СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2008 года по МПК C22B7/02 C22B19/30 C22B19/38 

Описание патента на изобретение RU2329312C2

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при переработке железоцинксодержащих материалов вельцеванием.

Известен способ переработки цинксодержащих материалов, включая вельцевание пылей доменного и сталеплавильного производств, при максимальной температуре в печи 1050°С [М.А.Абдеев, A.M.Колесников, Н.Н.Ушаков. Вельцевание цинк-свинецсодержащих материалов. М., «Металлургия», 1985 г., с.88].

Недостатком указанного способа является низкое содержание в возгонах цинка 18-28% и высокое содержание железа 24-31%.

Известен способ переработки цинксодержащих материалов, включая вельцевание материалов с повышенным содержанием железа и меди, при котором вельцевание проводят при массовом отношении железа к сумме кремнезема и меди в шихте 1,2-2,5 [авторское свидетельство СССР №1096296, кл. С22В 19/38. Способ вельцевания цинксодержащих материалов].

Недостатком этого известного способа переработки материалов с повышенным содержанием железа более 30% является высокая дозировка кремнезема, необходимая для снижения образования металлизованных настылей в печи.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки цинксодержащих материалов, включающий стадию смешения, окатывания вместе с твердым углеродистым восстановителем фракции минус 3 мм и оборотными цинксодержащими пылями и стадию вельцевания окатышей с твердым углеродистым восстановителем фракции плюс 3 мм [авторское свидетельство СССР №876761, кл. С22В 19/38. Способ пирометаллургической переработки цинковых кеков.].

Недостатком указанного способа является низкая прочность выходящих из печи окатышей при переработке таких высокожелезистых материалов, как пыли доменного и сталеплавильного производств.

Техническим результатом данного изобретения является получение окатышей с высокой степенью металлизации, удовлетворяющих требованиям металлургического производства как по прочности, так и крупности, а также производство товарной вельц-окиси.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки цинксодержащих материалов, включающем стадии смешения и окатывания железоцинксодержащих материалов и оборотной пыли с твердым углеродистым восстановителем и стадию вельцевания окатышей при температуре в реакционной зоне 1050-1100°С, на стадию окатывания 90-95% твердого углеродистого восстановителя подают в виде фракции минус 0,2 мм, а процесс вельцевания проводят при содержании железа в загружаемых в печь окатышах 40-60% и при соотношении железа к углероду по мольному весу, равном 0,7-1,0 к 1,0. Крупность окатышей составляет 15-40 мм.

Способ осуществляют следующим образом:

Железоцинксодержащие материалы, включая шламы газоочисток доменного и конвертерного газа приведенного в таблице состава,

Материал:Содержание, % по массе:железоцинксвинецШлам газоочистки доменного газа35-450,5-3,00,1-0,3Шлам газоочистки конвертерного газа52-651,1-5,50,15-0,62

отсев коксовой мелочи и/или другого твердого углеродистого восстановителя и оборотную пыль вельцевания шихтуют в пропорции, соответствующей содержанию железа в шихте 40-60% и соотношению железа к углероду по полному весу 0,7-1,0 к 1. Предварительно отсев коксовой мелочи и/или другого твердого углеродистого восстановителя пропускают через молотковую дробилку, достигая выхода фракций минус 0,2 мм 90%, а минус 1,0 мм 100%. После смешивания шихта поступает в бункер тарельчатого гранулятора. Окатывание материала проходит с дозировкой связующего (бентонит и сульфит-спиртовая барда) и с подачей воды. Полученные окатыши диаметром 15-40 мм поступают в бункер вельц-печи и дозируются на вельцевание. В вельц-печь также поступает отдельно от окатышей твердый углеродистый восстановитель фракции +3 мм (крупные фракции коксика, коксовый орешек, каменный или бурый уголь). Выходящий из печи материал подвергают магнитной сепарации, грохочению с выделением металлизованных окатышей фракций +10-115 мм, непрореагировавшего твердого углерода и золы. Непрореагировавший твердый углерод повторно используют на вельцевание. Металлизованные окатыши используют в металлургическом производстве, а золу (в зависимости от состава) - в агломерации или сбрасывают в отвал. Уловленную в рукавных фильтрах вельц-окись с содержанием цинка более 50% направляют на цинковые заводы. Оборотные железоцинксодержащие пыли вельцевания с газоходов, пылевой камеры и охладителя направляют на смешение и окатывание с исходным материалом.

Предложенный способ испытан в лабораторных условиях. Испытания показали, что вельцевание окатышей, полученных при грануляции железоцинксодержащих материалов с твердым углеродистым восстановителем фракции минус 0,2-1,0 мм, размером 15-40 мм с содержанием железа 40-60% при мольном соотношении железа к углероду 0,7-1,0 к 1,0 позволяет получить прочные металлизованные окатыши, годные для металлургического производства, и товарные возгоны с содержанием цинка более 50%, соответствующие техническим условиям потребителя.

При увеличении крупности железоцинксодержащих материалов и твердого углеродистого восстановителя более 1 мм уменьшается степень металлизации окатышей. Снижение их крупности менее 0,2 мм не снижает показатели металлизации окатышей, однако возрастают затраты на измельчение кокса и/или другого твердого углеродистого восстановителя. При содержании железа в окатышах менее 40% уменьшается прочность окатышей. При содержании железа в окатышах более 60% снижается содержание цинка в товарной вельц-окиси. При мольном соотношении железа к углероду более 1,0 уменьшается степень металлизации железа и отгонки цинка, а при соотношении менее 0,7 увеличиваются затраты на измельчение и отсев твердого углерода, не повышая эффективности металлизации железа и отгонки цинка. Крупность окатышей 15-40 мм является оптимальной, обеспечивая их прочность и необходимую металлизацию железа и обесцинкования материала. При уменьшении крупности окатышей менее 15 мм снижается их прочность, а при увеличении более 40 мм снижается обесцинкование окатышей.

Только в пределах рассмотренных и заявленных показателей достигается наибольший эффект повышения прочности окатышей с высокой степенью перехода оксидов железа в металлическое состояние, практически полное обесцинкование окатышей и получение качественных цинковых возгонов.

Проверку способа осуществляли следующим образом.

Пример. Шлам металлургического производства состава (% по массе): железо 28,6; цинк 4,6; свинец 0,21; углерод 22,5; влажность 8,5, смешивали с конвертерным шламом состава железо 66,4; цинк 1,8; свинец 0,32; углерод 0,6 и коксовой мелочью (содержание углерода 80%) фракции минус 3 мм. Соотношение компонентов в шихте было (% по массе): шлам доменный 12,0; шлам конвертерный 71,8; измельченная коксовая мелочь 11,2; оборотная железоцинксодержащая пыль 5. Среднее содержание железа в шихте составляло 54,0%. Массовое соотношение железа к углероду в шихте составляло 4,25 к 1,0, а мольное 0,9 к 1,0. Коксовую мелочь измельчали в молотковой дробилке до фракции 0,2-1,0 мм. В шихте, подаваемой на грануляцию, доля фракций коксовой мелочи минус 0,2 мм составляла 92%, фракций минус 1,0 мм 100%. Шихту подавали на тарельчатый гранулятор, на который подавался также водный раствор лигносульфоната в количестве по сухому веществу 2% к массе шламов. Полученные окатыши крупностью 15-40 мм загружали в вельц-печь вместе с коксиком крупностью +3 мм. Расход коксика составлял 11% к массе окатышей. Процесс вельцевания протекал при температуре в реакционной зоне 1080-1100°С, продолжительность пребывания материала в этой зоне составила 2 часа. При экспериментальной проверке известного способа был взят доменный шлам с содержанием (% по массе) железа 31,5; цинка 4,6 и твердого углеродистого восстановителя 22,5. Результаты испытаний приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно, что использование предлагаемого способа по сравнению с известным, принятым за прототип, позволяет получить обесцинкованные прочные окатыши с выходом фракций +15-40 мм 95% против 5% по прототипу, более богатые по цинку возгоны 51,5% против 38,9% по прототипу. Таким образом, при реализации предлагаемого способа переработки железоцинксодержащих материалов получены металлизованные окатыши, отвечающие требованиям металлургического производства, и товарные цинковые возгоны.

Таблица 1.Результаты сравнения показателей предлагаемого и известного способа(прототипа)Показатели:Способ:ПредлагаемыйПрототип1. Выход фракций в смеси, включая твердый углеродистый, подаваемой на грануляцию, %:- минус 0,2 мм9251- минус 1,0 мм10078- минус 3,0 мм1001002 Мольное соотношение в окатышах Fe/C0,9/10,3/13. Содержание Fe в исходных окатышах, %54,031,54. Размер окатышей100% фракций +15-40 мм5% фракций +15-40 мм5. Выход окатышей после вельцевания95% фракций +15-40 мм5% фракций +15-40 мм6. Степень металлизации железа, %98,295,67. Содержание цинка в металлизованных окатышах, %0,030,088. Содержание цинка в возгонах, %51,538,9

Похожие патенты RU2329312C2

название год авторы номер документа
Способ пирометаллургической переработки цинковых кеков 1980
  • Колесников Александр Васильевич
  • Сычев Анатолий Петрович
  • Ушаков Николай Николаевич
  • Куленов Ахат Салемхатович
  • Сапрыгин Анатолий Федорович
  • Козлов Павел Александрович
  • Батюков Михаил Иванович
  • Зинде Юрий Николаевич
SU876761A1
СПОСОБ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ 2003
  • Шашмурин П.И.
  • Посохов М.Ю.
  • Степин М.Б.
  • Демин А.П.
  • Стуков М.И.
  • Загайнов В.С.
RU2244034C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ОТХОДОВ 2012
  • Козлов Павел Александрович
  • Паньшин Андрей Михайлович
  • Леонтьев Леопольд Игоревич
  • Затонский Александр Валентинович
  • Дюбанов Валерий Григорьевич
  • Решетников Юрий Васильевич
RU2507280C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ 2001
  • Казанбаев Л.А.
  • Козлов П.А.
  • Колесников А.В.
  • Гизатулин О.В.
RU2197549C1
ШИХТА ДЛЯ ВЕЛЬЦЕВАНИЯ ЦИНКСВИНЕЦОЛОВОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ 2012
  • Козлов Павел Александрович
  • Паньшин Андрей Михайлович
  • Затонский Александр Валентинович
  • Леонтьев Леопольд Игоревич
  • Решетников Юрий Васильевич
  • Дюбанов Валерий Григорьевич
  • Дегтярев Александр Михайлович
  • Ивакин Дмитрий Анатольевич
RU2509815C1
ШИХТА ДЛЯ ВЕЛЬЦЕВАНИЯ 1997
  • Казанбаев Л.А.
  • Козлов П.А.
  • Колесников А.В.
  • Решетников Ю.В.
  • Гизатулин О.В.
RU2122595C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ 2005
  • Кашин Виктор Васильевич
  • Моисеев Алексей Александрович
  • Свиридова Марина Николаевна
  • Танутров Игорь Николаевич
  • Юдин Александр Дмитриевич
RU2306348C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОЦИНКСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА 2005
  • Москаленко Владимир Анатольевич
  • Уваров Михаил Григорьевич
  • Борисов Вячеслав Валентинович
  • Иванов Сергей Яковлевич
RU2283885C1
СПОСОБ ВЕЛЬЦЕВАНИЯ ЦИНКОВЫХ КЕКОВ 2012
  • Козлов Павел Александрович
  • Паньшин Андрей Михайлович
  • Затонский Александр Валентинович
  • Решетников Юрий Васильевич
  • Дегтярев Александр Михайлович
  • Ивакин Дмитрий Анатольевич
RU2496895C1
СПОСОБ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКОВЫХ КЕКОВ 2005
  • Казанбаев Леонид Александрович
  • Козлов Павел Александрович
  • Колесников Александр Васильевич
  • Болдырев Виталий Васильевич
  • Гизатулин Олег Вильевич
  • Ивакин Дмитрий Анатольевич
RU2279492C1

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при переработке железоцинксодержащих материалов вельцеванием. На стадию вельцевания подают окатыши, изготовленные из смеси железоцинксодержащего материала, оборотных пылей и твердого углеродистого восстановителя. Причем окатыши содержат 40-60% железа при мольном соотношении железа к углероду 0,7-1,0 к 1,0 и имеют крупность 15-40 мм. При этом 90-95% твердого углеродистого восстановителя составляет фракция минус 0,2 мм. Изобретение позволит получать металлизованные окатыши, удовлетворяющие требованиям металлургического производства, и товарные цинковые возгоны. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 329 312 C2

1. Способ переработки железоцинксодержащих материалов, включающий стадии смешения и окатывания железоцинксодержащих материалов и оборотных пылей с твердым углеродистым восстановителем и стадию вельцевания окатышей, отличающийся тем, что на стадию окатывания 90-95% твердого углеродистого восстановителя подают в виде фракции минус 0,2 мм, а процесс вельцевания проводят при содержании железа в загружаемых в печь окатышах 40-60% и при соотношении железа к углероду по мольному весу, равном 0,7-1,0 к 1,0.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что размер окатышей составляет 15-40 мм.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2329312C2

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ 2001
  • Казанбаев Л.А.
  • Козлов П.А.
  • Колесников А.В.
  • Гизатулин О.В.
RU2197549C1
Способ пирометаллургической переработки цинковых кеков 1980
  • Колесников Александр Васильевич
  • Сычев Анатолий Петрович
  • Ушаков Николай Николаевич
  • Куленов Ахат Салемхатович
  • Сапрыгин Анатолий Федорович
  • Козлов Павел Александрович
  • Батюков Михаил Иванович
  • Зинде Юрий Николаевич
SU876761A1
Устройство для устранения мешающего действия зажигательной электрической системы двигателей внутреннего сгорания на радиоприем 1922
  • Кулебакин В.С.
SU52A1
US 4266966 А, 12.05.1981
ЛИСИН B.C
и др
Современное состояние и перспективы рециклинга цинкосодержащих отходов металлургического производства
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков 1922
  • Асафов Н.И.
SU6A1

RU 2 329 312 C2

Авторы

Мизин Владимир Григорьевич

Сперкач Иван Емельянович

Самсиков Евгений Анатольевич

Козлов Павел Александрович

Колесников Александр Васильевич

Кононов Александр Иванович

Даты

2008-07-20Публикация

2006-03-06Подача