Способ удаления мышьяка из пылей свинцово-цинкового производства

(51) 22 7/02 (2006.01) С 22 В 30/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Поставленная задача решается тем, что в способе удаления мышьяка из пылей свинцово-цинкового производства, включающем смешение мышьяксодержащей свинцово-цинковой пыли с добавкой,выдержку, обжиг и отгонку мышьяка и его конденсацию, согласно изобретению, в качестве добавки используют твердые углеродсодержащие материалы в виде внутренних вскрышных пород угледобывающей промышленности или шунгита,или горючих сланцев в количестве 7 -10 мас. по отношению к массе шихты и 2-4 мелочи металлургического кокса, выдерживают при температуре 150-350 С в течение 10-15 минут,обжиг и отгонку осуществляют при температуре 500-600 С в течение 35-45 минут в присутствии кислорода воздуха и полученный газообразный мышьяк конденсируют в растворе гидроксида кальция. К преимуществам предлагаемого способа относятся использование дешевого восстановителя,исключаются потери редких металлов за счет того,что температура кипения редких металлов выше 600 С, а полученный газообразный мышьяк сразу же утилизируется в арсенат и арсенит кальция, который может быть использован в качестве ядохимиката.(72) Жантасов Курманбек Тажмаханбетович Ананьев Николай Иванович Жантасов Манап Курманбекович Азимбаев Нурлан Керимбекович Алтыбаев Мамырбек Алтыбаевич Джусенов Абсатер Узакбаевич(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский Государственный университет им. М. Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МЫШЬЯКА ИЗ ПЫЛЕЙ СВИНЦОВО-ЦИНКОВОГО ПРОИЗВОДСТВА(57) Изобретение относится к цветной металлургии,в частности к способам удаления мышьяка из пылей свинцово-цинкового и других производств. Задача изобретения - снижение температуры обжига и потерь редких металлов, а также извлечение мышьяка в виде арсената и арсенита кальция,применяемого в виде ядохимиката. Технический результат - экономия ресурсов и получение продукта, готового к применению. 22051 Изобретение относится к цветной металлургии, в частности, к способам удаления мышьяка из пылей свинцово-цинкового и других производств. Известен способ извлечения мышьяка из мышьяксодержащих руд путем их обжига в присутствии восстановителя при температуре 650800 С М.Г. Габриелова, М.А. Морозова. Производство неорганических ядохимикатов. М.Химия,1964. с. 328. Недостатками способа являются значительный расход остродефицитного кокса и потеря редких металлов (, Та,и др.). Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ извлечения мышьяка из пылей свинцово-цинкового производства в присутствии сульфидизатора,включающем смешение мышьяксодержащей свинцово-цинковой пыли с элементарной серой,выдержку при 325-350 С в течение 60 минут, обжиг при 700-800 С в нейтральной среде, отгонку мышьяка в течение 30 минут и конденсацию. А.с. СССР 773111 С 22 В 7/02. Опубл. 23.10.80. Бюл. 3. Недостатками способа являются высокая температура процесса, требующая дополнительных тепловых затрат, большие потери сопутствующих редких металлов кадмия, тантала, селена, теллура и др., а также необходимость переработки мышьяка в виде сульфидов на целевой продукт - ядохимикат. Задача изобретения - снижение температуры обжига и потерь редких металлов, а также извлечение мышьяка в виде арсената и арсенита кальция, применяемого в виде ядохимиката. Технический результат экономия энергетических и материальных ресурсов с получением продукта, готового к применению. Поставленная задача решается тем, что в способе удаления мышьяка из пылей свинцово-цинкового производства, включающем смешение мышьяк содержащей свинцово-цинковой пыли с добавкой,выдержку, обжиг, отгонку мышьяка и его конденсацию, согласно изобретению, в качестве добавки используют твердые углеродсодержащие материалы в виде внутренних вскрышных пород(ВВП) угледобывающей промышленности или шунгита, или горючих сланцев в количестве 7 -10 мас. по отношению к массе шихты и 2-4 мелочи металлургического кокса, выдерживают при температуре 150-350 С в течение 10-15 минут,обжиг и отгонку мышьяка осуществляют при температуре 500-600 С в течение 35-45 минут в присутствии кислорода воздуха и полученный газообразный мышьяк конденсируют в растворе гидроксида кальция. В пылях свинцово-цинкового производства мышьяк содержится в трех и пятивалентной формах в виде оксидов 23, 25 и 3(О 4)2. Химический состав внутренних вскрышных пород, шунгита, горючих сланцев и мелочи металлургического кокса приведен в таблице 1. Приведенные в таблице данные (графа С свободное) показывают значительное содержание углерода в используемых в качестве добавки углеродсодержащих материалах,которые играют роль восстановителя при окислительном обжиге мышьяксодержащей пыли. Добавка восстановителя способствует переводу пятивалентного мышьяка и плюмбата мышьяка в трехвалентную форму мышьяка в газообразном виде, который конденсируется при пропускании его через раствор гидроксида кальция в виде арсената и арсенита кальция. Способ осуществляется следующим образом мышьякосодержащую пыль свинцово-цинкового производства тщательно перемешивают с 7-10 мас. твердого углеродсодержащего материала в виде внутренних вскрышных пород, или шунгита, или горючих сланцев и с 2-4 мас. Таблица 1 Химический состав углеродсодержащих материалов Наименование материала Внутренние вскрышные породы Шунгит Горючие сланцы Мелочь кокса Химический состав пылей свинцово-цинкового производства приведен в таблице 2. Таблица 2 Наименование материала Пыль аглоцеха Пыль электрофильтра печей Химический состав мышьяксодержащих материалов Содержание элементов,22051 мелочи металлургического кокса, подают в трубчатую вращающуюся электропечь и транспортируют шихту со скоростью,обеспечивающей нахождение материала в зоне температур 150-350 С в течение 10-15 мин, обжиг шихтовой смеси с отгонкой мышьяка при температуре 500-600 С в течение 35-45 мин в присутствии кислорода воздуха и полученный газообразный мышьяк конденсируют в растворе гидроксида кальция в виде арсената и арсенита кальция. Пример 1 Мышьяксодержащую пыль электрофильтра приведенного выше в таблице 2 усредненного состава в количестве 890 кг (89,0) тщательно перемешивают с 70 кг (7,0) твердого углеродсодержащего материала в виде внутренних вскрышных пород (ВВП), и 40 кг (4,0) мелочи металлургического кокса, помещают в трубчатую вращающуюся электропечь и транспортируют шихту со скоростью 0,6 м/мин, обеспечивающей выдержку при температуре в слое материала 150350 С в течение 15 мин,и обжиг мышьяксодержащей шихты при температуре 500600 С в течение 40 мин в присутствии кислорода воздуха, в результате чего происходит отгонка газообразного мышьяка, который пропускают через реактор, содержащий гидроксид кальция, и конденсируют его в виде арсената и арсенита кальция. Полученный осадок отфильтровывают, сушат и анализируют на содержание арсената и арсенита кальция. Степень удаления мышьяка из мышьяксодержащих материалов составляет 96,1 . Пример 2 Мышьяксодержащую пыль аглоцеха вышеприведенного в таблице 2 усредненного состава в количестве 890 кг (89,0) тщательно перемешивают с 70 кг (7,0) твердого углеродсодержащего материалашунгита и 40 кг (4,0) мелочи Слан- Ме- Сера цы лочь горю- кокса чие металлургического кокса. Транспортировку шихтовой смеси и ее термическую обработку проводят в соответствии с примером 1. Степень удаления мышьяка из мышьяксодержащих материалов составляет 96,0 . Пример 3 Мышьяксодержащую пыль электрофильтра выше приведенного в таблице 2 усредненного состава в количестве 890 кг (89,0) тщательно перемешивают с 70 кг (7,0) твердого углеродсодержащего материала горючих сланцев и 40 кг (4,0) мелочи металлургического кокса. Транспортировку шихтовой смеси и ее термическую обработку проводят в соответствии с примером 1. Степень удаления мышьяка из мышьяксодержащих материалов составляет 96,1. Примеры 4-33 осуществляют аналогично примеру 1, изменяя в заявленных пределах состав шихты и параметры процесса. Изменение степени удаления мышьяка из мышьяксодержащих материалов, в зависимости от вида твердого углеродсодержащего материала,содержания восстановителя и времени термообработки, приведено в таблице 3. Анализ таблицы 3 показывает, что наиболее оптимальными параметрами являются данные примеров 1-27. Кроме того, в сравнении с прототипом снижается время выдержки шлихтового материала и процесса получения ядохимикатов на 3540, что позволяет интенсифицировать технологию производства целевого продукта. Также к преимуществам предлагаемого способа относятся использование дешевого восстановителя,исключаются потери редких металлов за счет того,что температура кипения редких металлов выше 600 С, а полученный газообразный мышьяк сразу же утилизируется в арсенат и арсенит кальция,который может быть использован в качестве ядохимиката. Техологические параметры процесса Температура и время Тем- и время обжига выдержки и отгонки Т,С ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ удаления мышьяка из пылей свинцовоцинкового производства, включающий смешение мышьяксодержащей свинцово-цинковой пыли с добавкой, выдержку, обжиг и отгонку мышьяка и его конденсацию, отличающийся тем, что в качестве добавки используют твердые углеродсодержащие материалы в виде внутренних вскрышных пород угледобывающей промышлен 12,5 12,5 12,5 12,5 10 10 10 10 10 10 10 10 10 15 15 15 12,5 10 10 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 325-350 60 ности или шунгита, или горючих сланцев, в количестве 7-10 мас по отношению к массе шихты, и 2-4 мелочи металлургического кокса,смесь выдерживают при температуре 150-350 С в течение 10-15 минут, обжиг и отгонку мышьяка осуществляют при температуре 500-600 С в течение 35-45 минут в присутствии кислорода воздуха, и полученный газообразный мышьяк конденсируют в растворе гидроксида кальция.