Способ переработки цинксодержащих шлаков Советский патент 1988 года по МПК C22B7/04 C22B19/04 

Изобретение относится к области цветной металлургии и, в частности, к способам извлечения цинка из ишаковых расплавов.

Известен способ переработки цияксодержащих шлаков, включающий обра ботку расплавов восстановителем и продувку их нейтральным газом.

Способ не обеспечивает достаточной скорости отгонки цинка, а продувка холодным нейтральным газом сопровождается отбором тепла от ишака.

Цель изобретения - увеличение скорости и степени отгонки цинка из шлакового расплава и увеличение глубины обесцинкования шлака.

Достигается это тем, что продувку ведут азотной плазмой с температурой плазменной струи 2000-7000 К.

Предварительно расплавленньй шлак поступает в обогреваемую восстановительную камеру. На поверхность расплава загружают кокс. В расплавленный шлак восстановительной камеры погружены установленные в футеровке плазмотроны, через которые в расплав подается азотная плазма, нагретая до 2000-7000 К. Азотная плазма служит дополнительным источником энергии для протекания эндотермических реакций восстановления цинка и является барботирзтощим агентом. За счет барботажа ванны резко улучшается мас.сообмен в. расплаве и существенно увеличивается поверхность контакта ишак-кокс. При этом достигается высокая .скорость возгонки цинка и низкое остаточное его содержание в отвальном шлаке. Возогнанный цинк может быть сконденсирован в виде.металлического цинка .или окисленных цинковых возгонов. Обедненньй шлак вьшускают из печи и направляют в отвал.

Высокие скорость и степень извлечения цинка из шлаков обеспечиваются благодаря совместного действия высокой температуры в месте ввода плазменной струи в расплав и развитием поверхности шлак-кокс при барботаже ванны азотом.

Проверку способа переработки цинксодержащих шлаков осуществляют на печи мощностью 120 кВА.

В тигельную печь загружают грану- лированньй шлак, содержащий, мас.%: 10 цинка; 1,5 меди 1,0 свинца; 30 железа; 30 5,0 СаО - в количестве 16 кг и расплавляют. После наплавления шлака на его поверхность загружают слой кокса (2 кг) и заглубляют сопло установленного на печи плазмотрона в расплав. После обработки расплава коксом и азотной плазменной струей шлак выпускают.

Получены следующие результаты. Пример 1. Мощность плазменной

0 струи, кВт52

Температура плазменной струи, К2000

Расход азота, 65 Температура расплава, С 1300

5 4Скорость отгонки цинка, кг/мин-м 12,2

Содержание цинка в отвальном шпаке, %0,56 Степень восстановления

0 цинка из ишака, % 95,00 П р и м е р 2. Мощность плазменной

струи, кВт

52

Температура плазменной

5 струи, К3500

Расход азота, 35,8 Температура расплава,С 1380 Скорость отгонки цинка, кг/мин-м 10,1

0

Содержание цинка в отвальном шлаке, %0,31 Степень восстановления цинка из шлака, % 93,9 П р и м е р 3

5 Мощность плазменной струи, кВт .52 Температура плазменной струи, к 7000 Расход азота, 7

0 Температура расплава,С 1400 Скорость отгонки цинка, кг/мин.м 10,2 Содержание цинка в отвальном шлаке, % 0,24

5 Степень отгонки цинка из шлака, % 95,9 Интервалы изменения температуры плазменной струи выбраны исходя из необходимой мощности плазмотрона, эн0тальпии азотной плазмы и количества азота для перемешивания шлакового расплава.

При одной и той же мощности плаз5 ..мотрона (250 кВт) с уменьшением температуры плазмы ниже 2000 К резко уменьшается знтальпия азота, что влечет за собой увеличение объема азота

3609441-

более 3,5 нм /минМ площади ванны -жением энтальпии азота в области

верхний предел дутья, необходимогодальнейшего повьшения температуры, для перемешивания шлакового расплава. Преимущества предлагаемого спосоПри температуре азотной плазмы 7000 Кба: при одних и тех же расходах азота

количество азота составит около скорость возгонки цинка может, быть

0,5 нм/мин, что является нижним претувеличена с 2-3 до 10-12 кг/мин-м. делом интенсивности дутья, необходи- Степень извлечения цинка может

мого для перемешивания шлака. Кромебыть увеличена с 75-80% до 95-96%

того, повышение температуры выше при снижении содержания цинка в от7000 К нежелательно в связи с пони-вальном шлаке с 2-3% до 0,2-0,5%.

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЩШКСО- ДЕРЖАЩИХ ШЛАКОВ, включаюпщй обработку расплавов восетановителем и продувку их нейтральным газом, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости и степени отгонки цинка, продувку ведут азотной плазмой с'температурой плазменной струи 2000- 7000 К.