Способ пирометаллургической переработки цинковых кеков

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскнх Сфцналнстнчесннх Республнк(21) 2882344/2 присоединен арственный коинтеСССРаелаи изобретенийн открытмй(23) Приоритет Опубликов Бюллетень Й 94исаниЯ 30,10.81 ано 30.10 К 669;531.5(71) Заявит ел 54) СПОСОБ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКОВЫХ КЕКОВ тносится к цветнойжет быть использованоцинковых кеков вельИзобретение ометаллургии и мопри переработкецеванием.Наиболее близким к предлагаемому является способ пирометаллургической переработки цинковых кеков, включающий смешение, окатывание и сушку цинковых кеков вместе с твердым углеродистым восстановителем и вельцевание1 О окатанного материала 11Недостатки извеотного способа заключаются в низкой степени использования вельц-печи и в высоком расходе топлива, с отходящими газами, боль шой расход мазута на сушку цинкового кека.Цель изобретения - повышение сте- . пени использования зельц-печи и снижение расхода топлива. 20Поставленная цель достигается тем, что в способе пирометаллургической переработки цинковых кеков, включающем операции смешения, окатывания и - сушки цинкового кека совместно с2 твердым углеродистым восстановителем и вельцевания окатанного материала, на стадию смешения и окатывания подают тугоплавкий кальций-магнийсрдержащий материал в количестве,30 обеспечивающем добавку кальция и магния к весу кека 2,5-3,5, твердый углеродистый восстановитель фракции минус 3 мм, оборотные пыли вельцевания и сушки, а на стадию вельцевания подают окатыши размером Ьт 3 до 25 мм и твердый углеродистый восстанови- тель фракции плюс 3 мм.Кроме того, в качестве тугоплавкого кальций-магнийсодержащего материала используей хвосты от обогащения окисленныхцинковых руд.На чертеже изображена схема основных узлов процесса пирометаллургической переработки цинковых кеков.Схема включает дисковый фильтр 1, четыре. бункера, соответственно 2- для пастообразного цинкового кека, 3 - для тугоплавкого кальций-магний- содержащего материала, 4 - для твердого углеродистого восстановителя фракции минус 3 мм, бункер 5 для пылей сушки и вельцевания фракции минус 3 мм, лопастной смеситель 6, чашевый гранулятор 7, печь 8 для сушки окатышей, грохот 9,вельц-печь 10.Цинковый кек влажностью 20-30 поступает с дискового фильтра 1 в бункер 2. Затем цинковый кек вместе с кальций-магнийсодержащим материалом, твердым углеродистым восстановителем фракции минус 3 мм, пылямии вельцевания фракции минус 3 мм,подаваемыми из бункеров 3-5 соответственно поступают в лопастной смеситель 6 Перемешанный материал влажностью 15-18 поступает на чашевый,гранулятор 7, полученные окатыши фракции минус 25 мм подают в печь типафильтрующего слоя 8 на сушку отходящими газами вельц-печи (или подогретым до 200-250 С воздухом) . Подсуо 10шенные окатыши с влажностью 8-12разделяют на фракции плюс 3 и минус3 мм на грохота 9. Окатыши от 3 до25 мм поступают в вельц-печь 10 вместе с твердым углеродистым восстановителем фракции плюс 3 мм (оставшаяся часть твердого топлива от разделения на грохоте с размером сита3 мм),Подача тугоплавкого кальций-магний-Щсодержащего материала совместно ствердым углеродистым восстановителемфракции минус 3 мм на стадию смешенияи окатывания цинкового кека позволяет повысить температуру плавлениявельцуемого материала, уменьшить образование шлакоштейновых расплавов засчет более высокого сродства к серекальция и магния, чем железа и меди,входящих в состав кеков, и тем самымувеличить срок службы огнеупоров. Ктому же кальций-магнийсодержащий материал будет повышать реакционную спо.собность углерода и способствоватьтем самым отгонке цинка из материала.При подаче на стадию смешения иокатывания цинкового кека какого-тоодного из тугоплавких материалов:кальций-магнийсодержащего или твердого углеродистого восстановителя небудут достигнуты вышеуказанные эф- . 4фекты, так как в первом случае (с добавкой кальций-магнийсодержащего материала в отсутствии тесного контактас мелкими фракциями твердого углеродистого восстановителя) происходитинтенсивное ферритообразование настадии сушки и восстановления цинкового кека в вельц"печи и лишь затемв зоне образовайия клинкера протекание реакции обмена между сульфидамии ферритами кальция и магния характеризующей медленной скоростью.Отсутствие пылевидных классов цинкового кека (минус 3 мм) на стадиивельцевания уменьшает механическийвынфс и тем самым позволяет снизить 55расход топлива, идущего в известномспособе на повторную переработку цинкового кека, входящего в состав оборотных пылей. Небольшое отличие вразмерах окатышей от 3 до 25 мм при ц)этом обеспечивает более равномерныйпрогрев перерабатываемой шихты иисключает расплавление и налипание.на футеровке пылевидных фракций, чтопозволяет уменьшить вероятность на- у стылеобразования в печи и тем самым повысить степень использования печи .Использование при пирометаллургической переработке цинковых кеков твердого углеродистого восстановите" ля фракции минус 3 мм в качестве восстановителя цинковых кеков и в ка" честве компонента совместно с кальциймагнийсодержащим тугоплавким материалом , снижающего вероятность образования шлакоштейновых расплавов, а фракции плюс 3 мм в качестве горючего топлива связано еще и с физико-химическими закономерностями, Так,скорость отгонки цинка из окатышей цинковых кеков, приготовленных по предлагаемому способу, возрастает с уменьшением размера частиц восстановите" ля, а скорость горения твердого углеродистого,восстановителя в условиях вельцевания практически не зависит от размера частиц.Нижняя граница крупности твердого углеродистого восстановителя и цинкового кека (плюс 3 мм), загружаемых в вельц-печь, рассчитана, исходя из физических свойств материала и скорости газового потока в печи.Верхняя граница крупности для окатышей, равная 25 мм, обусловлена тем, что дальнейшее увеличение размера окатышей приводит к понижению отго-. ночной способности цинкового кека.Количество тугоплавкого кальциймагнийсодержащего материала, добавляемого к цинковому кеку, составляет 2,5-3,5 вес.к весу кека в расчете по весу кальция и магния. Такое количество добавки кальция и магния вместе с коксовой мелочью фракции минус 3 мм позволяет максимально повысить тугоплавкость цинкового кека, ликвидировать образование штейновых расплавов, увеличить его отгоночную способность. Интервал добавки кальция и магния2,5-3,5 обусловлен изменением содержания сульфидной серы в вельцуемом материале. Дальнейшее повышениеколичества добавки (выше 3,5) понижает часовую производительность переработки цинксодержащего материала,которая не компенсируется повышениемстепени использования печи. Добавкакальция и магния менее 2,5 не позволяет полностью ликвидировать шлакоштейновый расплав,В качестве тугоплавкого кальциймагнийсодержащего материала могутбыть использованы хвосты от обогащения окисленных руд состава, вес.:2 п 1-4, Ге 1-3, Яз.О 1-5, Са 30-35,Мц 10-15, которые добавляются в количестве 5-15 к весу кека, а такжедругие материалы, такие как доломит.Количество оборотных пылей сушкии вельцевания составляет для существенного процесса вельцевания 15-30876761 и для предлагаемого способа - 10- 30 к весу кека.Общий расход твердого углеродистого восстановителя в процессе пирометаллургической переработки цинковых кеков предлагаемому способу составляет 40 к весу кека, в сравнении ,.с 45 к весу кека по известному, что связано с вышеуказанными причинами: уменьшение потери углерода с вельцвоэгонами, снижение доли переработки р в вельц-печи оборотных пылей, повышение реакционной способности твердого углеродистого восстановителя, закатанного в окатыши. Количество твердо" го углеродистого восстановителя фракции минус 3 мм и плюс 3 мм при этом составляет 10-30 к весу кека каждого. П р и м е р 1. Влияние добавки тугоплавкого материала.З)К цинковому кеку добавляют в качестве тугоплавкого материала хвосты от обогащения окисленных цинковых руд в количестве, обеспечивающем добавку кальция и магния к весу кека 2; р 5 2,5; 3,5 и 4 коксовую мелочь фрак" ции минус 3 мм в количестве 20 к весу кека и оборотные пыли сушки и вельцевания фракции минус 3 мм. При Т а б л и ц а 1 Добавка хвостовв расчете накальций-магнийк весу кека,Степень использованияМеханический вынос из печи,4 к весу ке- ка Состав клин- Состав возгокера,нов,Способ 2 п 67,9 1,2 68,4 1,2 68,4 1,2 68,0 1,3 67,2 1,4 1,05 Предлагаемый (40 коксика к весу кека) 2,5 87 0,85 0,89 0,77 2,5 89 2,5 2,5 89 0,72 О, 81 89 2,6 0,85 0;700,98 0,69 3,5 2,7 89 Известный(45 коксикак весу кека) 1,16 0,98 65,1 4,0 6,9 87 вале добавок кальция и магния от 2,53,5 достигнуты показатели выше, чемдля добавок 2 и 4. Как следует иэ табл. 1, при пнроЙеталлургической переработке цинковых кеков по предлагаемому способу по сравнению с известным снижается содержание цинка в клинкере с 1,16 щ (при 45 коксика к весу кека) до 0,85-0,89, уменьшается механический пйлевынос с 6,9 до 2,5-2,6, улучшается состав вельцокиси по содержанию цинка с 65,1 до 68,0-68,4. В интер добавке кальция и магния 2,5 содержание сульфидной серы в кеке 2, при 3 - 2,5, а при 3,5 - 3.Смесь окатывают на чашевом грануляторе. Подсушенные до содержания влаги 12"15 окатыши с добавкой углеродистого восстановителя крупностью плюс 3 мм в количестве. 20 к весу кека загружают в лабораторную вельцпечь и обрабатывают при 1200 С. Общий расход твердого углеродистого восстановителя составляет 40 к ве" су кека, Расход мазута на сушку и вельцевание окатышей составляет 16,3 кг/т цинкового кека.Для сравнение проведены опыты беэ добавки кальций-магнийсодержащего материала, но с добавкой к цинковым кекам на стадию смешения и окатывания коксовой мелочи не разделенной на фракции плюс и минус 3 мм в количест,ве 40 и 45 к весу кека, а также оборотные пыли сушки и вельцевания. Затем материал сушат в сушильном барабане и загружают в печь, где обрабатывают в аналогичных с предлагаемым способом условиях. Расход мазута на сушку и вельцевание составляет в известном способе 48,9 кг/т кека.Результаты опытов прйведены в табл. 1. В известном способе при увеличении расхода коксика с 40 до 45 улучшаются показатели вельцевания цинковых кеков.П р и м е р 2. Влияние крупности коксовой мелочи.876761 Цинковый кек вышеуказанного.состава с оптимальной добавкой Магния и кальция (43 к весу кека) подвергают окатыванию, а затем вельцеванию при 1200 цС с добавкой коксовой мелочи на стадию окатывания крупностью Т а б л и ц а 2 3,8 4,8 0,80 65,5 минус 1 мм",минус 3 мм плюс 1 мм плюс 3 мм 0,81 1,2 2,5 68,4 1,05 минус 5 мм плюс 5 мм 66,1 2,5 1,0 Из данных табл. 2 следует, что наилучшие показатели получены при использовании коксовой мелочи минус 3 мм (на стадии смешения) и плюс 3 мм (на стадии вельцевания). При этом достигнуто наивысшее содержание цинка в возгонах (68,4), меньший механический пылевынос (2,5) и низкое содержание цинка в клинкере (0,81) .П р и м е р 3. Влияние крупности .окатышей на процесс вельцевания.Вечьцеванию подвергаются окатыши, крупностью от 1 мм до 30 мм, состоящие из цинкового кека, тугоплавкогоматериала (3 магния и кальция квесу кека), коксовой мелочи фракцииминус 3 мм и оборотных пылей сушки ивельцевания фракции минус 3 мм притемпературе 1200 фС.Общий расход коксика на вельцевание составляет 40 к весу кека. Вокатыши размером 1 и 2 мм закатыва- ЗО,ют коксовую мелочь фракции минус1 мм, а в остальные окатыши - фракции минус 3 мм, количество коксика,закатанного в окатыши, составляет20 к весу кека.З 5 Результаты приведены в табл. 3. Таблица 3 Механичес-кий выносиз печи,к весу кека Состав клинкера, Состав возгонов,2 п РЬ 2 п С 3,8 5,9 65,8 0,78 0,70 3,9 67,2 2,1 069 0,77 67,9 0,70 0,77 2,6 1,3 0,72 2,5 1,2 68,4 0,81 2,4 68,9 0,85 0,74 2,2 68,5 0,87 0,79 26 671 2,4 1,40 0,98 Из данных табл. 3 следует, чтопри вельцевании окатышей крупностьюот 3 до 25 мм получены оптимальныерезультаты по составу возгонов (67,9-. ф)68,9), по механическому выносу (2,42,6) и по содержанию цинка в клинкере (0,77-0,85),Таким образом, опытные данные по-,Казали, что в предлагаемом способе до-д Размеры окатышей, содержащих углерод и кальциймагнийсодержащий материал, мм от минус 1 мм до минус 5 мм и на стадию вельцевания крупностью от плюс 1 мм до плюс 5 мм.Общий расход коксика составляет 40 к весу кека.Данные приведены в табл. 2. бавка кальция и магния к цинковомукеку должна составлять 2,5-3,5 к весу кека; на стадию смешения и окаты"вания необходимо подавать твердый углеродистый восстановитель фракции минус 3 мм, а на.стадию вельцеванияраздельно с кекоугольными окатышамиразмером от 3 до 25 мм твердое топливо фракции плюс 3 мм.Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известным способом пирометаллургической переработки цинковых кеков повышение степени использования вельц-печи на 2; снижение содержания цинка в клинкере на 0,35%, а также. снижение расхода твердого углеродистого восстановителя на 50 кг/т кеков и расход мазута на сушку кека в 3-4 раза.10Формула изобретения1. Способ пирометаллургической переработки цинковых кеков, включающнй смешение, окатывание и сушку цинковых 5 кеков вместе с твердым углеродистым восстановителем и вельцевание окатанного материала, о т л и ч а ю щ и й-, с я тем, что, с целью повышения степени использования вельц-печи и сни жения расхода топлива, на стадию смешения и окатывания подают тугоплав/ кий кальций-магнийсодержащий матерИ= ал в количестве, обеспечивающем добавку кальция и магния 2,5-3,5 к весу кека, твердый углеродистый восстановитель Фракции минус 3 мм и оборотные пыли вельцевания и сушки, ,а на стадию вельцевания подают окатыши размером от 3 до 25 мм и твер,дый углеродистый восстановитель фракции плюс 3 мм.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,в качестве тугоплавкого кальций-магнийсодержащего материала используют хвосты от обогащения окисленных цинковых руд. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Пахомова Г.Н. Усовершенствование технологии в цинковой промааленнОсти Советского Союза. БюллетеньфЦветная металлургия. ИнструкцияфЦветметинФормацияф,. 1962, Р 14,с. 78.876761 ФИЯЬЯРО 1 Кальницкий Корректор М. Ш Составитель Техред А.Ач ахтар М ч Заказ 9520/35 Тираж 684 ПодписноеГосударственного комитета СССР ам изобретений и открытийва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ВНИИПИпо дел113035, Моск филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4