Способ фьюмингования шлаков свинцовой плавки и печь для его осуществления

(51) 22 7/04 (2006.01) 27 9/39 (2006.01) 27 9/08 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ переработке шлаков, содержащих тяжелые цветные металлы. Предложен способ фьюмингования шлаков свинцовой плавки,включающий продувку углевоздушной смесью, введение в шлак пирита с получением штейна и отвального шлака,отличающийся тем,что после продувки углевоздушной смесью в шлак продувают пирит в смеси с углем при массовом соотношении 571 в количестве 3-7 от массы исходного шлака. Способ осуществляется в печи для фьюмингования шлаков свинцовой плавки,включающей корпус, подину, фурмы, шпуровое отверстие для выпуска шлака, при этом подина печи установлена под углом 5-7 град к горизонту и оканчивается углублением - сборником медного штейна со шпуровым отверстием для выпуска штейна. Техническим результатом изобретения является снижение содержания меди в отвальном шлаке и упрощение процесса.(72) Павлов Александр Владимирович Найманбаев Мадали Абдуалиевич Уласюк Светлана Михайловна Заборцев Сергей Петрович Шлемов Юрий Павлович Квятковский Сергей Аркадьевич(73) Акционерное общество Центр наук о земле,металлургии и обогащения(54) СПОСОБ ФЬЮМИНГОВАНИЯ ШЛАКОВ СВИНЦОВОЙ ПЛАВКИ И ПЕЧЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при 21712 Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при переработке шлаков, содержащих тяжелые цветные металлы. Шлаки, образующиеся при металлургическом переделе богатых руд,концентратов и промпродуктов в большинстве случаев не могут считаться отвальными. Так, например, шлаки свинцовой шахтной плавки нередко содержат 2-3 Р, 10-15 , 0,8-1,1 С. Наиболее распространенным способом переработки шлаков свинцовой плавки является фьюмингование. Сущность процесса заключается в следующем. В ванну расплавленного шлака,содержащего оксиды металлов, воздухом под давлением вдувают угольную пыль. Воздух подают в количестве, недостаточном для полного горения угля, поэтому углерод сгорает в СО, которая и восстанавливает оксиды металлов, присутствующие в шлаке. Фьюминг-процесс обладает рядом достоинств,основными из которых являются высокая производительность, достаточно высокое извлечение металлов, сравнительно небольшой расход топлива,возможность автоматизации процесса и утилизации тепла отходящих газов. В процессе фьюмингования свинец и цинк улетучиваются, а медь остается в шлаке. Известен способ обеднения шлаков, в котором шлак, содержащий 0,7-0,8 С, 0,8 , 0,04 Р,из шлаковозгоночной печи поступает в осадительную обеднительную электропечь, куда добавляют пирит или гранулированную железную руду, причем пирит вдувают в струю расплава. Содержание меди, в образующемся штейне,составляет 15-20. Отвальный шлак содержит 0,30,4 С.( Лакерник М.М., Мазурчук Э.Н., Петкер С.Я., Шабалина Р.И. Переработка шлаков цветной металлургии. Металлургия, 1977. . 51.) Недостатками способа являются повышенное содержание меди в отвальном шлаке, длительность процесса разложения и растворения пирита в шлаке,а также повышенный расход тепла на диссоциацию и растворение пирита. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ фьюмингования свинцового шлака,содержащего 1 меди, включающий продувку углевоздушной смесью, добавку в шлак пирита в количестве 8-9 от массы шлака и отстаивание в течение 10 мин. Содержание меди в отвальном шлаке было снижено до 0,38-0,40. Увеличение расхода пирита до 16 и времени отстаивания до 60 мин позволило снизить содержание меди в остаточном шлаке до 0,30-0,32. (Окунев А.И., Костьяновский И.А., Донченко П.А. Фьюмингование шлаков. М. Металлургия, 1966. -с. 108-109). Недостатком данного способа является повышенное содержание меди в шлаке, большой расход пирита, в результате чего происходит разубоживание штейна по меди. Обеднение шлаков фьюмингованием проводят на установке, которая состоит из фьюминг-печи и электропечи, используемой как электроотстойник,2 для разделения штейна и шлака (Окунев А.И.,Костьяновский И.А., Донченко П.А. Фьюмингование шлаков. М. Металлургия, 1966. -. 232-233). Фьюминг-печь включает корпус, плоскую подину,фурмы и шпуровое отверстие для выпуска шлака. Исходным сырьем служит жидкий шлак шахтных печей свинцовой плавки. Шлак заливают во фьюмингпечь и сжатым воздухом через фурмы продувают пылеугольной смесью. В результате в печи протекают реакции, сопровождающиеся возгонкой оксидов металлов. После продувки шлак выпускают из печи через шпуровое отверстие и желоб в электропечь,подогревают до 1200 С и через горловину добавляют пирит для выделения меди. В результате получают два продукта - медный штейн и отвальный шлак. Недостатками данной установки являются использование двух агрегатов- фьюминг-печи и электропечи, а также увеличение расхода электроэнергии, так как в электропечи шлак необходимо подогревать. Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение содержания меди в отвальном шлаке и упрощение процесса. Указанный технический результат достигается в способе фьюмингования шлаков свинцовой плавки,включающем продувку углевоздушной смесью,введение в шлак пирита с получением штейна и отвального шлака, в котором после продувки углевоздушной смесью в шлак продувают пирит в смеси с углем при массовом соотношении 571 в количестве 3-7 от массы исходного шлака. Указанный технический результат обеспечивается также в конструкции печи для фьюмингования шлаков свинцовой плавки,включающей корпус, подину, фурмы, шпуровое отверстие для выпуска шлака, при этом подина печи установлена под углом 5-7 град к горизонту и оканчивается углублением - сборником медного штейна со шпуровым отверстием для выпуска штейна. Сущность изобретения заключается в следующем. В предлагаемом способе фьюмингования шлаков свинцовой плавки после продувки их углевоздушной смесью в шлак продувают пирит в смеси с углем. В результате продувки смесью пирита и угля содержание меди в отвальном шлаке снижается достаточно быстро. Выделение меди в самостоятельную штейновую фазу происходит за счет укрупнения корольков металла и его сульфида,в результате их слияния, чему в значительной мере и способствует продувка шлака смесью пирита и угля. Смесь пирита и угля, вводимая в шлак,промывает его, растворяет и экстрагирует восстановленный металл, увеличивая, тем самым,извлечение меди из шлака в штейновую фазу, соответственно снижая содержание меди в отвальном шлаке. Установлено, что наиболее бедные по содержанию меди отвальные шлаки получены при продувке шлака пиритом в смеси с углем при массовом соотношении 571 в количестве 3-7 от массы исходного шлака. 21712 Снижение содержания меди в отвальном шлаке достигается также тем, что в предлагаемой конструкции печи для осуществления способа подина печи устанавливается под углом 5-7 град к горизонту, что позволяет обеспечить лучшее разделение штейна от отвального шлака. Полученный медный штейн скапливается в углублении, выполненном в конце наклонной подины, и выпускается через шпуровое отверстие. Таким образом, в предлагаемом изобретении способ фьюмингования шлаков свинцовой плавки осуществляется в одном аппарате, в отличие от известной установки, включающей фьюминг-печь и электропечь, что значительно упрощает процесс и позволяет снизить расход электроэнергии. На фиг. приведена схема предлагаемой печи для фьюмингования шлаков свинцовой плавки, которая состоит из корпуса 1, подины 2, расположенной под углом 5-7 град к горизонту, и оканчивающейся углублением - сборником 3 медного штейна, фурм 4, шпурового отверстия 5 для выпуска медного штейна и шпурового отверстия 6 для выпуска отвального шлака. Печь работает следующим образом. Шлак свинцовой плавки загружают в корпус 1 печи, через фурмы 4 его продувают углевоздушной смесью, в результате чего оксиды свинца и цинка, содержащиеся в шлаке, восстанавливаются оксидом углерода и возгоняются. Затем через фурмы 4 в шлак продувают пирит в смеси с углем. Медь,находящаяся в шлаке, осаждается на наклонную подину 2 и скатывается по ней в углубление сборник 3 медного штейна и по мере накопления выпускается через шпуровое отверстие 5. Отвальный шлак выпускается через шпуровое отверстие 6. Предлагаемая конструкция печи использована для переработки шлаков свинцовой плавки с целью упрощения процесса фьюмингования. Примеры осуществления способа. В качестве исходных материалов использовали- пиритный концентрат крупностью - 0,074 мм- угольная пыль крупностью - 0,074 мм. Продувку вели во фьюминг- печи с наклонной подиной под углом 5-7 град., при 1200 С. Через расплавленный шлак продували сначала смесь угольной пыли и воздуха, а затем продували смесь пирита и угля в соотношении 51, 61 и 71. Исследования проводили при расходе смеси 3 и 7 от массы исходного шлака. Затем отвальный шлак анализировался на содержание в нем меди. Результаты опытов представлены в табл. Таблица. Результаты фьюмингования шлака свинцовой плавки Соотношение пирит уголь 51 51 61 61 71 71 Расход смеси пирита с углем от массы исходного шлака,3 7 3 7 3 7 Из приведенных данных следует, что после продувки шлака смесью пирита и угля в соотношении 571, в количестве 3-7 от массы исходного шлака содержание Си в отвальном шлаке снижается до 0,15-0,10 (в известном способе 0,380,40). Полученный штейн содержал от 10 до 14 С. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ фьюмингования шлаков свинцовой плавки, включающий продувку углевоздушной смесью, введение в шлак пирита с получением штейна и отвального шлака, отличающийся тем,что после продувки углевоздушной смесью в шлак продувают пирит в смеси с углм при массовом соотношении 571 в количестве 3-7 от массы исходного шлака. 2. Печь для фьюмингования шлаков свинцовой плавки, включающая корпус, подину фурмы,шпуровое отверстие для выпуска шлака,отличающаяся тем, что подина установлена под углом 5-7 град. к горизонту и оканчивается углублением - сборником медного штейна со шпуровым отверстием для выпуска штейна.