Способ переработки цинксодержащих пылей электродуговых печей Российский патент 2018 года по МПК C22B7/02 C22B19/00 C22B19/38 

Описание патента на изобретение RU2653394C1

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке пылей электродуговых печей черной металлургии.

Известен способ переработки пылей электродуговых печей (ЭДП), включающий перед I стадией вельцевания смешение пылей ЭДП с коксиком (расход 180-350 кг/т), известняком для обеспечения CaO/SiO2 = 0,8÷1,1 (расход известняка 4÷5% от веса пылей), последующую I стадию вельцевания (температура в реакционной зоне печи 1250°С) с получением чернового вельц-оксида и клинкера. Черновой вельц-оксид (смесь феррита и оксида цинка, галогенидов цинка и свинца) поступает на II стадию (прокалку) (Т=750°С), на которой возгоняются галогениды. Полученный клинкер (прокаленная вельц-окись) направляется на гидрометаллургическую переработку с извлечением цинка в раствор, а свинца - в свинцовый кек.

Недостатками указанного способа являются:

- высокий расход коксика;

- многостадийность, требующая высоких затрат (9-11 тыс. рублей/т цинка);

- в клинкере после II стадии вельцевания остается смесь цинка и свинца.

Низкое извлечение цинка в раствор (из феррита цинк в раствор не переходит и теряется со свинцовым кеком (см. Козлов П.А. и др. Цветные металлы, 2009, №7, с. 38-40)).

Наиболее близким по технологической сущности к заявляемому является способ переработки пылей ЭДП, согласно которому пыль ЭДП смешивают с флюсом - известняком в количестве 4÷5% от веса пылей, для обеспечения отношения CaO/SiO2 = 0,9÷1,1 и коксиком (коксовая мелочь). Расход коксика 230-250 кг/т пыли. Шихту окатывают со связующим (известь, расход 1÷2%) и направляют на вельцевание I (температура в реакционной зоне печи 1250°С). Черновой вельц-оксид (смесь феррита и оксида цинка, с галогенидами цинка и свинца) направляют на вельцевание II (температура в реакционной зоне печи 900-1000°С). В процессе вельцевания II в возгоны переходят галогениды и свинец, а в клинкере остается смесь оксида и феррита цинка. Клинкер направляется на гидрометаллургическую переработку с извлечением цинка в раствор.

Недостатками указанного способа являются:

- высокий расход коксика;

- низкое извлечение цинка в раствор (феррит цинка не разлагается и при выщелачивании не переходит в раствор, из которого при дальнейшей переработке извлекается цинк);

- многостадийность, требующая высоких затрат (9-11 тыс. рублей/т цинка).

В основу патентуемого способа поставлены следующие цели:

- снижение расхода коксика;

- повышение извлечения цинка в раствор;

- снижение затрат на выпуск цинка.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе переработки пылей ЭДП, включающем смешение, окатывание, вельцевание и последующую гидрометаллургическую переработку цинксодержащего клинкера, перед окатыванием к пылям электродуговых печей добавляют материал, содержащий оксид кальция, в количестве, обеспечивающем добавку оксида кальция в количестве 70-110% от содержания в пылях оксида железа, и коксик - в количестве 1-2% к весу пыли.

Процесс вельцевания ведут в одну стадию.

Способ осуществляется следующим образом.

Пыли ЭДП смешивают с известняком в количестве, обеспечивающем добавку оксида кальция 70-110% от содержания оксида железа в пылях, и коксика в количестве 1-2% к весу пыли. Полученная шихта поступает на окатывание в тарельчатый гранулятор, в который подается вода для обеспечения влажности гранул 12-14%. Гранулы загружаются в вельц-печь. Вельцевание ведут при температуре в реакционной зоне 900-1000°С. Клинкер из печи выгружается с последующей транспортировкой на выщелачивание цинка.

Подача оксида кальция позволяет:

- извлечь цинк из нерастворимого при выщелачивании феррита цинка в растворимый при выщелачивании оксид цинка по реакции:

2СаО + Zn×Fe2O3 → 2CaO×Fe2O3 + ZnO

- возогнать хлориды и фториды свинца, щелочных металлов, т.е. очистить пыль ЭДП от галогенидов, оказывающих вредное влияние на электролитическое выделение цинка из раствора.

Свинец за одну стадию вельцевания переходит в возгоны, которые могут использоваться для извлечения свинца на свинцовых заводах.

Добавка коксика в количестве 1-2% к весу пыли обеспечивает необходимый окислительно-восстановительный потенциал системы, позволяющий извлечь практически полностью свинец в возгоны, а цинк в форме оксида цинка - в клинкер. Интервал добавки оксида кальция к оксиду железа в количестве 70-110% обусловлен ее активностью. Дальнейшее повышение количества добавки (выше 110%) не увеличивает переход в форму оксида и приводит к увеличению выхода кальцийжелезосодержащего кека и перерасходу известняка. Добавка оксида кальция менее 70% не позволяет полностью разложить феррит цинка.

Пример

Для сравнения существующего и предлагаемого способа использовали пыль ЭДП, содержащую, %: цинк общий - 18, цинк в форме феррита - 11, оксид железа (Fe2O3) - 30.

Продукт подвергали смешению с пылевидной добавкой, содержащей оксид кальция, коксиком (фр. менее 1 мм), увлажняли (влажность 12-14%) и окатывали.

При испытаниях по предлагаемому способу окатанную смесь подвергали переработке (вельцеванию) в промышленных условиях во вращающейся печи размером длина 40 м, диаметр 2, 5 м, при температуре 950°С, время обработки 4 часа. Полученный продукт (клинкер вельцевания) измельчали и подвергали гидрометаллургической обработке с извлечением цинка в раствор.

Результаты испытаний по предлагаемому способу и существующему изложены в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно, что увеличение дозировки оксида кальция выше 110% к оксиду железа в пылях ЭДП не увеличивает извлечение цинка, а приводит к избыточному расходу реагента. При дозировке оксида кальция менее 70% снижается извлечение цинка при гидрометаллургической переработке продукта вельцевания.

При отсутствии добавки коксика снижается растворимость цинка при гидрометаллургической переработке продукта вельцевания, при добавке коксика более 2% к пыли ЭДП снижается извлечение цинка в клинкер.

Максимальное суммарное извлечение цинка в раствор при гидрометаллургической переработке продукта вельцевания (90,3-94,5%) по предлагаемому способу получено при добавке к пыли ЭДП продукта, содержащего оксид кальция в количестве (в пересчете на СаО) от 23 до 37%, что соответствует 70-110% СаО к Fe2O3 в составе пыли ЭДП, и добавке к пыли ЭДП от 1 до 2% коксика.

Использование предлагаемого способа позволяет вести процесс вельцевания пыли ЭДП в одну стадию, снизить расход кокса с 24 до 1-2% к весу пыли ЭДП, затраты на переработку снизить с 9-11 до 4-5 тыс. руб/т цинка, при этом извлечение цинка в раствор увеличится с 77 до 90-95%.

Похожие патенты RU2653394C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДА ЦИНКА ВЕЛЬЦ-ПРОЦЕССОМ ИЗ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ ПЫЛЕЙ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ ПЕЧЕЙ 2023
  • Митрофанов Павел Александрович
  • Овсянников Андрей Олегович
  • Брагин Владимир Владимирович
  • Вохмякова Ирина Сергеевна
  • Бородин Артём Валерьевич
  • Сивков Олег Геннадьевич
  • Берсенев Иван Сергеевич
RU2821973C1
Способ переработки пылей электродуговых печей 2019
  • Козлов Павел Александрович
  • Якорнов Сергей Александрович
  • Паньшин Андрей Михайлович
  • Изберх Павел Александрович
  • Головко Федор Павлович
  • Ивакин Дмитрий Анатольевич
  • Лапин Вячеслав Александрович
  • Леонтьев Леопольд Игоревич
  • Дюбанов Валерий Григорьевич
RU2732817C1
СПОСОБ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ ПЫЛИ ДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ 2023
  • Егиазарьян Денис Константинович
  • Клеоновский Михаил Витальевич
  • Мамяченков Сергей Владимирович
  • Матюхин Владимир Ильич
  • Матюхин Олег Владимирович
  • Михеенков Михаил Аркадьевич
  • Озорнин Николай Константинович
  • Шешуков Олег Юрьевич
RU2824119C1
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 удаления цинка из состава цинксодержащих отходов электрометаллургии 2023
  • Хайдаров Тимур Бахтиёрович
  • Хайдаров Бекзод Бахтиёрович
  • Лысов Дмитрий Викторович
  • Суворов Дмитрий Сергеевич
  • Кузнецов Денис Валерьевич
  • Волохов Сергей Вадимович
RU2801974C1
Способ переработки окисленного цинксвинецсодержащего сырья 2023
  • Козлов Павел Александрович
  • Паньшин Андрей Михайлович
  • Якорнов Сергей Александрович
  • Беляков Олег Васильевич
  • Ивакин Дмитрий Анатольевич
RU2802932C1
СПОСОБ ВЕЛЬЦЕВАНИЯ ОКИСЛЕННЫХ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ 2012
  • Козлов Павел Александрович
  • Паньшин Андрей Михайлович
  • Шакирзянов Ринат Мубаракзянович
  • Затонский Александр Валентинович
  • Леонтьев Леопольд Игоревич
  • Решетников Юрий Васильевич
  • Дюбанов Валерий Григорьевич
  • Дегтярев Александр Михайлович
  • Ивакин Дмитрий Анатольевич
RU2516191C1
Способ удаления хлора и фтора из пылевидных цинксодержащих материалов 2022
  • Козлов Павел Александрович
  • Паньшин Андрей Михайлович
  • Якорнов Сергей Александрович
  • Беляков Олег Васильевич
  • Варганов Максим Сергеевич
  • Ивакин Дмитрий Анатольевич
RU2813068C1
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 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

Реферат патента 2018 года Способ переработки цинксодержащих пылей электродуговых печей

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в переработке цинксодержащей пыли электродуговых печей вельцеванием. Способ включает операции смешения, окатывания, вельцевания, гидрометаллургической переработки цинксодержащего клинкера. Пыль электродуговых печей смешивают перед окатыванием с материалом, содержащим оксид кальция в количестве, обеспечивающем добавку оксида кальция в количестве 70-110% от содержания в пыли оксида железа (Fe2О3), находящегося в составе феррита цинка (ZnO×Fe2O3), и коксиком в количестве 1-2% к весу упомянутой пыли. Изобретение позволяет снизить расход коксовой мелочи, повысить извлечение цинка в раствор, а свинца - в возгоны. 1 пр., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 653 394 C1

Способ переработки цинксодержащей пыли электродуговых печей, включающий операции смешения, окатывания, вельцевания, гидрометаллургической переработки цинксодержащего клинкера, отличающийся тем, что пыль электродуговых печей смешивают перед окатыванием с материалом, содержащим оксид кальция в количестве, обеспечивающем добавку оксида кальция в количестве 70-110% от содержания в пыли оксида железа (Fe2О3), находящегося в составе феррита цинка (ZnO×Fe2O3), и коксиком в количестве 1-2% к весу упомянутой пыли.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2653394C1

Козлов П.А
и др
Переработка цинксодержащей пыли электродуговых печей
Журнал "Цветные металлы", N7, Издательский дом "Руда и Металлы", 2009
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ПЫЛИ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ 2010
  • Иваница Сергей Иванович
  • Логиновских Сергей Иванович
  • Мальцев Виктор Алексеевич
  • Меламуд Самуил Григорьевич
  • Мокрецов Андрей Васильевич
  • Храмов Дмитрий Юрьевич
RU2484153C2
СПОСОБ ВЕЛЬЦЕВАНИЯ ОКИСЛЕННЫХ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ 2012
  • Козлов Павел Александрович
  • Паньшин Андрей Михайлович
  • Шакирзянов Ринат Мубаракзянович
  • Затонский Александр Валентинович
  • Леонтьев Леопольд Игоревич
  • Решетников Юрий Васильевич
  • Дюбанов Валерий Григорьевич
  • Дегтярев Александр Михайлович
  • Ивакин Дмитрий Анатольевич
RU2516191C1
Способ переработки цинксодержащихпылЕй и ВОзгОНОВ 1979
  • Галимов Маснауй Даянович
  • Окунев Аркадий Иванович
  • Хугаев Владимир Ильич
  • Ходов Николай Владимирович
  • Борисенко Владимир Георгиевич
  • Кузнецов Олег Константинович
SU831833A1
JP 2002241850 A, 28.08.2002
NO 9804755 A,14.04.1999.

RU 2 653 394 C1

Авторы

Козлов Павел Александрович

Якорнов Сергей Александрович

Паньшин Андрей Михайлович

Избрехт Павел Александрович

Махмудов Джахангир Искандарович

Затонский Александр Валентинович

Ивакин Дмитрий Анатольевич

Леонтьев Леопольд Игоревич

Дюбанов Валерий Григорьевич

Даты

2018-05-08Публикация

2017-03-23Подача