Способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков
Патент 2398031
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков
Изобретение относится к способу обеднения твердых медно-цинковых шлаков. Способ включает подачу шихты, состоящей из твердых медно-цинковых шлаков и углеродистого восстановителя при массовом отношении шлака к твердому углеродистому восстановителю 1:(0,06-0,1) в разогретую печь. При этом шихту в разогретой печи продувают кислородсодержащим окислителем с использованием верхнего непогружного дутья при расходе кислородсодержащего окислителя в количестве, определяемом по содержанию в нем кислорода, из условия 60-110 кг на тонну шлака. Затем получают богатую по меди фазу и переводят цинк в газовую фазу. Техническим результатом является упрощение процесса обеднения твердых медно-цинковых шлаков. 1 табл.
Реферат
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть применено для обеднения твердых медно-цинковых шлаков.
Известен способ вельцевания цинксодержащих материалов (Патент РФ №2122596, опубл. 27.11.1998) для переработки цинковых кеков, руд, шлаков и др. материалов вельцеванием. Недостатком данного способа обеднения является сложность процесса, связанная с использованием вращающейся трубчатой печи и ее разгрузкой в нижней части.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обеднения медно-цинковых шлаков, включающий подачу шихты, состоящей из твердых медно-цинковых шлаков и углеродистого восстановителя, подаваемого в количестве 135-2% от веса шлака, в печь с получением богатой по меди фазы и переводом цинка в газовую фазу.
Задачей изобретения является упрощение процесса обеднения медно-цинковых шлаков.
Достигается это тем, что согласно заявленному способу обеднения медно-цинковых шлаков, включающему подачу шихты, состоящей из твердых медно-цинковых шлаков и углеродистого восстановителя при массовом отношении шлака к твердому углеродистому восстановителю 1÷(0,06-0,1), в разогретую печь, получение богатой по меди фазы и перевод цинка в газовую фазу, шихту в разогретой печи продувают кислородосодержащим окислителем с использованием верхнего непогружного дутья, при расходе кислородосодержащего окислителя в количестве, определяемом по содержанию в нем кислорода, из условия 60-110 кг на тонну шлака.
Данные условия необходимы для того, чтобы часть твердого углеродистого восстановителя сгорела с выделением тепла, необходимого для поддержания температуры в указанном интервале, оставшаяся часть идет на восстановление оксидов меди и цинка. Реакции, происходящие в заданной системе при использовании в качестве восстановителя углерода, можно записать как:
С+O2=CO2,
CO2+С=2СО,
2Cu2O+С=4Cu+CO2,
Cu2O+СО=2Cu+CO2,
2CuFe2O4+С=2Cu+2Fe2O3+СО2,
ZnO+C=Zn+CO,
ZnO+CO=Zn+CO2,
2ZnFe2O4+С=2Zn+2Fe2O3+CO2
2Zn+O2=2ZnO
Богатая по меди масса накапливается под слоем обедненного по цинку шлака, восстановленный цинк отгоняется в паровую фазу, окисляясь впоследствии до ZnO по последней реакции.
Нижний предел соотношения шлака и твердого углеродистого восстановителя (1:0,06) выбран в связи с невозможностью создания температур для нормального ведения процесса. Выше соотношения 1:0,1 шлака и твердого углеродистого восстановителя резко возрастает температура процесса, происходит интенсивное разрушение футеровки, высок переход железа в восстановленную медь. Нижний предел расхода окислителя (60 кг) выбран для того, чтобы часть восстановителя сгорела с выделением тепла, необходимого для ведения процесса, оставшаяся его часть идет на восстановление меди и цинка. Верхний предел расхода окислителя (110 кг) выбран в связи с достижением предельных для футеровки температур. Использование верхнего непогружного дутья является условием необходимым, т.к. основные реакции восстановления происходят в верхнем слое, где создаются высокие температуры и необходимые условия для разделения цинка (в газовую фазу) и меди - в штейновую.
Способ поясняется следующим примером.
Пример 1. Медно-цинковый шлак состава, мас.%: Cu - 2,19%; Zn - 12,5%; Fe - 44%; SiO2 - 22% совместно с твердым углеродистым восстановителем (коксиком) подавали в алундовый тигель, установленный в селитовую печь и предварительно разогретую. Одновременно с компонентами шихты включали подачу кислородосодержащего окислителя (воздуха) через верхнюю непогружную фурму, изготовленную из алундовой трубы. После полного расхода восстановителя и окислителя полученный продукт охлаждали и делали анализ. Результаты анализов полученных продуктов, при различных соотношениях шлака и восстановителя, и расходах окислителя представлены в таблице.
Таким образом, использование данного способа по сравнению с прототипом позволяет достичь снижения экономических затрат и материалов при таком же извлечении меди в металл, а цинка в паровую фазу, как в прототипе.
| Таблица | |||
| Соотношение | Извлечение, % | Расход (кг/ 1 т шлака) окислителя по | |
| шлака и восстано-вителя | Cu | Zn | содержанию в нем кислорода |
| 82,3 | 69,1 | 55 | |
| 85,9 | 74,2 | 60 | |
| 1:0,050 | 90,1 | 77,0 | 85 |
| 90,2 | 77,0 | 110 | |
| 90,3 | 77,1 | 115 | |
| 89,9 | 90,3 | 55 | |
| 96,9 | 97,0 | 60 | |
| 1:0,060 | 97,0 | 97,1 | 85 |
| 97,4 | 97,5 | 110 | |
| 97,6 | 97,6 | 115 | |
| 90,9 | 90,3 | 55 | |
| 97,0 | 97,0 | 60 | |
| 1:0,08 | 97,7 | 97,6 | 85 |
| 98,0 | 98,1 | 110 | |
| 98,0 | 98,1 | 115 | |
| 92,7 | 93,8 | 55 | |
| 97,1 | 97,03 | 60 | |
| 1:0,1 | 97,9 | 97,7 | 85 |
| 98,1 | 98,0 | 110 | |
| 98,2 | 98,1 | 115 | |
| 91,5 | 91,4 | 55 | |
| 97,2 | 97,0 | 60 | |
| 1:0,15 | 97,8 | 97,7 | 85 |
| 98,0 | 97,8 | 110 | |
| 98,1 | 98,1 | 115 |
Способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, включающий подачу шихты, состоящей из твердых медно-цинковых шлаков и углеродистого восстановителя при массовом отношении шлака к твердому углеродистому восстановителю 1:(0,06-0,1), в разогретую печь, получение богатой по меди фазы и перевод цинка в газовую фазу, отличающийся тем, что шихту в разогретой печи продувают кислородсодержащим окислителем с использованием верхнего непогружного дутья при расходе кислородсодержащего окислителя в количестве, определяемом по содержанию в нем кислорода, из условия 60-110 кг на тонну шлака.