Способ переработки металлургических шлаков Советский патент 1993 года по МПК C22B7/04 

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению металлов восстановлением пирометаллургическим способом.

Известен пирометаллургический способ переработки шлаков путем продувки посредством топок продуктами сжигания природного газа шлаков при температуре 1150-1250°С. Недостатком известного способа является низкое извлечение цветных металлов.

Цель изобретения - повышение степени извлечения цветных металлов.

Для достижения поставленной цели дополнительную продувку шлаков ведут продуктами сжигания природного газа в конверсорах, причем продувку шлаков осуществляют при отношении расхода продуктов сжигания природного газа в конверсорах к расходу продуктов сжигания природного газа в топках в пределах от Ь,05...0,1.

Сущность заявленного изобретения заключается в том, что продувку шлакового расплава ведут как продуктами сжигания природного газа, получаемых в топках, так и продуктами высокотемпературной кислородной конверсии природного газа, получаемых в конверсорах, которые отличаются от топок как по конструкции, так и по режиму работы.

В топках осуществляют сжигание природного газа с воздухом при температуре 1350°С. При этом в продуктах сжигания получают незначительное количество восстановительных газов. Содержание суммы окиси углерода и водорода в продуктах сжигания не превышает при этом. 5...10%.

В конверсорах осуществляют сжигание природного газа с кислородом, т.е. ведут процесс высокотемпературной кислородной конверсии при температуре 1350°С.

Содержание суммы окиси углерода и водорода в продуктах высокотемпературной кислородной конверсии в конверсорах соСЛ

С

х| о

N Ю СЛ

ставляет 85%, вследствие чего при подаче этих продуктов в расплав значительно повышается содержание восстановительных газов в ванне печи.

В известном техническом решений, выбранном в качестве прототипа, максимальное содержание суммы окиси углерода и водорода в продуктах сжигания природного газа не превышает 10%. Извлечение цинка составляет 76%. Восстановление находя- щихся в шлаковом расплаве окислов отгоняемых металлов газообразными восстановителями и, следовательно, извлечение цветных металлов из шлаков сводится в конечном итоге к восстановлению окислов металлов окисью углерода и водородом. Чем больше в газовой фазе ванны печи содержится окиси углерода и водорода, тем интенсивно идет процесс восстановления окислов металлов, что способствует повышению извлечения цветных металлов из шлакового расплава.

В заявленном решении продувку шлаков осуществляют при отношении количества (расхода) подаваемых в шлаковый расплав продуктов высокотемпературной кислородной конверсии или другими словами расхода продуктов сжигания природного газа в конверсорах к количеству подаваемых в шлаковый расплав продуктов сжигания природного газа в топках в пределах 0,05...0,1.... .

В таблице приведены экспериментальные исследования процесса пирометаллур- гической переработки цинкосодержащих шлаков, показывающие зависимость степени извлечения цинка от соотношения количества подаваемых в шлаковый расплав продуктов высокотемпературной кислородной конверсии к количеству подаваемых в шлаковый расплав продуктов сжигания природного газа в топках.

Из приведенных в таблице данных видно, что степень извлечения цинка возрастает при увеличении отношения количества подаваемых в шлаковый расплав продуктов высокотемпературной кислородной конверсии к количеству подаваемых в шлаковый расплав продуктов сжигания природного газа в топках свыше 0,05.

При увеличении отношения количества подаваемых в шлаковый расплав продуктов высокотемпературной кислородной конверсии к количеству подаваемых в расплав продуктов сгорания свыше 0,1 процесс становится менее экономичным. При отношении количества подаваемого в шлаковый расплав продуктов высокотемпературной кислородной конверсии -к количеству подаваемых в шлаковый расплав продуктов сжигания природного газа в топках равном 0,125 степень извлечения цинка увеличивается незначительно, Однако, при этом увеличивается расход кислорода и топлива, что приводит к снижению экономичности способа, ;.-.: - . .. ;. :

Таким образом, по сравнению с известным пирометаллургическим способом переработки шлаков предложенный способ позволит увеличить извлечение цинка из шлаков на 11-18%,,

Примеры осуществления пирометаллургического способа переработки шлаков, содержащих цветные металлы.

Шлаковозгоночную печь залили цинко- содержащими шлаками в количестве 75 т. Через топки в шлаковый расплав подачи

40000 нм /ч продуктов снижения природного газа, получаемых в топках и 4000 нм3/ч

продуктов высокотемпературной кислородной конверсии, получаемых в конверсорах. Пример. Отношение количества

подаваемых в шлаковый расплав продуктов высокотемпературной кислородной конверсии в конверсорах к количеству подаваемых в шлаковый расплав продуктов сжигания; природного газа было равно 0,1. Начальное

содержание цинка в залитом в печь шлаке составляло 13,5%. Температура шлака в ванне поддерживалась постоянной и составляла 1150-1250°С. После окончания продувки конечное содержание цинка составило 0,95%. Извлечение цинка из шлакового расплава состави ло 93% по сравнению с извлечением цинка известным способом. П р и м е- р 2. Отношение количества подаваемых в шлаковый расплав продуктов

высокотемпературной кислородной конверсии в конверсорах к количеству подаваемых в шлаковый расплав продуктов сжигания природного газа было равно 0,075. После окончания продувки конечное содержание

цинка составило 1,35%. Извлечение цинка из шлакового расплава составило 90% по сравнению с извлечением цинка известным способом.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ переработки металлургических шлаков, включающий продувку шлакового расплава .при 1150-1250°С продуктами сжигания природного газа в топках, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения

цветных металлов, шлаки дополнительно продувают продуктами сжигания природного газа в конверсорах, причем продувку осуществляют п ри отношении расхода продуктов сжигания газа в конверсорах к расходу продуктов сжигания газа в топках, равном 0,05-0,1.

Использование: цветная металлургия, использование шлаков для извлечения цветных металлов из них, Сущность: шлаковый расплав продувают при 1150-1250°С продуктами сжигания природного газа в топках и конверсорах, причем соотношение расхода продуктов сжигания газа в конверторах к расходу продуктов сжигания газа в топках составляет 0,05-0,1. 1 табл.