Способ переработки окисленного цинксвинецсодержащего сырья

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(73) Восточный научно-исследовательский горнометаллургический институт цветных металлов(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОКИСЛЕННОГО ЦИНКСВИНЕЦСОДЕРЖАЩЕГ О СЫРЬЯ(57) Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке сырья цинкового, свинцового, медного, химического производства. Цинксвинецсодержащее сырье, например, отвальный шлак металлургического производства,смешивают с добавкой и углеродсодержащим материалом загружают в трубчатую вращающуюся печь и подвергают пирометаллургической переработке. В качестве добавки используют кальцийсодержащие шламы от очистки сточных вод при весовом соотношении оксида кальция в шламах к сумме силикатов цинка и свинца в сырье равном 0,5 0,7. Способ позволяет повысить извлечение свинца и цинка в возгоны, снизить расход топлива, исключить расплавление шихты и образование жидкой ванны .Изобретение относится к металлургии цветных металлов И может быть использовано при переработке продуктов цинкового, свинцового, Медного, химических производств.Известен способ получения окиси цинка во вращающейся печи из цинксвинецсодержащего сырья путем восстановления окиси цинка углеродом и последующей возгонкой металлов, а также свинца при 1100-1300 С за счет снижения энергетического топлива в окислительной атмосфере. Процесс проводят с добавкой 1-20 бакелита - отходов свинцовых аккумуляторов, содержащих органические соединения,а также металлический свинец и его окислы (патент ПНР Не 96766, кл. С 22 В 19/38, 1978).Недостатком этого способа является низкое извлечение свинца и цинка в возгоны, соответственно 75-80 и 81-85.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ переработки цинковых кеков, согласно которому к вельцуемому материалу добавляют углеродсодержащий материал и добавку,представляющую водную пасту карбоната цинка, содержащую соду и гидросульфит натрия, причем пасту задают в количестве 20-30 от массы восстановителяОднако, указанный способ при его использовании для пирометаллургической переработке цинксвинецсодержащего сырья имеет следующие недостатки при добавке в шихту гидросульфита натрия и соды происходит расплавление материала с образованием жидкой ванны, т.к. указанные компоненты в присутствии углерода образуют со свинцом в системе РЬЗ - Ма 2 эвтектику с Тм 550 С из-за образования в печи жидкой ванны снижается извлечение цветных металлов - свинца и цинка в возгоны.Задачей изобретения авляется создание вь 1 сокоэффективного способа извлечания цинка и свинца из окисленного сырья, например, шлака, позволяющего повысить степень извлечения метадшов И снизить расход топлива.Это достигается тем, что в известном способе переработки окисленного цинксвинецсодержащего сырья, например шлаков, включающем смешение шлака с добавкой и углеродсодержащим материалом, и последующую пирометаллургическую переработку шихты, согласно изобретению в качестве добавки используют кальцийсодержащие шламы от очистки сточных вод при весовом соотношении оксида кальция в шламах к сумме силикатов цинка и свинца в сырье равном 0,5-0,7.Шламы очистных сооружений представляют собой отвальный продукт, вследствии своей экологической вредности требующий утилизации. Запасы шламов в настоящее время составляют более 50 тыс.т, ежегодное поступление шламов в щламонакопители 5 10 тыс.т.Шламы имеют следующий химический состав, цинк - 6-8 свинец - 0,5-1,0 оксид кальция 20-30,причем металлы в щламе находятся в виде гидроксидов.Окисленный цинкосодержащий материал - шлак предпочтительнее предварительно смешать перед подачей в бункере печей со шламом.Обладая высокой адгезионной способностью шлам обеспечивает тесный контакт с частицей шлака.Благодаря такой шихтоподготовке расход шлама (с учетом активности оксида кальция - 80 ) два разложения силикатов практически равен стехиометрическому и степень использования добавки составляетПолученную щихту вместе с коксиком загружают в печь. В результате в печи образуется многокомпонентная сырьевая смесь.Низкотемпературные расплавы силикатов цинка и свинца возникают в очень небольшом количестве и образуют в массе материала лишь точечные капли и пленки. Существуют они ограниченное время после диффузии очень активного оксида кальция расплав застывает. При этом оксиды цинка и свинца, вытесненные оксидом кальция из шлака, возгоняются (оксид цинка в присутствии углерода коксика), а в остатке остается тугоплавкое соединение - белит - Тпл. 1600 С, 2 СаОТаким образом подача шлама,содержащего оксид кальция позволяет снизить величину энергии активации возгонки свинца и цинка из их силикатов за счет протекания реакцийЭто увеличивает скорость отгонки свинца и цинка,приводит к снижению расхода топлива на вельцевание и исключает расплавление материала с образованием ванн в печи.не увеличивает скорость отгонки свинца и цинка. Снижение соотношения Н менее 0,5 не позволяет полностью разложить силикаты свинца и цинка. При этом повышается содержание указанных компонентов в клинкере и снижается их извлечение в возгоны. Цинк и свинец, содержащиеся в щламе, не увеличивают извлечение, скорость отгонки компонентов из шихты из-за того что, сумма металлов (цинксвинец) в них в 1,5 раза ниже, чем в шлаке. Таким образом предлагаемый способ позволяет- исключить расплавление шихты и образование жидкой ванны- повысить извлечение свинца и цинка в возгоны снизить расход топлива- исключить расход на захоронение шлаков и шламов. Способ осуществляется следующим образом. Шламы очистки сточных вод вышеуказанного состава смешивают со шлаком, содержащим, силикат цинка 22 28 силикат свинца 2,2 3,2 железо 25 30.Состав шихты (соотношение шлакШлам), поступающий на пирометаллургическую переработку, определяется весовым соотношением Н 0,5 0,7. Полученная шихта вместе с углеродсодержашим материалом, коксовой мелочью загружается в трубчатую печь И подвергается пирометаллургической переработке. В результате получают возгоны - окись цинка и окись свинца, которые улавливают в рукавных фильтрах, а клинкер нагружают в виде гранул из печи и охлаждают. Возгоны и клинкер отправляют потребителю.Пример. Влияние добавки шламов очистки сточных вод на пирометаллургическую переработку цинксвинецсодержащего сырья.В качестве цинксвинецсодержащего сырья использовали шлак свинцового производства состава, цинк 11,7 свинец 2,1 железо 26,7 силикат цинка 12,4 силикат свинца 1,3.В качестве добавки применяли шлам очисткиШлак свинцового производства шихтовали вместе со шламами очистки сточных вод при соотношении оксида кальция к сумме силикатов цинка и свинца равном 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 и полученную шихту вместе с топливом-восстановителем, коксовой мелочью, загружали в вельц-печь (41 х 2,5).Для сравнения проводили опыт по прототипу. В качестве добавки использовали пасту состава, цинк 39 сера 3 натрий 15. Количество добавки составляло 25 от массы восстановителя. Восстановитель с добавкой шихтовали со шлаком свинцового производства и полученную шихту вельцевали в трубчатой печи (41 х 2,5 м). Результаты опытовВЛИЯНИЕ) ДОбЗВКИ шламов ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД на пирометаллургическую переработку цинксвинецсодержащего СЫрЬЯТак как в промышленных условиях применяют различное топливо (мазут, газ, измельченный коксик),то расход топлива в таблице приведен в пересчете на условное топливо (топливо, имеющее калорийность 7000 ккал/кг).Скорость возгонки определяется как сумма перешедших в газовую фазу свинца и цинка, т.е.Как видно из таблицы, при отношении (Н) оксида кальция в шламе к сумме силикатов цинка и свинца в шлаке более 0,7 скорость отгонки свинца и цинка не увеличивается, т.к. не растет извлечение указанныхметаллов в возгоны. При снижении Н менее 0,4 содержание цинка и свинца в клинкере увеличивается с 0,2 0,5 до 1,4 и с 0,3 0,4 до 0,8, аих извлечение в возгоны снижается с 95,2 96,3 до 92,4 и с 91,9 92,6 до 86,1. При этом происходит подплавление материала.При вельцевании по прототипу в вельц-печи материал расплавляется, образуется ванна, что приводит к снижению скорости отгонки с 126130 кг/ м 3 сут до 1 10 кг/м 3 сут, расход топлива растет с 440-450 кг/т до 470 кг/т, а извлечение свинца и цинка в возговы падает до 80,3 и 82,3.Осуществление предлагаемого способа позволяет повысить степень извлечения цинка и свинца до 96Скорость отгонки свинца иИ 92, соответственно, по сравнению с 82 и 80 по смешение шлака с добавкой И углероДсоДерЖаЩИмизвестному способу. материалом И последующую пирометаллургическую переработку полученной шихтыщтличиющийся тем,ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ что в качестве Добавки используют кальцийсодержащиеЩЛаМЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПрИ массовом СООТНОШССПОСОб переработки ОКИСЛСННОГО ЦИНКСВИНСЦ- НИИ оксида кальция, В Шламах К СуММС СИЛИКЗТОВ ЦИНКа СОДСрЖЗЩСГО СЫрЬЯ, Например, шлака, ВКЛЮЧЭЮЩИЙ И свинца В СЫрЬС РЗВНОМ 0,5-07.Верстка Казпатент, исполнитель АНиЩенко Л.Н. Корректор Молчанова Н.А. Ответственный за выпуск Э.З. Фаизова