Шихта для переработки полиметаллических материалов Советский патент 1982 года по МПК C22B19/36 

() ШИХТА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

I

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам переработки отходов цинкового производст ва.

Одним из полупродуктов гидрометаллургического способа получения цинка являются цинковые кеки, в которых содержится, %: цинк 18,0-22,0; свинец 1,5-2,5; медь 1,5-2,5; кадмий 0,1-0,25; окись железа 18,0-20,0; окись кальция 3, двуокись кремния 13,0-15,0; окись алюминия 10,012,0; окись магния 1,5-1,9 и сера 6,0-8,0.

С целью доизвлечения цинка, кадмия и редких эле ентов цинковые кеки подвергают вельцеванию, сущность которого состоит в том, что кек смешивают с мелким коксом, расход которого составляет 35,,0 от веса кека и смесь нагревают во вращающейся трубчатой печи до 1100-1250°С fl. В результате вельцевания цинковых кеков получают вельц-окислы, в которых содержится, цинк 57,0-62,0; свинец 10,0-12,0; медь 0,2-0, кадмий 0,5-1,3; сера А,5-55 и клинкер с содержанием, %: цинк 0,5-1,0; свинец 0,4-0, медь 2,5-3,5; окись железа 25,,0; окись кальция ,66,5; двуокись кремния 25,0-27,0; окись алюминия 1,0-25,0; окись магния 0,5-1,0 и сера 6,0-8,0. Вельц- направляют на гидрометаллургимескую переработку и извлекают из нмх в товарные продукты цинк, кадмий, свинец и редкие элементы. Клинкер вельц-печей является полиметаллическим сырьем и подлежит дальнейшей пеf$реработке с целью извлечения меди, благородных металлов и доизвлечения цинка, свинца и редких металлов.

Наиболее близкой к предлагаемой является шихта для переработки клинкера вельц-печей 2, содержащая,%: клинкер вельц-печей 75|0; свинцовомедный штейн 7,0; медно-хлорный кек 3,0; флюс (кварцит + известняк) И,О и кокс 1,0-1,5. При плавке такой ши ты получают медный штейн, содержащи % медь 12,0-18,0; цинк 2,0-3,5; свинец 1,6-2,6; сера 18,0-22,0 и же лезо , возгоны, в которых содержится, %: цинк 20, свинец 40,,0 и медь 1, и шлаки, содержащие, %. медь 0,22-0,26; цинк 1,6-2,0, свинец 0,,7; окись железа 28,0-32,0, окись кальция 12, 16,0, двуокись кремния 35,0-37,0 и окись алюминия 8,0-12,0. Удовлетворительные результаты при плавке кли кера вельц-печей получаются только при добавке в шихту 12,0-1,0 флюсо (кварцит -f известняк), расход которых в общих затратах на передел сос тавляет значительную величину. Недостатки переработки шихты так го состава в шахтной печи - необходимость добавлять в шихту флюсы, чт удорожает плавку и большие потери меди, свинца и цинка со шлаками. До бавка флюсов в шихту не всегда обес печивает равный ход печи. Кроме того, для протекания реакций шлакообразования из исходных флюсов вынуждены в шихту плавки добавлять допол нительно кокс. Цель изобретения - повышение сте пени извлечения тяжелых цветных металлов и удешевление процесса переработки клинкера вельц-печей в шахт ной печи. Поставленная цель достигается тем, что шихта, содержащая клинкер вельц-печей, полиметаллический штей медно-хлорный кек, восстановитель и флюсы, дополнительно содержит обо ротный шлак шахтной плавки при следующем соотношении компонентов, вес.: Полиметаллический штейн 8,0-10,0 Медно-хлорный кек2,0-3,0 Восстановитель 1,0-3,0 Флюсы (кварцит + + известняк) 6,0-7,0 Оборотный отвальный шлак . шахтной плавки 6,0-7,0 Клинкер вельц печей Остальное Частичная замена оборотным отвал ным шлаком шахтной плавки флюсов обусловлена тем, что при содержании в шихте 25,0 оборотного отвального шлака шахтной плавки от веса флюсов уже наблюдается положительное влияние его на ход печи, вязкость получаемых шлаков и разделение продуктов плавки; при содержании в шихте 50,0% оборотного отвального шлака шахтной плавки от веса флюсов получаются жидкотекучие шлаки, ровный и спокойный ход печи, хорошее разделение продуктов плавки, несколько повышается проплав печи. При более высоком расходе оборотного отвального шлака наблюдается увеличение вязкости получаемых шлаков и увеличивается содержание меди в них. Поэтому замена большей, чем 50,0 части флюсов оборотным отвальным шлаком, как показала практика, технологически нецелесообразна, так как снижаются технико-экономические показатели процесса переработки клинкера вельц-печей в шахтных печах. Шихту предлагаемого состава плавят в шахтной печи. В результате плавки получают медный штейн, куда переходят из клинкера медь и благородные металлы и возгоны, где концентрируются цинк, свинец, редкие элементы и отвальный шлак. Каждый из полученных полупродуктов переработки предлагаемой шихты удовлетворяет требованиям их последующей переработки при высокой степени комплексности использования полиметаллического сырья. Средний химический состав клинкера вельц-печей, %: цинк 0,95; свинец 0,0; медь 3,80; сера 7,77; окись железа 25,; окись кальция 6,55; ДВУ окись кремния 2б,4; окись алюминия 15,7; окись магния 0,58; углерод 13,70. Средний химический состав свинцово-медного штейна, %. свинец 15,30; медь 5,37; цинк 2,10; олово 0,17; сурьма 0,12; железо 55,0; сера 18,7; прочие 3,2. Средний химический состав меднохлорного кека, %: цинк 18,48; свинец 7,38; медь 25,12; кадмий 0,1; хлор Средний химический состав оборотного отвального шлака шахтной плавки, %: Zn 2,25; Pb 0,35; Си 0,26; FeO 30,42; CaO 11,51; SiOs 36,3; , 11,56; прочие 7,35. Испытаны шихты следующего состава (см. табл.1),

5 Т а

блица 1

Содержание компонентов в шихтеД

8,0

3,5 10,5

3,0

75,0

Из таблицы 6 видно, что частичная замена флюсов отвальным оборотным шлаком шахтной плавки позволяет получать практически такие же результаты, что и при использовании в качестве флюсов кварцита и известняка. Практически не изменяется состав получаемого медного штейна по содержанию меди, но снижается содержание цинка и свинца в нем, что желательно, так как улучшается кондиционность медного штейна как товарного полупродукта. Частичная замена оборотным отвальным шлаком шахтной плавки флюсов приводит к несколько повышенному, по сравнению с составом ранее получаемых шлаков, но практически допустимому содержанию в шлаках: окиси железа на 8,19, окиси алюминия на 13,62 и допустимому снижению содержания окиси кальци на 8,21% и двуокиси кремния 1,83%. Улучшается чистота получаемого шлак

Плавку шихт проводят в шахтной пеРй« имеющей сечение в области фурм 2,3н при следующих технологических параметрах: упругость дутья 100 - ПО мм рт.ст., расход воздуха мин, удельный проплав 2 т/м в сутки, температура отходящих газов 550-600 с. Продукты плавки с температурой 1100-1150 С

to выпускают из пеми непрерывно в отстойник, где они разделяются на два слоя: шлак выпускают непрерывно из отстойника, а медный штейн по мере накопления.

Результаты промышленных испытаний шихт, с частичной замен и ({шюсов оборотным отвальным шлаком шахтной плавки показаны в таблице 2 Таблица 2

за счет снижения содержания прочих компонентов. Улучшение состава шлака и штейна наблюдается уже при 25 -ной замене флюсов оборотным отвальным шлаком. Так, штейн получается более кондиционным по содержанию цинка и свинца в нем и в шлаках снижается содержание меди (до 0,25%) цинка (до 1,89) и свинца (до 0,).

Наилучшие результаты получены при замене флюсов сЛоротным отвальным шлаком. В получаемых отвальных шлаках содержание меди равно 0,23 против 0,26% по существующей технологии И несколько лучшие по составу медные штейны (цинк 1,88% против 2,0% и свинец 7,77% против

8,17%).

Замена флюсов (кварцит, известняк) оборотным отвальным шлаком шахтной плавки позволяет снизить вязкость получаемых шлаков и лучше . 7908 разделять шлак от штейна, повысить извлечение ценных металлов (золото, серебро, медь, цинк, свинец, и др.) за счет равномерного распределения шлакосоставляющих компонентов в объеме шихты и за счет большего перехода в медный штейн извлекаемых металлов, вести процесс плавки более стабильно, уменьшить случаи подвисания шихты в шахте печи, несколько повысить проплав печи за счет экономии времени на образование шлака из подаваемых в шихту флюсов и уменьшить затраты на ведение процесса плавки за счет экономии затрат на флюсы. Формула изобретения Шихта для переработки полиметаллических материалов, содержащая полиметаллический штейн, медно-хлорный кек, восстановитель, флюсы и клинкер вельц-печей, отличающаяся 8 тем, что, с целью повышения степени извлечения тяжелых цветных металлов и удешевления процесса плавки, она дополнительно содержит оборотный отвальный шлак шахтной плавки при следующем соотношении компонентов, весД: Полиметаллический штейн 8,0-10,0 Медно-хлорный кек2, Восстановитель 1,0-3,0 Флюсы6,0-7.0 Оборотный отвальный шлак шахтной плавки 6,0-7,0 Клинкер вельцпечейОстальноеИсточники информации. принятые во внимание при экспертизе 1. Лоскутов Ф.М. Металлургия свинца и цинка, М., 1956, с.. 2. Цветная- металлургия. Известия вузов 19б1, N 5, с.. .