Способ удаления настылей в металлургических печах

Способ удаления настылей в металлургических печах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ НАСТЫЛЕЙ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПЕЧАХ, включающий оплавление их при сжигании топлива и с подачей флюсов, отличающийся , тем, что, с целью удешевления и ускорения процесса удаления настылей, оплавление нactылeй ведут смесью шлака электроплавки свйнецсодержаших материалов и клинкера вельцевания при массовом соотношении их 1:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) F 27 D I 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3521295/22-02 (22) 14.12.82 (46) 07.04.84. Бюл. № 13 (72) А. М. Интыкбаев, И. С. Багаев и Н. А. Гасуха (71) Усть-Каменогорский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции свинцовоцинковый комбинат им. В. И. Ленина (53) 669.531.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 387198, кл. F 27 В 19/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 622859, кл. С 22 В 15/14, 1977.

„„SU„„1084575 А (54) (57) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ НАСТЫЛЕИ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПЕЧАХ, включающий оплавление их при сжигании топлива и с подачей флюсов, отличающийся, тем, что, с целью удешевления и ускорения процесса удаления настылей, оплавление настылей ведут смесью шлака электроплавки свинецсодержащих материалов и клинкера вельцевания при массовом соотношении их 1: (0,6-0,9) и расходе смеси

20-30% от массы настыли.

1084575

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для плавки и удаления настылей в печах.

Известен способ удаления настылей в металлургических печах оплавлением их с подачей флюсов, которое проводят газокислородной горелкой в присутствии флюсов-доломита, известняка, плавикового шпата, песчаника в соотношении ЯО ..CaO =

0,4 — 0,5 и добавкой + 10 — 20 /р соды от веса флюсов (1).

Недостатком данного способа является большой расход газа, кислорода и флюсов, а также расход дорогостоящего реагента — соды, кроме того, плавка требует значительных затрат.

Наиболее близким к предлагаемому является способ удаления настылей в металлургических печах, включающий оплавление их при сжигании топлива с подачей флюсов, которое осуществляется за счет сжигания топлива (природный газ, мазут или пылеуголь) при поддержании температуры настыли 1300-1500 С с подачей аэросмеси, состоящей из песка (ЯО ) и воздуха (2).

Недостатками известного способа являются низкая скорость плавления настылей и удорожание процесса плавки за счет наличия специальной установки для подготовки аэросмеси.

Цель изобретения — удешевление и ускорение процесса удаления настылей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу удаления настылей в металлургических печах, включающему оплавление их при сжигании топлива и с подачей флюсов, оплавление настылей ведут смесью шлака электроплавки свинецсодержащих материалов и клинкера вельцевания при массовом соотношении их 1:(0,6-0,9) и расходе смеси 20-30 /< от массы настыли.

В качестве шлака электроплавки свинецсодержащих материалов используют шлак печи обезмеживания чернового свинца, шлаки от электроплавки свинцовых пылей шликеров и т.д.

Клинкер от вельцевания цинковых кеков или шлаков содержит, мас"./о . углерод до

20, железо металлическое до 15 и окисное (FeO) до 20, кремнезем SiO< до 20.

При производстве свинца, цинка, меди, олова пирометаллургическим способом образуются настыли, содержащие 20-40 /p сульфида цинка (ZnS), имеющие температуру плавления выше 1600 С.

При плавлении указанных настылей .в присутствии смеси, состоящей из шлака электроплавки свинецсодержащих материалов и клинкера от вельцевания, тугоплавкий сульфид цинка (FeS) взаимодействует с металлическим железом клинкера по известной реакции ZnS+Fe=Zn+FeS. Часть закиси железа (FeO) шлака и клинкера образует с сульфидом железа (FeS) легкоплавкую эвтектику (FeO — FeS), имеющую температуру плавления 950 С, а часть вступает в реакцию с кремнеземом клинкера, образует легкоплавкую эвтектику (2ГеО»

>SiOq) с температурой плавления 1180 С.

Кроме того, сульфид свинца (PbS), содержащийся в настыле, взаимодействует с окисью натрия (1Ма О), содержащей в шлаке электроплавки свинецсодержащих материалов по известной реакции 3PhS+

1о +2Ма О=ЗРЬ+2Ма Я+ЯО .

Свежевыделенный сульфид натрия Ха Я взаимодействует с сульфидом цинка в настыли, образует легкоплавкую эвтетику (2ZnS Na,S) с температурой плавления

870 С и переходит в расплыв.

Таким образом, происходит химическое растворение настылей. Поэтому загрузка смеси, состоящей из шлака электроплавки свинецсодержащих материалов и клинкера от вельцевания цинковых кеков или шлаков оказывается более эффективной, чем загрузка одного песка с воздухом, так как позволяет быстрее проплавить настыль в печи за счет химического ее растворения и образования легкоплавких эвтетик. Кроме того, при использовании смеси, состоя25 щей из шлака и клинкера, дополнительно из них извлекаются свинец, медь, цинк и благородные металлы.

Плавку настылей с песком и смесью, состоящую из шлака электроплавки свинецсодержащих материалов и клинкера от вельцевания, проводят в шамотных тиглях в электрической печи при 1300 С в течение 60 мин. После плавления настыли, которое определяют по перемещению фиксированного штока, массу из тигля выливают и охлаждают. По изменению геометрических размеров настыли в процессе плавки и продолжительности опыта определяют скорость плавки настыли.

В опытах используют настыль шахтной печи, имеющую следующий химический

4п состав, /p . .цинк 23,2; свинец 11,0; железо 22,8; медь 3,4; сера — 18,8; окись кальция 4,4; двуокись кремния 7,8.

Фазовый, минералогический анализ настыли показывает, что она состоит из следующих фаз: сфалерит (ZnS), борнит

4> (Cu,FeS<), галенит (PbS), пирит (FeS ), магнетит (Fe>O4), причем тугоплавкой фазы (ZnS) содержится 27,5 /р.

Шлак электроплавки печи непрерывного обезмеживания состава, имеет следую50 щий химический состав, /p, цинк 2,5, свинец 3,8; медь 2,8; окись кальция 11,0; закись железа 27,5; двуокись кремния 19,4 и окись натрия 6,3.

Клинкер от вельцевания цинковых кеков, состава, /<>. цинк 1,4; свинец 0,3; медь

2,1; железо 29,6 (в том числе железо металлическое 13,1), углерод 19,1; окись кальция 6,4; двуокись кремния 18,8; золото 4,2 г/т, серебро 64,4 г/т.

1084575

35,2

141

Прототип

16,5

110

20,4

76

19,5

18,3

19,2

26,4

30,0

40,0

46,5

90

49,0

45

50,4

13

40,2

Результаты опытов приведены в таблице, из которой видно, что максимальная скорость плавления настыли при одинаковой продолжительности (60 мин) и температуре (1300 C) получены в опытах № 7, 8,9, 11 и 12 составит от 1,28 до 1,36 мм/мин; т.е, смесью шлака с клинкером при весовом отношении шлака к клинкеру 1: (0,60,9) и расходе смеси 20-30% от веса настыли.

При этом скорость плавления настыли в 2,8-3,0 раза больше, чем при плавке по прототипу.

Уменьшение расхода смеси шлака и клинкера менее 20% от веса настыли (опыты № 1 — 5) нецелесообразно, так как ее недостаточно для химического растворения и поэтому скорость плавления низкая, а увеличение расхода смеси более 30% от веса настыли (опыт № 10) не приводит к существенному увеличению скорости плавления.

Весовое отношение шлак/клинкер при оптимальной загрузке смеси (20-30% от

135,4

130, 0

122,1

128,2

132,2

149, 9

160, 1

154,5

162, 1

150,3

168,0

134, 2 веса настыли) также влияет на скорость плавления настыли, Уменьшение отношения шлак/клинкер до 1:0,5 (опыт № 6) и увеличение его до

1:1 (опыт № 3) также не дает существенного увеличения скорости плавления настыли, так как расплав после плавки получается вязким. Выпуск такого. расплава из печи связан с увеличением продоЛжительности плавки и поэтому скорость плавки

10 настыли существенно не увеличилась.

Предлагаемый способ удаления настылей по сравнению с прототипом позволяет удешевить процесс путем исключения специальных устройств для подготовки аэросмеси и ускорить процесс плавки настылей в 2,8-3,0 раза, при этом дополнительно извлекать цветные металлы (свинец, медь, серебро, золото), содержащиеся в шлаках электроплавки свинецсодержащих материалов и клинкере, в извлекаемый металл из

gp печи.

Ожидаемый экономический эффект от применения предлагаемого способа удаления настылей по сравнению с базовым составит 0,76 руб. на 1 т цинка.

1084575

Продо !жение таблицы

Скорость плавления настыли, мм/мин

44,0

68,2

0,45

Прототип

38,1

19,0

1:0,5

0,62

66,0

34,0

1:0,6

1:0,8

0,76

56,0

30,0

0,85

47,2

23,0

0,64

12,4

6,0

1:0,9

1,08

35,0

18,0

1:0,5

0,94

1:0,6

20,0

12,0

1,28

21,0

10,0

1:0,6

1:0,6

1:0,6

1,32

20,8

10,0

1,30

18,0

38,1

35

1,14

5,0

1,34

8,2

1:0,8

1:0,9

12,1

1,36

30

13

21

1, 10

Составитель А. Федоров

Редактор H. Ковалева Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

За к аз 97 /33 Тираж 578 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4