Шихта для переработки цинксодержащих материалов

Шихта для переработки цинксодержащих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ШИХТА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНК- , СОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ ПЛАВКОЙ, включающая углеродистый восстановитель, окись кальция, жвлeзoJCOдepжaи ий и , цинксодержащий материалы, отличающаяся тем, что, с целью повышения извлечения цинка, меди и благородных металлов и сокращения расхода восстановителя при плавке, в качестве железосодержащего материала она содержит клинкер вельцевания при следующем соотношении компонентов , мае. Z: Углеродистый восстановитель5-9 Окись кальция 2-6 Клинкер вельцевания 3-10 ЦинксЬдержа1ций материал Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

034 °

РЕСПУБЛИК ае m) А цр С 22 В 19/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЬПЪФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А Ь ТОР СНОМ У СВЩКТВЪСТВУ (2 1 ) . 3512218/22-02 (22) 17. 11 82 (46) 15.06.84. Бюл. У 22 (72) А.В.Тарасов, В.И.Гель, В.А.Подлужная, П.Г.Чаптыков, Л.А.Романов и Г.А.Краев (71) Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт цветных металлов (53) 669.531(088.8) (56) 1. Ярыгин В.И. и др. "Пути стабилизации технологических реаимов электроплавки окисленного цинксодеркащего сырья". Сб. трудов ВНИИцветмет, Усть-Каменогорск, 1976, В 26, с. 18-25.

2 ° Авторское свидетельство СССР

У 622860, кл. С 22 В 19/38, 1977. (54) (57) ШИХТА ДЛЯ IIEPEPABOTKH ЦИИК-, СОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ ПЛАВКОЙ, включающая углеродистый восстановитель, окись кальция, иелезосодериащий и цинксодериащий материалы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения извлечения цинка, меди и благородных металлов и сокращения расхода восстановителя при плавке, в качестве мелезосодерл ащего материала она содержит клинкер вельцевания при следующем соотношении компонентов, мас. Х:

Углеродистый восстановитель 5-9

Окись кальция 2-6

Клинкер вельцевания 3-10

Цинксодерзащий материал Остальное

1097697

° 50

Йлавку шихты осуществляют, преимущественно, в электротермических печах.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности, к способам переработки цинксодержащих материалов.

Известна шихта, содержащая цинкоBbIA продукт,. окись кальция, углерод- содержащий восстановитель и медьсодержащий полупродукт. В качестве медьсодержащего полупродукта используется конвертерный шлак второго периода или грубая коивертерная пыль (1) .

Использование шихты такого состава приводит к тому, что задалживается медь в цинковом производстве и значительная часть вводимой меди (до

30-40 ) теряется со шпаками цинковой плавки.

Наиболее близкой по составу к предлагаемой является шихта для переработки цинксодержащих материалов, включающая углеродсодержащий восстановитель, окись кальция, цинксодержащий материал и зернистое металлическое железо (2) .

Основными недостатками шихты такого состава являются: высокий расход углеродсодержащего восстановителя (10-30 ); наличие составляющей s шихте (зер- Зо нистое металлическое железо, требующей специальной подготовйтельной операции; низкое извлечение меДи и благородных металлов при переработке шихты.

Цель изобретения — повышение извлечения цинка, меди и благородных металлов и сокращение расхода восстановителя при плавке.

Поставленная цель достигается тем, 40, что шихта для переработки цинксодержащих материалов плавкой, включающая углеродистый восстановитель, окись кальция, железосодержащий и цинксодержащий материалы, s качестве 45 железосодержащего материала содержит клинкер вельцевания при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Углеродистый восстановитель 5-9

Окись кальция 2-6

Клинкер вельцевания 3-10

Цинксодержащий материал Остальное

Компоненты шихты подвергают механическому смешиванию, а затем предварительному нагреву во вращающейся печи, в атмосфере близкой к нейтральной. Горячую шихту загружают в электропечь на поверхность шлакового расплава. Загрузку клинкера возможно вести и непосредственно в электропечь беэ смешения его с другими компонентами шихты и подогрева.

Температуру расплавленного шлака поддерживают на уровне 1250-1400 С. о

За счет взаимодействия оксида цинка с восстановителем образуются пары цинка, поступающие в конденсатор, в котором получают расплавленный цинк.

Основная часть цинка восстанавливается из твердой шихты. Элементы вмещающей породы расплавляются и образуют шлак; Часть восстановленного железа и медь в сочетании с имеющейся серой образуют штейновую фазу. Имеющийся в шихте клинкер обесцинковывает и обедняет шлак по меди и благородным металлам, коллектирует цветные металлы, препятствует образованию и разрушает оксидно-суль.:идную фазу, стабилизирует процесс плавки шихты и конденсации цинка.

Клинкер от вельцевания кеков или раймовки — отход цинкового производства. Клинкер содержит благородные металлы, 1-3 . меди, около 1 цинка, небольшие количества свинца, кадмия.

В состав клинкера входит 10-30 зележа и 15-30 % углерода. Как показали проведенные структурно-фазовые исследования, около половины железа в клинкере представлено в металлическом или вторично окисленном и легко восстановимом состоянии. Железо и кокс

B клинкере сцементированы силикатным стеклом, содержащим тонкую вкрапленность железа и сульфидов меди и железа. Клинкер является тугоплавким продуктом из-за высокого содержания в нем кокса и железа. Наличие кокса определяет низкий удельный вес клинкера 2,6-2,9 г/см, а удельный вес промышленных жидких шлаков лежит в пределах 2,9-3,5 г/см, в связи с чем клинкер в жидком шлаке не тонет.

При поступлении клинкера в печь, содержащееся в нем окисленное железо легко восстанавливается углеродом.

По мере расходования углерода клинкера на восстановительные процессы происходит плавление сульфидов и си3 10976 ликатных фаз, Высвобождающееся железо начинает погружаться в шлаковый расплав. Металлическое железо пронизывает шлаковую ванну, при этом протекают основные реакции: 5 (Zn 8)алак +Ре1в Znf+(FeS)>ted< (1) (Еп 0)алак +четв ЕпФ+(ГеО)алак (2)

Протекание реакций (1) и (2) в объеме шлакового расплава предотвращает образование промежуточного слоя 10 штейна с высоким содержанием сульфида цинка и поддерживает необходимое количество закиси железа в шлаке.

Это исключает возможность бурного протекания реакции (1) при накопле- 15 нии критической массы и подъеме температуры на границе шлак-штейн, т.е. исключается "вскипание ванны", стабилизируется состав шлака и его элект.ропроводность. Использование предпоч- 0

1гительно фракции клинкера 25+5 мм позволяет уменьшить количество пустой породы, поступающей с клинкером.

Образующийся в процессе взаимодействия сульфида цинка с железом сульфид железа в шлаковой ванне является коллектором мелкой взвеси сульфидов меди и металлической меди, так как при их взаимодействии происходит укрупнение в веси до капель медного штейна, активность меди в которых ниже, чем активность меди во взвеси сульфида меди и металлической меди, что способствует обеднению шлака по меди.

Плавки шихты проводят на промышленной руднотермической печи мощностью 3,5 мВт с напряжением на электродах 140 В. Площадь пода печи

26,7 кв. м. Температура шлаковой ван-40 ны 1350-1450 С. Давление под сводом печи 4-6 мм вод.ст.

В качестве цинксодержащего материала испльзуют цинковый агломерат, .содержащий, Ж: 5 1,9 Zn»24 Fe, 0,86 Си, 1,65 РЬ, 2,7 8, 4,0 SiO>, в качестве восстановителя " кокс.

В шихту вводят клинкер, полученный при вельцевании раймовки, содер« 50 жащий: 0.,57 Ж Zn, 17,1 Х Fe,2,43 Х

Си, 24,6 7. С, 3,0 г/т Аи,400 г/т Ag. .Крупность клинкера составляет

25+5 мм.

Проплавляют шихты следующих соста-Б вов:

Пример 1. Шихта включает, вес. Ж:

97 4

Кокс 9,0

Окись кальция 2 в 0

Клинкер 3,0

Агломерат 86,0

Пример 2. Шихта содержит, вес. Х:

Кокс 5,0

Окись кальция 6,0

Клинкер 10,0

Агломерат 79,0

Пример 3. Шихта содержит, вес. Х:

Кокс 8,0

Окись кальция 4,0

Клинкер 7,0

Агломерат 81,0

Пример 4. Шихта без добавки клинкера (принята как аналог при расчете экономического эффекта), содержащая, вес. Х!

Кокс 14

Окись кальция. 6

Агломерат 80

Пример 5. Известная шихта..

Продуктами плавки являются металлический цинк, шлак и штейн °

Результаты промьвпленных плавок представлены в таблице.

Как видно из таблицы, добавка клинкера обеспечивает повышение техникоэкономических показателей процесса плавки.

При переработке шихты, содержащей меньше 3 Х клинкера, не достигается повышения извлечения цинка, меди и благородных металлов и снижения рас" хода восстановителя. Если в шихту вводить больше 10 X клинкера, то происходит раэубоживание шихты по цинку, увеличивается расход электроэнергии на 1 т цинка, увеличивается выход шлака, что снижает извлечение цинка.

Кроме того, расход углеродистого восстановителя в такой шихте ниже

5 вес. Ж резко снижает скорость вос становления цинка. Увеличение расхода кокса выше 9 вес. Х может приводить к образованию избытка кокса . на поверхности ванны и перераспределению тока между электродами, что и отмечается в определенных условиях при переработке шихты без клинкера (шихта 4).

Использование предлагаемой шихты позволяет: снизить расход кокса с 12-16 до 5-9 Х;

1097697 б повысить извлечение меди на 3-4, благородных металлов на 3-4 Х; уменьшить эксплуатационные затраты (расход электроэнергии на

50 — 100 кВт. ч на тонну цинка с 3700 до 3600-3650 кВт. ч, увеличить производительность на 10X}. снизить содержание цинка в шлаке- с 6-7 до 3,5-4,7 Ж, в штейне — с 6-8 до 3-5 Х; повысить степень конденсации на

1,5-2 Х и прямой выход цинка на

1,3-1,8 7 с 85,2-86,2 до 86,5-88 1;. повысить извлечение цинка на 0,8 Х с 96,0 до 96,8 Ж;

Показатели, 7

Шихта по примеру

1 f

1 2 3 4 5

10

Расход кокса

Расход клинкера

Расход мелкозернистого железа

3,9

Содержание цинка в шлаке 4,7

4,8

6,2

3,5 в штейне 5,1

5,2

8,4

4,2

3,8

96,2

96,2

96,8

96,5

96,0

Извлечение цинка

90,2

91,0

88,3

92,0

92,3 меди

Извлечение благородных металлов золота

88,1

89,3

87,3

85,0

89,2

80,9

84,3

84,7

85,1

82,5 серебра

Расход электроэнергии, кВт/т цинка 3670 3650

3600

3750 3700

Заказ 4160/25 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Составитель А.Кальницкий

Редактор II.Макаревич Texpep A Вабинец Корректор А.Зимокосов