Способ получения оксида цинка

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к металлургии ЦВСТНЬТХ МСТЕЪЛЛОВ И МОЖСТ бЫТЬ ИСПОЛЬЗОВЕЪ 2 но при переработке цинксодержащихЦель - предотвращение настылеобразования. Способ получения оксида цинка включает приготовление шихты из цинковой руды цинксодержащего шлама и последующую пирометаллургическую переработку полученной шихты во вращающихся трубчатых печах с получением цинковых возгонов и клинкера. Согласно изобретению на стадию приготовления шихты рециркулируют клинкер в количестве 2-4 от массы шихты и с размером частиц менее 0,1 мм.Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при пирометаллургической переработке цинксодержащих окисленных материалов,отходов химических и металлургических производств.Известен способ пирометаллургической переработки окисленной цинксодержащей руды, включающий добавку к руде легкоплавкого шлака свинцовой плавки (1).Недостатком способа является то, что получающийся клинкер является отвальным экологически вредным продуктом и требует захоронения.Наиболее близким по технической сущности является способ получения оксида цинка, включающий приготовление шихты из цинковой руды и цинксодержащего шлама и последующую пирометаллургическуюпереработку полученной шихты во вращающихся трубчатых печах с получением цинковых возгонов и клинкера (2). Согласно этому способу, руду смешивают с добавкой цинккальцийсодержащими шламами при соотношении оксида кальция шлама к сумме кремнезема в шламе и руде, равном 2,1 - 2,4. Полученную шихту вместе с коксовой мелочью загружают во вращающуюся трубчатую печь и подвергают пирометаллургической переработке. В результате получают цинковые возгоны и клинкер, обладающий вяжущими свойствами и используемый, как цементная добавка.Недостатком указанного способа является то, что по мере продвижения материала в печи из зоны сушки в реакционную зону образуется кольцевая настыль.Что приводит к снижению технико-экономических показателей процесса, расходу коксовой мелочи И извлечению Металлов в возгоны.Целью настоящего изобретения является исключение настылеобразования. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения оксида цинка, включающем приготовление шихты из цинковой руды и цинксодержащего шлама и последующую пирометаллургическую переработку полученной шихты во вращающихся трубчатых печах с получением цинковых возгонов и клинкера, согласно изобретению, на стадию приготовления шихты рециркулируют клинкер в количестве 2-4 от массы шихты и с размером частиц менее 0,1 мм.Клинкер имеет следующий химический состав СаО-40-65, 102 10-25,Ре 2 О 3 5-8, А 12 О 3 3-6, цинк 0,3-0,5. Клинкер обладает вяжущими свойствами при испытаниях по ГОСТу 3104-81 имеет прочность на сжатие 200-300 кг/см 2, что соответствует цементу марки 200-300. Причем содержание алита (3 СаЗ 1 О 2) и белита (2 СаО 1 О 2), придающих клинкеру вяжущие свойства составляет 60-90.По мере продвижения шихты по длине трубчатой вращающийся печи в зоне подсушки алит и белит клинкера взаимодействует с влагой шихты (ХЖ/р 14-16) с образованием смеси гидросиликатов (1,8-2,4) СаО 1 О 2(0,5-1,25)Н 2 О . Причем процесс усиливается за счет нагрева шихты встречным газовым потоком.Указанные гидросиликаты обладают клеящим, цементирующим свойством. В результате чего в зоне сушки вращающейся печи происходит укрупнение-грануляция шихты так, если в исходной шихте преобладают частицы размером0,11,0 мм., (50-70), то после грануляции размер частиц шихты увеличивается до 10-15 мм.С увеличением крупности шихты увеличивается газопроницаемость слоя материала в печи и повышается его теплопроводность. Увеличение теплопроводности уменьшаетчисло локальных перегревов шихты до температуры плавления,имеющих место при переходе шихты из зоны сушки в реакционную зону. Исключение расплавления отдельных фракций материала в основном крупностью менее (0,1-0,2 мм.) устраняет возможность налипания не расплавленных фракций к футеровке печи и образование кольцевых настылей.Интервал добавки определен экспериментальным путем и обусловлен исключением процесса настылеобразования в трубчатых печах.При подаче в шихту клинкера менее 2 наблюдается настылеобразование, т.к. остается непрореагировавщая часть шихты.При увеличении подачи в шихту клинкера более 4 не наблюдается насть 1 леобразования, однако происходит укрупнение частиц шихты до размеров более 15 мм. Последнее не желательно, т.к. сердцевина крупных гранул плохо прогревается и снижается степень отгонки цинка.При подаче в шихту клинкера крупностью более 0,1 мм наблюдается насть 1 леобразование, т.к. в следствие снижения реагирующей поверхности частиц клинкер остается не прореагировавщая часть шихты.Способ осуществляется следующим образом.Окисленную цинковую руду (состав, цинк 8-10, свинец 0,1- 0,3, оксид кальция 1720, оксид кремния 4-6, железо 6-8, оксид алюминия 3-5) смешивают с цинккальцийсодержащими шламами (состав, цинк 5-10,оксид кальция 25-47, кремнезем 9-30, железо 1-2. оксид алюминия 1-3) и 2-4 оборотного клинкера. Полученная шихта вместе с коксовой мелочью загружается в трубчатую вращающуюся печь и подвергается пирометаллургической переработке. В результате получают возгоны - окись цинка, которые улавливают в рукавном фильтре, а вь 1 гружаемь 1 й в виде гранул клинкер охлаждают, отгружают, а часть клинкера измельчают до крупности менее 0,1 мм. и направляют на приготовление шихты.Пример. 1 Окисленную цинковую руду шихтовали цинккальцийсодержащими шламами И клинкером (крупностью менее 0,1 мм.),полученную шихту вместе с коксовой мелочью загружали в трубчатую вращающуюся печь (412,5 м.). Состав Исходных компонентов шихты следующий, вес.Наименование, вес. цинк свинец железо СаО А 12 О, 102Шлам, поступающий на переработку из шламонакопителей, имел влажность 20-40,а руда 2- 10. В зоне сушки печи температура газов составляла 400-800 С, а температура шихты изменялась от 250 в начале зоны до 700 0 С - в конце. В реакционной зоне температура изменялась от 700 до 1150 С. Клинкер полученный в результате пирометаллургической переработки обладал вяжущими свойствами и испытанный по ГОСТу 3104-81 имел прочность на сжатие 243 кг/ см 2.Для сравнения проводили опыты по прототипу. К цинковой руде добавляли цинккальцийсодержащий шлам, в количестве определяемом соотношением Н СаО Щ / (102 Щ 102 руда ) 2,2. При указанном Н шихта состояла из 61,3 руды и 38,7 шлама. Результаты опытов приведены в таблице 1.Как видно из табл.1 по предлагаемому способу (опыты 2-4), настыли не образуются,материал в зоне подсушки практически полностью (96-99) окатывается до крупности 10-15 мм. Производительность по цинку печи 0,43-0,45 т/ч и извлечение цинка в возгоны (95,9-96,8) выше, чем соответствующие показатели прототипа, а расход коксика ниже 2,8 тн/тн цинка в шихте против 3,3 тн/тн цинка в прототипе.Подача клинкера до 1 резко снижает степень укрупнения материала (сод.фракции 10-15 мм падает с 96-99 до 58). При этом материал в печи оплавляется и образуется настыль.При увеличении добавки-более 5. снижается содержание фракции 10-15 с6 96-99 до 79. увеличивается до 21 отд.фракции 15 мм., что приводит к снижению извлечения цинка с (95,9-96,8) до 94,9.Сравнение предлагаемого способа с известным показывает, что при пирометаллургической переработке шихты без подачи клинкера в печи образуется настыль, т.к. материал в зоне сушки практически не укрупняется, содержание фракции 10-15 мм составляет всего 11, а при переходе в реакционную зону он начинает плавится,становится вязким и налипает на стенки печи Настыльобразование снижает производительность печи по цинку с 0.45 т/ч до 0,4 т/ч, извлечение с 96,8 до 94,8, а расход коксовой мелочи увеличивается с 2,8 тн/тн цинка в шихте до 3,3 тн/тн.Опыты проводили в условиях описанных в примере 1. В шихту подавали клинкер крупностью более 0,1 мм 0,1 -0,2 мм 0,2 иРезультаты опытов приведены в таблице 2.Как видно из таблицы 2 по предлагаемому способу (опыт 1) настыль не образуется, при подаче клинкера крупностью более 0.1 мм резко снижается степень укрупнения материала (сод.фракции 10-15 мм), падаети образуется настыль, а техникоэкономические показатели процесса падают извлечение цинка в возгоны уменьшается с 96,3 до 94,9 95,1, производительность печи с 0.44 т/ч, до 0,410,42 т/ч, расход коксика растет с 2,8 до 3,0 3,2 тн/тн цинка в шихте.Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом обеспечивает следующие преимущества- исключает образование кольцевых насть 1 лей в трубчатых печах при переработке высококальциевистых цинксодержащих материалов- повышает извлечение цинка в возгоны- повышает производительность печи по цинку с 0.4 до 0,43-0,45 т/ч- снижает расход коксика с 3,3 до 2,8 тн/тн цинка.Способ получения оксида Цинка, включающий приготовление щихты из цинковой руды И цинксодержащего щлама, и последующую пирометаллургическую переработку полученной щихты во вращающихся трубчатых печах с получением цинковых возгонов и клинкера, отличающийся тем, что, с целью предотвращения настылеобразования, на стадию приготовления щихты рециркулируют клинкер в количестве 2 - 4 от массы щихты и с размером частиц менее 0,1 мм.ВЛИЯНИЕ подачи клинкера на ПОКЗЗЗТСЛИ ПРОЦСССЗРасход кокса ка тн/тн цинка в шихтеФизическое состояние материала И образование настылейМатериал оплавленный образуется настыль