СПОСОБ ОБЕСЦИНКОВАНИЯ ШЛАМОВ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2006 года по МПК C22B7/00 C22B19/30 

Изобретение относится к комплексному использованию сырья в черной металлургии, в частности к способам переработки отходов металлургического производства, содержащих железо, цинк, серу, сопутствующие металлы, и может быть использовано для извлечения из шламов газоочисток доменного производства вредной примеси цинка, препятствующей вовлечению железосодержащего сырья в металлургический передел.

Высокое содержание железа в шламах (более 50%) ставит их в один ряд с концентратами, однако присутствующий в их составе цинк делает непригодным использование такого материала в аглодоменном производстве вследствие разрушающего воздействия цинка на футеровку печей, образования цинкатных настылей, забивку аспирационных систем.

Большинство предложенных способов обесцинкования металлургических шламов можно сгруппировать следующим образом: пирометаллургические, гидрометаллургические и гравитационные. В промышленности в основном используются пирометаллургические процессы: окомкование или брикетирование с последующей металлизацией окускованного материала во вращающихся печах. Технологические показатели в этих процессах достаточно высоки, но сами процессы сложны и требуется сооружение специальных дорогостоящих установок.

Известен гидрометаллургический способ извлечения цинка из жидких и твердых фаз. К цинксодержащему сырью (твердому или раствору) приливают эфирокислоту и смесь медленно перемешивают 20-60 минут при 50-65°С. Твердую и жидкую фазы разделяют. Полученный водный раствор, содержащий цинк, обрабатывают известным способом, например электролизом, осаждением или используют непосредственно в качестве конечной продукции в технологическом процессе (см. авт.свид. СССР №1617025 A1. M.K. C 22 B опублик. в №48 за 1990 г.).

Однако при использовании указанного способа требуется специальное сооружение агрегата для дозировки и перемешивания, то есть процесс трудоемкий.

Наиболее близким аналогом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ обесцинкования металлургических шламов методом полиградиентной сепарации (магнитной сепарации), при этом напряженность магнитного поля составляет 955-1035 кА/м. Полиградиентная сепарация основана на фильтрации пульпы через слой объемной ферромагнитной среды, что позволяет значительно увеличить напряженность магнитного поля (Материалы IV конгресса обогатителей стран СНГ, II том, с.206-207).

Недостатком указанного способа является то, что ферриты цинка в интенсивном магнитном поле задерживаются в межполюсном пространстве и попадают в магнитную фракцию. Результаты исследований по обесцинкованию доменных шламов показали низкую эффективность полиградиентной сепарации. Извлечение цинка в немагнитную фракцию составило 20-25%.

Задачей заявленного изобретения является повышение эффективности способа обесцинкования шламов газоочисток доменного производства за счет снижения массовой доли цинка в магнитном продукте.

Поставленная задача достигается способом обесцинкования шламов доменного производства, включающим магнитную сепарацию, причем для перевода ферритов и оксидов цинка в немагнитную фракцию магнитную сепарацию осуществляют в магнитном поле напряженностью до 96,0 кА/м.

В шламах доменного производства незначительное количество цинка присутствует в виде цинкита, основная масса элементарного цинка приходится на ферриты цинка, образующиеся в результате химического взаимодействия оксидов цинка и железа. Ферриты цинка обладают слабомагнитными свойствами, поэтому в магнитном поле низкой напряженности до 96 кА/м они не притягиваются магнитной системой и попадают в магнитный продукт, это снижает эффективность процесса обесцинкования шламов доменного производства.

Заявленный способ осуществляется следующим образом: шламы доменного производства с массовой долей железа, цинка, серы соответственно 51,2; 0,66; 0,264% после сгущения в радиальных сгустителях направляются в приемную коробку, откуда равномерным потоком поступают на питающий лоток ванны под вращающийся барабан магнитного сепаратора ПБМ-ПП-9 0/250. Под воздействием магнитной силы железосодержащая часть шламов доменного производства притягивается к вращающейся поверхности барабана и перемещается им к концентратному порогу. Ферриты цинка и цинкиты в магнитном поле напряженностью до 96 кА/м попадают в немагнитную фракцию, тем самым повышается извлечение цинка из шламов доменного производства, за счет снижения массовой доли цинка в магнитном продукте (таблица). Осуществление способа обесцинкования методом магнитной сепарации не требует значительных затрат и дорогостоящих установок и может быть осуществлено на установках по сгущению и обезвоживанию шламов газоочисток доменных цехов.

Таблица
Результаты магнитной сепарации шламов газоочисток доменного производстваНапряженность магнитного поля, кА/мНаименование продуктовВыход, %Массовая доля цинка, %Извлечение цинка, %80,0магнитный42,260,2817,9немагнитный57,740,9482,1исходный100,000,66100,096,0магнитный48,420,3424,9немагнитный51,580,9675,1исходный100,000,66100,0111,5магнитный51,200,4837,2немагнитный48,800,8562,8исходный100,000,66100,0

Изобретение относится к комплексному использованию сырья в черной металлургии, в частности к переработке шламов доменного производства, содержащих железо, цинк, серу и сопутствующие металлы, и может быть использовано для извлечений из шламов газоочисток доменного производства вредной примеси цинка, препятствующей вовлечению железосодержащего сырья в металлургический передел. Обесцинкование шламов доменного производства осуществляют методом магнитной сепарации. Для перевода ферритов цинка и цинкитов в немагнитную фракцию магнитную сепарацию осуществляют в магнитном поле напряженностью до 96 кА/м. Изобретение позволит повысить эффективность обесцинкования шламов доменного производства за счет снижения массовой доли цинка в магнитном продукте. 1 табл.

Способ обесцинкования шламов доменного производства, включающий магнитную сепарацию, отличающийся тем, что для перевода ферритов цинка и цинкитов в немагнитную фракцию магнитную сепарацию осуществляют в магнитном поле напряженностью до 96 кА/м.