СПОСОБ ОБЕДНЕНИЯ ТВЕРДЫХ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ ШЛАКОВ Российский патент 2010 года по МПК C22B7/04 C22B5/10 

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть применено для обеднения твердых медно-цинковых шлаков.

Известен способ вельцевания цинксодержащих материалов (Патент РФ №2122596, опубл. 27.11.1998) для переработки цинковых кеков, руд, шлаков и др. материалов вельцеванием. Недостатком данного способа обеднения является сложность процесса, связанная с использованием вращающейся трубчатой печи и ее разгрузкой в нижней части.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обеднения медно-цинковых шлаков, включающий подачу шихты, состоящей из твердых медно-цинковых шлаков и углеродистого восстановителя, подаваемого в количестве 135-2% от веса шлака, в печь с получением богатой по меди фазы и переводом цинка в газовую фазу.

Задачей изобретения является упрощение процесса обеднения медно-цинковых шлаков.

Достигается это тем, что согласно заявленному способу обеднения медно-цинковых шлаков, включающему подачу шихты, состоящей из твердых медно-цинковых шлаков и углеродистого восстановителя при массовом отношении шлака к твердому углеродистому восстановителю 1÷(0,06-0,1), в разогретую печь, получение богатой по меди фазы и перевод цинка в газовую фазу, шихту в разогретой печи продувают кислородосодержащим окислителем с использованием верхнего непогружного дутья, при расходе кислородосодержащего окислителя в количестве, определяемом по содержанию в нем кислорода, из условия 60-110 кг на тонну шлака.

Данные условия необходимы для того, чтобы часть твердого углеродистого восстановителя сгорела с выделением тепла, необходимого для поддержания температуры в указанном интервале, оставшаяся часть идет на восстановление оксидов меди и цинка. Реакции, происходящие в заданной системе при использовании в качестве восстановителя углерода, можно записать как:

С+O₂=CO₂,

CO₂+С=2СО,

2Cu₂O+С=4Cu+CO₂,

Cu₂O+СО=2Cu+CO₂,

2CuFe₂O₄+С=2Cu+2Fe₂O₃+СО₂,

ZnO+C=Zn+CO,

ZnO+CO=Zn+CO₂,

2ZnFe₂O₄+С=2Zn+2Fe₂O₃+CO₂

2Zn+O₂=2ZnO

Богатая по меди масса накапливается под слоем обедненного по цинку шлака, восстановленный цинк отгоняется в паровую фазу, окисляясь впоследствии до ZnO по последней реакции.

Нижний предел соотношения шлака и твердого углеродистого восстановителя (1:0,06) выбран в связи с невозможностью создания температур для нормального ведения процесса. Выше соотношения 1:0,1 шлака и твердого углеродистого восстановителя резко возрастает температура процесса, происходит интенсивное разрушение футеровки, высок переход железа в восстановленную медь. Нижний предел расхода окислителя (60 кг) выбран для того, чтобы часть восстановителя сгорела с выделением тепла, необходимого для ведения процесса, оставшаяся его часть идет на восстановление меди и цинка. Верхний предел расхода окислителя (110 кг) выбран в связи с достижением предельных для футеровки температур. Использование верхнего непогружного дутья является условием необходимым, т.к. основные реакции восстановления происходят в верхнем слое, где создаются высокие температуры и необходимые условия для разделения цинка (в газовую фазу) и меди - в штейновую.

Способ поясняется следующим примером.

Пример 1. Медно-цинковый шлак состава, мас.%: Cu - 2,19%; Zn - 12,5%; Fe - 44%; SiO₂ - 22% совместно с твердым углеродистым восстановителем (коксиком) подавали в алундовый тигель, установленный в селитовую печь и предварительно разогретую. Одновременно с компонентами шихты включали подачу кислородосодержащего окислителя (воздуха) через верхнюю непогружную фурму, изготовленную из алундовой трубы. После полного расхода восстановителя и окислителя полученный продукт охлаждали и делали анализ. Результаты анализов полученных продуктов, при различных соотношениях шлака и восстановителя, и расходах окислителя представлены в таблице.

Таким образом, использование данного способа по сравнению с прототипом позволяет достичь снижения экономических затрат и материалов при таком же извлечении меди в металл, а цинка в паровую фазу, как в прототипе.

Таблица Соотношение Извлечение, % Расход (кг/ 1 т шлака) окислителя по шлака и восстано-
вителя Cu Zn содержанию в нем кислорода   82,3 69,1 55   85,9 74,2 60 1:0,050 90,1 77,0 85   90,2 77,0 110   90,3 77,1 115   89,9 90,3 55   96,9 97,0 60 1:0,060 97,0 97,1 85   97,4 97,5 110   97,6 97,6 115   90,9 90,3 55   97,0 97,0 60 1:0,08 97,7 97,6 85   98,0 98,1 110   98,0 98,1 115   92,7 93,8 55   97,1 97,03 60 1:0,1 97,9 97,7 85   98,1 98,0 110   98,2 98,1 115   91,5 91,4 55   97,2 97,0 60 1:0,15 97,8 97,7 85   98,0 97,8 110   98,1 98,1 115

Изобретение относится к способу обеднения твердых медно-цинковых шлаков. Способ включает подачу шихты, состоящей из твердых медно-цинковых шлаков и углеродистого восстановителя при массовом отношении шлака к твердому углеродистому восстановителю 1:(0,06-0,1) в разогретую печь. При этом шихту в разогретой печи продувают кислородсодержащим окислителем с использованием верхнего непогружного дутья при расходе кислородсодержащего окислителя в количестве, определяемом по содержанию в нем кислорода, из условия 60-110 кг на тонну шлака. Затем получают богатую по меди фазу и переводят цинк в газовую фазу. Техническим результатом является упрощение процесса обеднения твердых медно-цинковых шлаков. 1 табл.

Способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, включающий подачу шихты, состоящей из твердых медно-цинковых шлаков и углеродистого восстановителя при массовом отношении шлака к твердому углеродистому восстановителю 1:(0,06-0,1), в разогретую печь, получение богатой по меди фазы и перевод цинка в газовую фазу, отличающийся тем, что шихту в разогретой печи продувают кислородсодержащим окислителем с использованием верхнего непогружного дутья при расходе кислородсодержащего окислителя в количестве, определяемом по содержанию в нем кислорода, из условия 60-110 кг на тонну шлака.