСОз СВЕ;7 СВСОз СаЕ 2 - 7 СаО СаЕ 2+7 С 02.При продвижении в процессе вращения печи материала в зону температур 890- 950 С 7 СаО СаЕ 2 реагируют с новыми порциями карбоната кальция хвостов шихты с образованием 4 СаС 017 СаО СаЕ 2, При 975 С указанное новообразование плавится,Легкоплавкий шлак, содержащийся вшихте, в зависимости от состава плавится винтервале температур 1000-1100 С.Контакт в печи расплавленного, содержащего кремнезем (более 20%), шлака с5 расплавленной составляющей хвостов(обеспечивает протекание реакц 0 ии;4 СаСОа 7 СаО Са ха+4 Я 102 лллккэ - , 1 1 СаОхьСаЕ 2 4 РО 2+4 СО 2, В зоне температур 10501100 С полученное соединение разлагается10 на влит (трехкальциевый силикат) и белит (3-двухкальциевый силикат) по реакции11 СаО СаЕ 24 с 7302 - ф З(ЗСаО РО 2)+2 СаОхХЗ 02+Са Е 2.Алит и белит - основные компоненты15 цемента, придающие ему вяжущие свойства. Их доля в цементе 50-90%. Полученныйклинкер близок по составу к цементу(суммаалита и белита 45 - 50%) и обладает вяжущими свойствами.20 Состав предлагаемой шихты определенэкспериментальным путем и обусловленполучением клинкера, обладающего вяжущими свойствами, пригодного для использования в строительных работах, например,25 для производства шлакоблоков, закладкидля горнорудных предприятий,При использовании шихт, имеющих всвоем составе менее 28% хвостов, в клинкере остается свободный оксид кальция, что30 приводит к частичной потере его .вяжущихСВойстВ,При использовании шихт, содержащихболее 40% хвостов, получаемый клинкеримеет более низкие вяжущие свойства,35 склонен к сэморассыпанию, Кроме того, наФутеровке печи не образуется защитная обмазка; предохраняющая футеровку от разрушения.П р и м е р. Проводят вельцевание шихт40 известного и предлагаемого составов навельцпечи длиной 41 м и диаметром 2,6 м1731850 28-40 Таблица 1 Состав шихт для вельцевания дан в табл. 1.В зоне формирования клинкера температура 100 - 115 С. Проводят пирометаллургическую переработку шихт.1 - 6, в которых содержание хвостов изменяется от 25 до 42%, в том числе фторида кальция от 0,03 до 1,46%.Клинкер, полученный в результате пирометаллургической переработки шихт, подвергается испытаниям на определение вяжущих свойств.Клинкер размололи до крупности 0,08 мм(остаток на сите 008 не более 15%), далее для определения прочности на сжатие изготовили балочки размером 40 х 40 х 160 мм из раствора клинкера с песком состава 1;3 по массе (твердеющая смесь) и вода (40% от массы клинкера), Балочки выдерживают в форме под водой в течение 1 сут, Далее их расформовывали и хранили в воде в течение 27 сут, Через 28 сут с момента изготовления испытывали на сжатие с применением гидравлического пресса.Влияние хвостов очистки сточных вод на процесс переработки легкоплавких шлаков дано в табл. 2.Как видно из табл, 2, при работе на шихте 5 качество клинкера как вяжущего снижается (прочность падает с 242 - 307 до 235 кг/см ), и при этом несколько растет доля твердого восстановителя с 26-28 до 30% (табл. 1).Пирометаллургическая переработка с использованием шихты 1 характеризуется снижением прочности клинкера как вяжущего с 242 - 307 до 184 кг/см, причем на указанной шихте больше потери цинка с клинкером. Сравнение предлагаемогосостава шихтс известным(см, табл. 2) показывает, что припирометэллургической переработке известной шихты получается клинкерне обладаю 50 щий вяжущими свойствами, при испытанииобразец клинкера не твердеет, а рассыпается. Кроме того, потери цинка с клинкеромвыше 0,6% против (0,3 - 0.4)%,Использование предлагаемого состава55 шихты для вельцевания по сравнению с известным обеспечивает следующие преимущества: получается товарный клинкер,обладающий вяжущими свойствами (прочность на сжатие образца 242 - 307 кг/см ),2что позволяет его использовать как цементную добавку в строительных работах и какзакладку при заполнении горных выработок, что исключает расходы на захоронение,5 снижаются потери цинка.с клинкером с 0,6до 0,3 - 0,4%, а извлечение в возгоны повышается с 92,5 до 96 - 97%.Формула изобретенияШихта для вельцевания, содержащая10 легкоплавкий цинксодержащий шлак, твердый углеродистый восстановитель и кальцийсодеркащий материал, о т л и ч а юца я с я тем, что, с целью снижения затрат изащиты окружающей среды, шихта в качест 15 ве кальцийсодеркащего материала содержит хвосты от очистки сточных вод приследующем соотношении компонентов,мас,%,Легкоплавкий цинксодер 20 жащий шлак 32-46Хвосты от очистки сточныхводТвердый углеродистыйвосстэновитель Остальное1731850 Таблица 2 Составитель О.СтолярТехред М.Моргентал Редактор О,Головач Корректор И.Муска Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1559 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5