Способ переработки свинецсодержащих материалов

В настоящее время наиболее перспективным направлением в металлургии свинца является кислородно-факельная плавка (КИВЦЭТ-ЦС). Способ включает сушку сульфидного свинцового сырья в смеси с флюсами и углеродистым топливом (расход 4), кислородно-факельную плавку шихты, восстановления полученного оксидного расплава с помощью коксика в коксовом фильтре плавильной зоныкивцэтного агрегата (Сычев А.П. и др. Получение свинца методом КИВЦЭТЦС на заводе Порто-Весме, Цветные металлы М 95 1990 г. стр.29-32).Недостатком известного способа является использование в качестве топлива(при плавке шихты) и восстановителя полученного расплава дорогостоящего и дефицитного коксика.Наиболее близким по технической сущности является способ переработки свинецсодержащих материалов, согласно которому готовят шихту, состоящую из указанных материалов, оборотных пылей, флюсов и кокса (3 от массы шихты) задаваемого в качестве топлива, и загружают в шаровую мельницу, куда подают оборотную воду.В мельнице доизмельчаются составляющие шихты до крупности 62 мкм. Влажную шихту сушат до остаточной влажности менее 2. Сухую шихту подают через специальную горелку на плавку в атмосфере технического кислорода, где при высокой температуре происходят реакции окисления сульфидов металлов и расплавление частичек с образованием диспергированного расплава, включающего оксиды металлов, капли металлического свинца, штейновь 1 е образования. Восстановление оксидов металлов, преимущественно оксидов свинца, до металлического свинца осуществляют путем фильтрации оксидного расплава через слой клинкера от вальцевания цинковых кеков, подаваемого на ванну расплава, В результате восстановления получают черновой свинец, штейн обедненный по свинцу шлак и газообразные продукты, которые направляют на очистку от пыли и далее на производство серной кислоты (Слободкин Л.В. Практика производства свинца кивцэтным методом на УК СЦК, Цветные металлы М 95 1990 г. стр.24-26).Использование в способе клинкера в качестве углеродсодержащего восстановителя обусловлено высоким содержанием углерода в нем и возможностью доизвлечения цветных металлов и серы (химический состав клинкера, свинец 1,0 2,О. цинк 12-2,0, медь - 2,8-3,8, железо 23-26, сера 4,5-6,0, кремнезем 14,О-18,0, уг 3436 5 6Недостатком известного способа является невозможность увеличения переработки клинкера при плавке более, чем 10-12 от веса шихты, а следовательно,дальнейшего повышения комплексности использования сырья кроме того, сера клинкера полезно не используется.Причиной ограничения применения клинкера являются специфические физико-структурные его свойства, а именно основная составляющая клинкера это остаточный коксик, который пропитан (обмазан) стекловидным шлаком и сульфидами или представлен в виде запутавшихся частиц внутри конгломератов, образованных застывшим шлако-штейновым расплавом. Поэтому клинкер в условиях имеющихся температур (1300 С) не плавится (не переходит в гомогенный расплав) до тех пор, пока не выгорит коксик. А так как активность углерода коксика в клинкере низка (за счет экранирования шлако-Штейновым расплавом), то объем усвоения клинкера в процессе не превышает, как указано выше , 10-12 от веса шихты.Увеличение объема переработки клинкера приводит к накоплению последнего на поверхности ванны (под факелом) и образованию полурасплавленной массы(шубы), которая нарушает технологию плавки в целом.Кроме того, недостатком известного способа является использование в качестве дорогостоящего и дефицитного кокса.В основу изобретения положена задача повышения комплексности переработки металлургического сырья и исключение расхода кокса при плавке. Это достигается тем, что в известном способе переработки свинецсодержащих материалов, включающем стадии приготовления измельченной влажной шихты, состоящей из свинецсодержащих материалов, оборотных пылей, флюсов и топлива,сушки указанной шихты, плавки сухой шихты в атмосфере кислорода с получением диспергированного оксидного расплава, восстановления оксидов свинца путем фильтрации оксидного расплава через слой клинкера от вальцевания цинковых кеков с получением чернового свинца и обедненного по свинцу шлака и очистку газов, согласно изобретению, в качестве топлива шихта содержит измельченный клинкер от вальцевания Цинковь 1 х кеков.Использование клинкера от вальцевания цинковых кеков в качестве топлива обусловлено высоким содержанием кокса в нем (в пересчете на углерод 24-3 О) иА необходимость измельчения клинкера обусловлена тем, что размеры трещин и пор в коксе клинкера, заполненных шлаком, и штейновых частиц не пре вышают 0.2 мм.Благодаря измельчению клинкера происходит вскрытие находящихся в нем кокса и сульфидов металлов, которые в кислородном факеле активно сгорают с выделением требуемого тепла и сернистого ангидрида. Последний вместе с сернистым ангидридом, полученным от сгорания концентратов, направляется на производство серной кислоты.Теплотворный эквивалент измельченного клинкера, например, к коксу составляет (24) 1.Таким образом, патентуемый способ обеспечивает следующие преимуществаисключает расход кокса как дорогостоящего и дефицитного топливаповышает комплексность использования сырья за счет извлечения ценных составляющих клинкера (меди, свинца, цинка, благородных металлов и серы)Способ осуществляется следующим способом.Свинецсодержащие материалы, например, концентраты, пыли, флюсы и клинкер от вальцевания цинковых кеков измельчают в шаровой мельнице мокрым способом, фильтруют сушат до остаточной влажности менее 2. Сухая шихта через специальную горелку поступает на плавку в кивцэтном агрегате в атмосфере кислорода. В результате плавки получают диспергированный оксидный расплав,который восстанавливают путем фильтрации через слой клинкера от вальцевания цинковых кеков (неизмельченното), подаваемого на ванну расплава, с получением чернового свинца, возможно, штейна, обедненного по свинцу шлака и газов, которые после очистки от пыли направляют на производство серной кислоты.Ниже приводится пример конкретного выполнения патентуемого способа.Пример. Шихту перерабатывали на установке КИВЦЭТ-ЦС. Она содержит свинцовые сульфидные концентраты, свинцовые пыли и флюсы и имеет следующий состав свинец 43,2, цинк 7,1, медь 1,2, железо 7,3, сера 16,2, кремнезем 7,5,оксид кальция 5,2. В качестве восстановителя и топлива при плавке использовали клинкер от вальцевания цинковых кеков, содержащий, свинец 1,0-2,О, цинк 1.22,О, медь 28-3,8, железо 23-26, сера 4,5-60, кремнезем 14-18,0, углерод 24-30.ГОТОВИЛИ ТрИ партии ШИХТЫ С КЛИНКВрОМ В КЭЧССТВС ТОПЛИВЗС1- содержащая 11 клинкера (3 углерода), измельченного до крупности менее 2 мм (100)2- содержала 11 клинкера (3 углерода), измельченного до крупности менее 0.2 мм (100)Переработку шихты вели на режиме расход шихты 18 т/час, расход кислорода 4000 нм 3/ч расход клинкера (как восстановителя, крупностью менее 20 мм)-10 от веса шихты, расход электроэнергии квт/ч/т шихты.Периодически через специальное отверстие отбирали пробу расплава в конце факела и измеряли температуру.Результаты опыта приведены в таблице. Как следует из таблицы, при плавке шихты с коксом и клинкером, измельченным до крупности менее 2,0 мм (1 О 0/о) в конце факела формируется жидкий расплав и на поверхности ванны не наблюдается скопление нерасплавленной массы (шубы). При плавке же шихты, содержащей клинкер крупностью минус 2 мм (100) пробы из факела представляли собой нерасплавленную, полуспекшуюся массу, а на ванне быстро появлялась шуба.Т.о. измельченный клинкер можно использовать как топливо в шихте плавки взамен кокса, повышая тем самым комплексность использования сырья и экономя дефицитное топливо. Использование измельченного клинкера в качестве топлива не приводит к снижению прямого извлечения свинца, извлечение же серы повы шается с 88 до 91.Способ переработки свинецсодержащих материалов, включающий стадии приготовления измельченной влажной шихты, состоящей из свинецсодержащих МЭТСрИЭЛОВ, ПЫЛИ, фЛЮСОВ И топлива, СУШКИ указанной ШИХТЫ, плавки СУХОЙ ШИХч ты в атмосфере кислорода с получением диспергированного оксидного расплава,восстановление оксидов свинца путем фильтрации оксидного расплава через слой клинкера от вальцевания цинковых кеков с получением чернового свинца, обедНСННОГО ПО СВИНЦУ ШЛЗКЗ И ГНЗОВ, ОТПИЧЗЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО В КНЧССТВС топлива ИС ПОЛЬЗУЮТ ИЗМВЛЬЧЭННЬТЙ клинкер ОТ вальцевания ЦИНКОВЫХ КСКОВ.