RU2244034C1 - Method of pyrometallurgical processing of zinc-containing materials - Google Patents
Method of pyrometallurgical processing of zinc-containing materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2244034C1 RU2244034C1 RU2003127667/02A RU2003127667A RU2244034C1 RU 2244034 C1 RU2244034 C1 RU 2244034C1 RU 2003127667/02 A RU2003127667/02 A RU 2003127667/02A RU 2003127667 A RU2003127667 A RU 2003127667A RU 2244034 C1 RU2244034 C1 RU 2244034C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zinc
- reducing agent
- mixture
- briquettes
- processing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к переработке цинковых кеков вельцеванием.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular to the processing of zinc cakes by Weltzing.
Известен способ вельцевания цинксодержащих материалов (патент РФ №2122596), включающий подачу в печь цинсодержащего материала, твердого углеродистого восстановителя и кальцийсодержащего флюса.A known method of Weltzinz of zinc-containing materials (RF patent No. 2122596), comprising supplying a furnace of a zinc-containing material, a solid carbonaceous reducing agent and a calcium-containing flux.
Недостатком данного способа является низкая степень восстановления цинка. В способе используется твердый углеродистый восстановитель. Контакт углеродистого восстановителя, образующегося в процессе вельцевания оксида углерода, являющегося газовым восстановителем, и цинксодержащего материала (кека) - поверхностный, поэтому возгонка цинка осуществляется только с поверхности или с очень небольшой глубины кусков кека. Для того чтобы повысить степень восстановления цинка, используют куски кека небольших размеров - до 10 мм и увеличивают расход углеродистого восстановителя. При больших размерах кусков кека резко увеличивается содержание цинка в клинкере и, следовательно, увеличиваются потери цинка.The disadvantage of this method is the low degree of zinc recovery. The method uses a solid carbonaceous reducing agent. The contact of the carbonaceous reducing agent formed in the process of Waelz carbon monoxide, which is a gas reducing agent, and zinc-containing material (cake) is surface, so sublimation of zinc is carried out only from the surface or from a very small depth of pieces of cake. In order to increase the degree of zinc reduction, small pieces of cake are used - up to 10 mm and increase the consumption of carbon reducing agent. With large pieces of cake, the zinc content in the clinker increases sharply and, consequently, zinc losses increase.
Недостатком данного способа является низкая степень восстановления цинка - только с поверхности или с небольшой глубины цинксодержащего материала. Кроме того, использование данного способа имеет ограничение по возможной области его использования, связанное с соблюдением требования в отношении размеров кусков кека (только до 10 мм), требующее специальной предварительной подготовки цинксодержащего материала - кека. К недостаткам способа относятся также большой расход углеродистого восстановителя, а следовательно, излишние энерго- и материалозатраты. Увеличение расхода углеродистого восстановителя приводит в свою очередь к повышению температуры процесса вельцевания, при этом нарушается его технологический режим, что может привести к повышенному разрушению футеровки вельцпечей и снижению времени их эксплуатации.The disadvantage of this method is the low degree of zinc reduction - only from the surface or from a shallow depth of zinc-containing material. In addition, the use of this method has a limitation on the possible area of its use, associated with compliance with the requirements for the size of pieces of cake (only up to 10 mm), requiring special preliminary preparation of zinc-containing material - cake. The disadvantages of the method also include the high consumption of a carbon reducing agent, and therefore, excessive energy and material costs. An increase in the consumption of a carbon reducing agent leads, in turn, to an increase in the temperature of the Waelz process, while its technological mode is violated, which can lead to increased destruction of the lining of Waelz kilns and a decrease in the time of their operation.
Известен способ переработки цинксодержащих материалов (патент РФ №2197549). Способ осуществляется путем скатывания пылей вельцевания со шламом очистных сооружений с последующим их вельцеванием в шихте с цинковыми кеками и твердым углеродистым восстановителем.A known method of processing zinc-containing materials (RF patent No. 2197549). The method is carried out by rolling the Waelzian dust with sludge from treatment facilities, followed by their Weltzing in a mixture with zinc cakes and a solid carbon reducing agent.
Известный способ осуществляется путем окатывания пылей вельцевания со шламом очистных сооружений с последующим их вельцеванием в шихте с цинковыми кеками и твердым углеродистым восстановителем. Окатыши имеют низкую прочность, поэтому в процессе вельцевания происходит разрушение окатышей, образование вследствие этого мелких пылевидных фракций, осложняющих процесс возгонки цинка, а также потери цинка, связанные с пылеуносом, и высокие потери металла с клинкером.The known method is carried out by pelletizing the Wielding dust with sludge from treatment facilities, followed by their Weltzing in a charge with zinc cakes and a solid carbon reducing agent. Pellets have low strength, therefore, in the Waelz process, the pellets are destroyed, resulting in the formation of fine pulverulent fractions that complicate the process of zinc sublimation, as well as zinc losses associated with dust extraction and high metal losses with clinker.
Недостатком известного способа также является низкая степень восстановления цинка с поверхности окатышей кека, связанное с тем, что восстановление цинка происходит преимущественно с поверхности или с очень небольшой глубины окатышей кека, а также большой расход углеродистого восстановителя.A disadvantage of the known method is the low degree of recovery of zinc from the surface of the cake pellets, due to the fact that zinc recovery occurs mainly from the surface or from a very small depth of cake pellets, as well as the high consumption of carbon reducing agent.
Известен способ (выбранный в качестве прототипа) переработки цинковых кеков (Колесников А.В., Ушаков Н.Н., Спирина Л.В. и др., журнал “Цветные металлы”, №1, 1984 г., стр.24-27), включающий операции смешивания, окатывания и сушки цинкового кека совместно с твердым углеродистым восстановителем фракции - 3 мм и оборотными пылями с последующим вельцеванием кекоуглеродистых окатышей размером от 3 до 25 мм и коксиком размером + 3 мм в заданном режиме в трубчатой печи.There is a method (selected as a prototype) of the processing of zinc cakes (Kolesnikov A.V., Ushakov N.N., Spirina L.V. et al., Non-ferrous metals magazine, No. 1, 1984, p. 24- 27), including the operations of mixing, pelletizing and drying of zinc cake together with a solid carbon fraction reducing agent of 3 mm and circulating dusts, followed by Waelz of carbon-carbon pellets from 3 to 25 mm in size and + 3 mm coke in a given mode in a tube furnace.
Недостатком данного способа также является низкая степень восстановления цинка - 93-96%, связанное с тем, что восстановление цинка происходит только с поверхности или с очень небольшой глубины окатышей кека, а также большой расход углеродистого восстановителя.The disadvantage of this method is the low degree of zinc recovery - 93-96%, due to the fact that zinc recovery occurs only from the surface or from a very small depth of cake pellets, as well as the high consumption of carbon reducing agent.
К недостаткам данного способа относятся высокая крупность коксика (до 3 мм), не позволяющая получить высокую прочность и однородность окатышей; большая неоднородность гранулометрического состава и прочности гранул и обусловленные этим разрушение гранул и значительный пылеунос; усложнение технологии переработки вельц - окислов, увеличение потерь цинка с клинкером ввиду увеличения размера окатышей и поверхностного характера восстановительных процессов.The disadvantages of this method include the high fineness of coke (up to 3 mm), which does not allow to obtain high strength and uniformity of pellets; large heterogeneity of the granulometric composition and strength of the granules and the resulting destruction of the granules and significant dust removal; the complication of the technology of processing Waelz oxides, an increase in zinc losses with clinker due to the increase in the size of the pellets and the surface nature of the recovery processes.
Задача, решаемая изобретением, - снижение содержания цинка в клинкере, повышение содержания цинка в вельц-окиси, снижение расхода углеродистого восстановителя; упрощение технологии переработки цинксодержащих материалов.The problem solved by the invention is to reduce the zinc content in clinker, increase the zinc content in Waelz oxide, reduce the consumption of carbon reducing agent; simplification of technology for processing zinc-containing materials.
Технический результат - повышение степени восстановления цинка, свинца и др. из цинксодержащего материала за счет того, что обеспечивается более полное извлечение цинка из всего объема кусков цинксодержащего материала, а не только с поверхности, путем более полного восстановления и отгонки “летучих” металлов.The technical result is an increase in the degree of reduction of zinc, lead, etc. from zinc-containing material due to the fact that more complete extraction of zinc from the entire volume of pieces of zinc-containing material is provided, and not only from the surface, by more complete recovery and distillation of “volatile” metals.
Поставленная задача и технический результат достигаются за счет того, что в способе пирометаллургической переработки цинксодержащих материалов, включающем получение смеси из цинксодержащего материала и твердого углеродистого восстановителя, окускование смеси и последующее вельцевание окускованной смеси совместно с твердым углеродистым восстановителем, смесь содержит также мелкие фракции известняка в количестве 2-10% от массы цинксодержащего материала, окускование смеси осуществляют путем ее прессования; перед операцией смешения или одновременно с ней осуществляют измельчение цинксодержащего материала.The task and technical result are achieved due to the fact that in the method of pyrometallurgical processing of zinc-containing materials, which includes obtaining a mixture of zinc-containing material and a solid carbon reducing agent, agglomeration of the mixture and subsequent Waelz processing of the agglomerated mixture together with a solid carbon reducing agent, the mixture also contains fine fractions of limestone in an amount 2-10% by weight of zinc-containing material, the agglomeration of the mixture is carried out by pressing it; Before the mixing operation, or simultaneously with it, grinding of the zinc-containing material is carried out.
Задача решается также за счет того, что в качестве твердого углеродистого восстановителя используют коксовую мелочь от производства кокса сухого тушения.The problem is also solved due to the fact that coke breeze from the production of dry quenching coke is used as a solid carbonaceous reducing agent.
Задача решается также за счет того, что в качестве цинксодержащего материала используют цинковый кек.The problem is also solved due to the fact that zinc cake is used as a zinc-containing material.
Задача решается также за счет того, что влажность цинксодержащего материала составляет 15-25%.The problem is also solved due to the fact that the moisture content of the zinc-containing material is 15-25%.
Задача решается также за счет того, что в качестве твердого углеродистого восстановителя используют коксовую пыль с установок сухого тушения кокса.The problem is also solved due to the fact that coke dust from dry coke quenching plants is used as a solid carbonaceous reducing agent.
Задача решается также за счет того, что мелкую просыпь с брикетного пресса возвращают на прессование.The problem is also solved due to the fact that a small spill from the briquette press is returned to pressing.
Задача решается также за счет того, что смесь содержит оборотную пыль.The problem is also solved due to the fact that the mixture contains recycled dust.
В смесь для прессования полезно вводить добавки карбоната кальция крупностью до 10 мм.It is useful to introduce calcium carbonate additives with a grain size of up to 10 mm into the compression mixture.
Преимущество прессования перед скатыванием заключается в компактности и большей экономичности оборудования; в получении более крупных, более плотных, практически одинаковых по размеру, усредненных по составу изделий размером в пределах от 20 до 100 мм с равномерно распределенньми коксовой мелочью и известняком. Технология прессования по сравнению с окатыванием позволяет уменьшить количество пыли при пирометаллургии. Для размещения прессового оборудования требуются меньшие площади и объемы помещений.The advantage of pressing over rolling is the compactness and greater efficiency of the equipment; in obtaining larger, denser, almost identical in size, compositionally averaged products ranging in size from 20 to 100 mm with evenly distributed coke breeze and limestone. Compression technology compared to pelletizing reduces the amount of dust in pyrometallurgy. To place the press equipment requires smaller areas and volumes of premises.
Кроме того, при использовании более плотного окускованного (прессованного) материала получают клинкер в виде более крупных кусков, т.к. прессованный материал в процессе вельцевания значительно меньше разрушается. При дальнейшей переработке уже окускованного клинкера, являющегося одним из многотоннажных и наиболее ценных по содержанию цветных и благородных металлов в шахтных печах, снижается пылевынос, не нарушается технологический режим печи, повышается производительность процесса.In addition, when using a denser agglomerated (pressed) material, clinker is obtained in the form of larger pieces, because the pressed material during the Waelz process is much less destroyed. With further processing of clinker that has already been agglomerated, which is one of the many-tonnage and most valuable non-ferrous and noble metals in mine furnaces, dust removal is reduced, the technological regime of the furnace is not disturbed, and the process productivity is increased.
Окускование смеси цинксодержащего сырья (кека) и углеродистого восстановителя путем их прессования позволяет обеспечить более тесный контакт цинксодержащего сырья с твердым углеродистым восстановителем, чем при окатывании, и одновременно получить окомкованный продукт (с равномерно распределенными коксовой мелочью и известняком) более крупного размера с более высокой прочностью, в 4-5 раз превышающей прочность окатышей. Более плотный контакт углеродистого восстановителя и цинксодержащего материала, увеличение прочности и размеров прессованного материала сопровождается снижением степени его разрушения, образования пылевых фракций и их уноса из печи, что приводит к увеличению степени извлечения цинка в возгоны, снижению потерь цинка с клинкером, упрощению технологии извлечения вельц-окислов и последующей их переработки, увеличению производительности вельц-печей, укрупнению клинкера и упрощению его последующей переработки в шахтных печах.By spraying a mixture of zinc-containing raw materials (cake) and a carbon reducing agent by pressing them, it is possible to provide a closer contact of the zinc-containing raw materials with a solid carbon reducing agent than during pelletizing, and at the same time to obtain a pelletized product (with uniformly distributed coke breeze and limestone) of a larger size with higher strength 4-5 times the strength of the pellets. Tighter contact of the carbonaceous reducing agent and zinc-containing material, an increase in the strength and size of the pressed material is accompanied by a decrease in the degree of its destruction, the formation of dust fractions and their entrainment from the furnace, which leads to an increase in the degree of zinc extraction into sublimates, a decrease in zinc losses with clinker, and simplification of the Waelz extraction technology -oxides and their subsequent processing, increasing the productivity of Waelz kilns, enlarging the clinker and simplifying its subsequent processing in shaft furnaces.
При нагреве брикетов, состоящих из смеси цинксодержащего сырья, углеродистого восстановителя и известняка происходит разложение известняка (карбоната кальция):When heating briquettes, consisting of a mixture of zinc-containing raw materials, a carbon reducing agent and limestone, decomposition of limestone (calcium carbonate) occurs:
Образующийся подвижный газовый диоксид углерода СО2 взаимодействует внутри брикета с углеродом твердого восстановителя, образуя подвижный газовый восстановитель СО:The resulting mobile gas carbon dioxide CO 2 interacts inside the briquette with the carbon of the solid reducing agent, forming a mobile gas reducing agent CO:
Обе реакции получают заметное развитие при температурах 800-900°С, и их скорость заметно увеличивается при температуре в интервале 1000-1200°С.Both reactions receive a noticeable development at temperatures of 800-900 ° C, and their speed increases markedly at temperatures in the range of 1000-1200 ° C.
В этих же условиях получают развитие реакции восстановления окислов цинка:Under the same conditions, the reaction of reduction of zinc oxides is developed:
Таким образом, образование диоксида углерода при разложении известняка активирует начало реакций восстановления внутри брикетов (прессовок) за счет образования СО при взаимодействии СО2 с твердым углеродом.Thus, the formation of carbon dioxide during the decomposition of limestone activates the onset of reduction reactions inside briquettes (compacts) due to the formation of CO during the interaction of CO 2 with solid carbon.
Рассмотренные реакции повторяются многократно внутри окускованного (брикетированного) материала. Реакции идут по цепному механизму. Поэтому происходит нарастание газового давления внутри прессованных изделий из смеси цинксодержащего материала, восстановителя и известняка. Под действием этого давления продукты восстановления - цинк и др. попутные продукты вытесняются из брикета в газовую фазу. Этим самым ускоряется процесс восстановления цинка и его переход в газовую фазу. Восстановление цинка происходит во всем объеме брикета; т.е. увеличивается глубина (степень) восстановления и степень его извлечения. Одновременно снижается содержание цинка в остатке (клинкере). Если бы смесь не была брикетирована, развитие данных реакций было бы значительно менее глубоким и интенсивным.The reactions considered are repeated many times inside the agglomerated (briquetted) material. Reactions follow a chain mechanism. Therefore, there is an increase in gas pressure inside the pressed products from a mixture of zinc-containing material, a reducing agent and limestone. Under the influence of this pressure, the reduction products — zinc and other by-products — are displaced from the briquette into the gas phase. This accelerates the process of zinc reduction and its transition to the gas phase. Zinc recovery occurs in the entire volume of the briquette; those. increases the depth (degree) of recovery and the degree of its extraction. At the same time, the zinc content in the residue (clinker) is reduced. If the mixture were not briquetted, the development of these reactions would be much less deep and intense.
Карбонаты магния, железа, цинка и других компонентов имеют более низкие температуры разложения, не совпадающие с интервалом температур осуществления реакций (2)-(4) и поэтому не могут выполнять рассмотренную роль, т.к. разлагаются раньше, чем начинается восстановление цинка и других попутных продуктов.Carbonates of magnesium, iron, zinc and other components have lower decomposition temperatures that do not coincide with the temperature range of reactions (2) - (4) and therefore cannot fulfill the role considered, since decompose before recovery of zinc and other by-products begins.
Это обеспечивает более благоприятные условия восстановления, возгонки и вытеснения цинка из прессованной массы по сравнению с известными способами. При этом можно ожидать снижения расхода восстановителя и снижения на (50-100)°С температурного режима, необходимого для восстановления и возгонки цинка из цинксодержащих материалов (цинковых кеков), снижения образования и уноса пыли от прессованной массы. Вынос пыли должен уменьшаться за счет образования однородных крупных прессованных изделий, в которых обеспечивается очень плотный контакт твердого восстановителя и цинксодержащего материала.This provides more favorable conditions for the recovery, sublimation and displacement of zinc from the pressed mass in comparison with known methods. In this case, one can expect a decrease in the consumption of the reducing agent and a decrease by (50-100) ° С of the temperature regime necessary for the recovery and sublimation of zinc from zinc-containing materials (zinc cakes), and the reduction of dust formation and entrainment from the pressed mass. The removal of dust should be reduced due to the formation of homogeneous large extruded products, which provide a very tight contact between the solid reducing agent and the zinc-containing material.
Использование в способе коксовой пыли с установки сухого тушения кокса позволяет снизить влажность брикетированной смеси и за счет этого повысить прочность брикетов.The use of coke dust in the method from a dry coke quenching unit allows to reduce the moisture content of the briquetted mixture and thereby increase the strength of the briquettes.
Кроме того, в предлагаемом способе снижается вероятность образования плава и взаимодействия его с футеровкой печи ввиду:In addition, in the proposed method reduces the likelihood of the formation of melt and its interaction with the lining of the furnace due to:
- во - первых, ожидаемого снижения примерно на 50-100°С температуры процесса восстановления и отгонки цинка;- firstly, the expected decrease in the temperature of the process of reduction and distillation of zinc by approximately 50-100 ° C;
- во - вторых, даже в случае появления плава последний будет удерживаться коксовой мелочью внутри брикетов (прессовок) и, как следствие, увеличится стойкость футеровки и длительность эксплуатации печей. Т.е. в данном способе углеродистый восстановитель работает как сорбент плавких продуктов внутри брикетов.- secondly, even in the case of melt occurrence, the latter will be retained by coke breeze inside briquettes (compacts) and, as a result, the lining durability and the operation life of the furnaces will increase. Those. in this method, the carbonaceous reducing agent works as a sorbent of fusible products inside briquettes.
В предлагаемом способе количество мелких фракций, которые контактируют с футеровкой, значительно снижается по сравнению с известными способами за счет того, что брикеты по сравнению с окатышами и клинкером имеют большую прочность и размеры. Даже при разрушении брикета образующиеся куски достаточно крупные, прочные с малым количеством мелочи.In the proposed method, the number of small fractions that are in contact with the lining is significantly reduced compared with known methods due to the fact that the briquettes, in comparison with pellets and clinker, have greater strength and size. Even with the destruction of the briquette, the resulting pieces are quite large, durable with a small amount of fines.
С целью снижения расхода топлива-восстановителя, снижения температуры клинкера и получения комплексного восстановителя перед разгрузкой клинкер может охлаждаться водой с образованием паров воды, взаимодействующих с углеродистым восстановителем с образованием СО и водорода.In order to reduce the fuel consumption of the reducing agent, lowering the temperature of the clinker and obtaining a complex reducing agent before unloading, the clinker can be cooled with water to form water vapor interacting with the carbon reducing agent to produce CO and hydrogen.
Также, с целью снижения топлива-восстановителя возможно использование в процессе в качестве топлива газа - в основном для быстрого разогрева и газа и материалов.Also, in order to reduce the reducing fuel, it is possible to use gas in the process as fuel - mainly for quick heating of both gas and materials.
Проверку предлагаемого способа пирометаллургической переработки цинксодержащих материалов проводили в лабораторных условиях. При этом:Verification of the proposed method of pyrometallurgical processing of zinc-containing materials was carried out in laboratory conditions. Wherein:
- цинксодержащий материал, углеродистый восстановитель (коксовую мелочь) и известняк окусковывали брикетированием на прессах лабораторного и промышленного масштаба;- zinc-containing material, carbon reducing agent (coke breeze) and limestone were pelletized by briquetting on laboratory and industrial presses;
- вельцевание смеси брикетов и коксовой мелочи проводили известным в лабораторной практике методом - нагревом шихты при заданном режиме в тигле, помещенном в лабораторную высокотемпературную печь;- Weltzing of the mixture of briquettes and coke breeze was carried out by a method known in laboratory practice - by heating the mixture under a given mode in a crucible placed in a laboratory high-temperature furnace;
- извлечение цинка из брикетов при вельцевании определяли по разности содержания цинка в исходных брикетах (прессовках) и в брикетах после вельцевания (клинкер).- the extraction of zinc from briquettes during Waelz was determined by the difference in the zinc content in the initial briquettes (compacts) and in briquettes after Waelz (clinker).
Проверка заявляемого способа показала высокую степень извлечения цинка из брикетов. Признаков образования расплавов и разрушения брикетов нет, брикеты сохранили первоначальную форму и размеры.Verification of the proposed method showed a high degree of extraction of zinc from briquettes. There are no signs of the formation of melts and the destruction of briquettes, the briquettes have retained their original shape and size.
В примерах в качестве цинксодержащего материала использовался цинковый кек.In the examples, zinc cake was used as the zinc-containing material.
Эффективность способа оценивалась по отгонке цинка как самого массового компонента, извлекаемого вельцеванием.The effectiveness of the method was evaluated by distillation of zinc as the most mass component extracted by Waelz.
Пример 1.Example 1
Цинковый кек с пресс-фильтра с влажностью 20,6% в лабораторных условиях смешивался с твердым углеродистьм восстановителем крупностью до 3 мм из расчета 200 кГ восстановителя на 1 тонну цинкового кека (по сухому веществу). В качестве восстановителя применяли коксовую мелочь с размером частиц до 3 мм. Известняк брался крупностью до 3 мм в количестве 6% от массы кека. Смешивание сопровождалось измельчением крупных кусков цинкового кека.Zinc cake from a press filter with a humidity of 20.6% under laboratory conditions was mixed with a solid carbon reducing agent with a grain size of up to 3 mm at the rate of 200 kg of reducing agent per 1 ton of zinc cake (dry matter). Coke breeze with a particle size of up to 3 mm was used as a reducing agent. Limestone was taken with a particle size of up to 3 mm in an amount of 6% by weight of cake. Mixing was accompanied by grinding large pieces of zinc cake.
Смесь брикетировалась при давлении 200 кГ/см2 на гидравлическом прессе типа ПГ-50 в пресс-форме с цилиндрической матрицей диаметром 50 мм и пуансонами, с получением брикетов в виде двояковыпуклой линзы, имеющих следующие характеристики:The mixture was briquetted at a pressure of 200 kg / cm 2 on a PG-50 hydraulic press in a mold with a cylindrical matrix with a diameter of 50 mm and punches, to obtain briquettes in the form of a biconvex lens having the following characteristics:
Диаметр - 50 мм;Diameter - 50 mm;
Высота - 38 мм;Height - 38 mm;
Средняя масса – 110 г.The average weight is 110 g.
Восстановление и отгонка цинка осуществлялись в лабораторной печи при температуре 1200°С в течение 2 часов. С этой целью брикеты в количестве 1000 г по сухой массе, эквивалентные по массе 1176,5 г влажных брикетов, помещались в алундовый тигель в засыпи коксовой мелочи фракции до 10 мм. Количество коксовой мелочи в засыпи выбиралось исходя из условия, что суммарный расход топлива-восстановителя (коксовой мелочи) внутри брикетов и в засыпи равнялся 450 г на 1000 г сухой массы цинкового кека (или 450 кГ на 1 т цинкового кека).Recovery and distillation of zinc was carried out in a laboratory furnace at a temperature of 1200 ° C for 2 hours. For this purpose, briquettes in an amount of 1000 g by dry weight, equivalent in mass to 1176.5 g of wet briquettes, were placed in an alundum crucible in a bed of coke breeze fractions of up to 10 mm. The amount of coke breeze in the mound was selected based on the condition that the total fuel consumption of the reducing agent (coke breeze) inside the briquettes and in the mound was equal to 450 g per 1000 g of dry weight of zinc cake (or 450 kg per 1 ton of zinc cake).
По расчетам в 1000 г брикетов уже содержится 158,7 г сухой массы коксовой мелочи, а всего в брикетах и засыпи должно быть около 357,2 г коксовой мелочи. Следовательно, в засыпь добавлено 357,2-158,7=198,5 г коксовой мелочи.According to estimates, 1000 g of briquettes already contain 158.7 g of dry weight of coke breeze, and in total briquettes and mash should contain about 357.2 g of coke breeze. Therefore, 357.2-158.7 = 198.5 g of coke breeze was added to the mound.
После обжига установлено, что брикеты сохранили первоначальную форму и размеры. Признаков образования расплавов и разрушения брикетов не обнаружено. Имеются признаки спекания зерен. Масса брикетов после обжига составила 510 г, т.е. составила около 51,2% от исходной.After firing, it was found that the briquettes retained their original shape and size. No signs of the formation of melts and the destruction of briquettes were found. There are signs of sintering of the grains. The mass of briquettes after firing was 510 g, i.e. amounted to about 51.2% of the original.
Остаток засыпи восстановителя составил 95 г (ок.48%).The rest of the mound of the reducing agent was 95 g (approx. 48%).
Химический анализ исходных и обоженных брикетов в % приведен в таблице 1.Chemical analysis of the initial and calcined briquettes in% are given in table 1.
Таким образом, извлечение цинка из брикетов составило 98,8%.Thus, the extraction of zinc from briquettes amounted to 98.8%.
Пример 1 наглядно иллюстрирует возможность снижения расхода восстановителя при осуществлении предлагаемого способа. Это подтверждает большой, около 48%, остаток восстановителя.Example 1 illustrates the possibility of reducing the consumption of reducing agent in the implementation of the proposed method. This confirms the large, about 48%, residue of the reducing agent.
Пример 2.Example 2
Цинковый кек (с влажностью 20%) с пресс - фильтра, коксовая пыль с установки сухого тушения кокса (рабочая влажность 4%, зольность 17,5%, размер частиц менее 1 мм - 86%) в количестве 180 кГ на 1 тонну сухой массы цинкового кека; известняк в количестве 5,5% от сухой массы цинкового кека и 3% оборотной пыли смешивались в промышленном турболопастном смесителе типа ТЛГ, где одновременно со смешиванием компонентов осуществлялась диспергация (измельчение) крупных кусков цинкового кека.Zinc cake (with a moisture content of 20%) from a press filter, coke dust from a dry coke quenching unit (working humidity 4%, ash content 17.5%, particle size less than 1 mm - 86%) in the amount of 180 kg per 1 ton of dry weight zinc cake; Limestone in the amount of 5.5% of the dry weight of zinc cake and 3% of recycled dust were mixed in an industrial turbopaste mixer of the TLG type, where, together with the mixing of the components, large pieces of zinc cake were dispersed (crushed).
Полученная смесь брикетировалась на промышленном двухвалковом ячейковом прессе типа УБМ - 2 с диаметром валков 640 мм, размером ячейки 55×44×16 мм.The resulting mixture was briquetted on an industrial double-roll cell press of the UBM - 2 type with a roll diameter of 640 mm, a mesh size of 55 × 44 × 16 mm.
Получены брикеты эллипсовидной формы размером 55×44×35 мм с массой до 120 г. Влажность брикетов - 15,5%.Ellipsoidal briquettes of size 55 × 44 × 35 mm with a weight of up to 120 g were obtained. The moisture content of the briquettes was 15.5%.
Восстановление и отгонка цинка из брикетов осуществлялась в течение 2 часов при 1200°С в лабораторной печи. С этой целью 1000 г по сухой массе брикетов, эквивалентных по массе 1183,4 г влажных брикетов, помещались в засыпи коксовой мелочи в алундовый тигель и устанавливались в печь. Количество коксовой мелочи для засыпи определялось из условия, что суммарный расход коксовой мелочи внутри брикетов и засыпи составляет 400 г на 1000 г сухой массы кека. Следовательно, внутри 1000 г сухих брикетов содержится:Recovery and distillation of zinc from briquettes was carried out for 2 hours at 1200 ° C in a laboratory furnace. For this purpose, 1000 g in dry weight of briquettes, equivalent in weight of 1183.4 g of wet briquettes, were placed in a bed of coke breeze in an alundum crucible and installed in an oven. The amount of coke breeze for the mound was determined from the condition that the total consumption of coke breeze inside the briquettes and mound is 400 g per 1000 g of dry cake mass. Therefore, inside 1000 g of dry briquettes contains:
Кек - 809,7 г;Kek - 809.7 g;
Коксовая мелочь - 145,8 г;Coke breeze - 145.8 g;
Известняк - 44,5 г.Limestone - 44.5 g.
Таким образом, 1000 г сухих брикетов содержит 145,8 г коксовой мелочи. Количество коксовой мелочи в брикетах и засыпи при суммарном расходе 400 г коксовой мелочи на 1000 г сухой массы кека составляет 0,809×400=323,6 г.Thus, 1000 g of dry briquettes contains 145.8 g of coke breeze. The amount of coke breeze in briquettes and mounds with a total consumption of 400 g of coke breeze per 1000 g of dry cake weight is 0.809 × 400 = 323.6 g.
Следовательно, в засыпи 1000 г сухих брикетов содержится 323,6-145,8=177,8 г коксовой мелочи.Therefore, in the mound 1000 g of dry briquettes contains 323.6-145.8 = 177.8 g of coke breeze.
Установлено, что брикеты после отгонки цинка сохранили первоначальные размеры и форму. Не обнаружено признаков разрушения брикетов и образования расплавов. Имеются признаки спекания зерен.It was established that the briquettes after distillation of zinc retained their original size and shape. No signs of destruction of the briquettes and the formation of melts were found. There are signs of sintering of the grains.
Масса брикетов после обжига составила 51,5%.The mass of briquettes after firing amounted to 51.5%.
Результаты химических анализов в % приведены в таблице 2.The results of chemical analyzes in% are shown in table 2.
Результаты показывают, что отгонка цинка превышает 99%.The results show that zinc stripping exceeds 99%.
Пример 3.Example 3
Часть смеси (10 кГ) после смесителя типа ТЛГ из примера 2 была экструзирована при давлении 500 кГ/см2 через фильеру диаметром 40 мм, экструдат поделен на отдельности длиной 30-40 мм, а затем была проведена отгонка цинка в условиях, аналогичных примеру 2:A part of the mixture (10 kg) after the TLG type mixer from Example 2 was extruded at a pressure of 500 kg / cm 2 through a 40 mm diameter die, the extrudate was divided separately 30–40 mm long, and then zinc was distilled off under conditions similar to Example 2 :
1000 г прессовок с рабочей влажностью 15,5% в засыпи с углеродистым восстановителем крупностью до 10 мм в количестве 175 г загружались в печь. В качестве углеродистого восстановителя использовалась коксовая мелочь размером частиц до 10 мм с зольностью 14%. Расход коксовой мелочи в брикеты и засыпь составил 320,8 г на 1000 г сухой массы брикетов или 396,2 г на 1000 г сухого кека, т.е. 396,2 кГ на 1 тонну сухого кека.1000 g of compacts with a working humidity of 15.5% in a bed with a carbon reducing agent with a grain size of up to 10 mm in an amount of 175 g were loaded into the furnace. As a carbon reducing agent, coke breeze was used with a particle size of up to 10 mm with an ash content of 14%. The consumption of coke breeze in briquettes and mound amounted to 320.8 g per 1000 g of dry weight of briquettes or 396.2 g per 1000 g of dry cake, i.e. 396.2 kg per 1 ton of dry cake.
Химический анализ прессовок и клинкера приведен в таблице 3.Chemical analysis of compacts and clinker are shown in table 3.
Масса брикетов - клинкера после восстановления и отгонки цинка составила 51,6%.The mass of clinker briquettes after recovery and distillation of zinc was 51.6%.
Прессовки остались цельми. Отгонка цинка превысила 99%.Pressings remained targets. The distillation of zinc exceeded 99%.
Пример 4.Example 4
В лабораторных условиях с измельчением крупных кусков цинкового кека приготовлена смесь, в которой на 1 кГ сухой массы цинкового кека влажностью 23% добавлялось 200 г по сухой массе коксовой пыли с установок сухого тушения кокса (85% частиц менее 1,0 мм).In laboratory conditions with grinding large pieces of zinc cake, a mixture was prepared in which 200 g of dry coke dust was added from 1 kg dry weight of zinc cake from dry coke quenching units (85% of particles less than 1.0 mm).
Смесь экструзирована через фильеру диаметром 40 мм под давлением 500 кГ/см2 с получением отдельностей (прессовок) длиной до 40 мм.The mixture is extruded through a die with a diameter of 40 mm under a pressure of 500 kg / cm 2 to obtain individual (compacts) up to 40 mm long.
1000 г (по сухой массе) прессовок с влажностью 16% в засыпи с коксовой мелочью (зольность 14%) размером частиц до 10 мм и известняк с размером частиц до 10 мм в количестве, взятых из условия, что сумма коксовой мелочи внутри прессовок и в засыпи составляет 450 г на 1000 г цинкового кека, а количество известняка в засыпь (а не в прессовки) - 80 г на 1000 г цинкового кека.1000 g (by dry weight) of compacts with a moisture content of 16% in a bed with coke breeze (ash content of 14%) with a particle size of up to 10 mm and limestone with a particle size of up to 10 mm in an amount taken from the condition that the sum of coke breeze inside the compacts and the mound is 450 g per 1000 g of zinc cake, and the amount of limestone in the mound (and not in pressings) is 80 g per 1000 g of zinc cake.
Смесь в алундовом тигеле устанавливалась в лабораторную печь, где осуществлялись восстановление и отгонка цинка при 1200°С в течение 2 часов.The mixture in an alundum crucible was installed in a laboratory furnace, where zinc was reduced and distilled off at 1200 ° С for 2 hours.
Количество коксовой мелочи в засыпи выбиралось исходя из условия, что суммарный расход коксовой мелочи внутри брикетов и засыпи составляет 450 г на 1000 г сухой массы кека. Следовательно, внутри 1000 г сухих брикетов содержится:The amount of coke breeze in the mound was selected based on the condition that the total consumption of coke breeze inside the briquettes and mound is 450 g per 1000 g of dry cake mass. Therefore, inside 1000 g of dry briquettes contains:
Кек – 833 г;Kek - 833 g;
Коксовая мелочь - 167 г.Coke trifle - 167
Общее количество коксовой мелочи из расчетов составляет - 450×0,833=375 г.The total amount of coke breeze from the calculations is - 450 × 0.833 = 375 g.
Тогда, количество коксовой мелочи в засыпь составит 375-167=208 г.Then, the amount of coke breeze in the dump will be 375-167 = 208 g.
Результаты химического анализа приведены в таблице 4.The results of chemical analysis are shown in table 4.
Выход клинкера составил 55%.Clinker yield was 55%.
Получены удовлетворительные результаты. Однако извлечение цинка снизилось до 94%. Потери цинка с клинкером увеличились в 6-8 раз по сравнению с потерями в примерах 1-3 несмотря на повышенный расход коксовой мелочи.Satisfactory results were obtained. However, zinc recovery decreased to 94%. Losses of zinc with clinker increased 6-8 times compared with the losses in examples 1-3 despite the increased consumption of coke breeze.
Сравнение с примерами 1-3 показывает эффективность брикетирования смеси цинкового кека с коксовой мелочью и известняком.Comparison with examples 1-3 shows the effectiveness of briquetting a mixture of zinc cake with coke breeze and limestone.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003127667/02A RU2244034C1 (en) | 2003-09-11 | 2003-09-11 | Method of pyrometallurgical processing of zinc-containing materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003127667/02A RU2244034C1 (en) | 2003-09-11 | 2003-09-11 | Method of pyrometallurgical processing of zinc-containing materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2244034C1 true RU2244034C1 (en) | 2005-01-10 |
Family
ID=34881918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003127667/02A RU2244034C1 (en) | 2003-09-11 | 2003-09-11 | Method of pyrometallurgical processing of zinc-containing materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2244034C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465352C2 (en) * | 2009-12-29 | 2012-10-27 | Государственное Предприятие "Украинский Научно-Технический Центр Металлургической Промышленности "Энергосталь" | Processing method of zinc-iron-containing dusts or slurries of metallurgical production |
| RU2799597C1 (en) * | 2022-04-11 | 2023-07-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method for processing zinc-containing materials |
-
2003
- 2003-09-11 RU RU2003127667/02A patent/RU2244034C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Цветные металлы. - 1984, №1, с.24-27. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465352C2 (en) * | 2009-12-29 | 2012-10-27 | Государственное Предприятие "Украинский Научно-Технический Центр Металлургической Промышленности "Энергосталь" | Processing method of zinc-iron-containing dusts or slurries of metallurgical production |
| RU2799597C1 (en) * | 2022-04-11 | 2023-07-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method for processing zinc-containing materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2303071C2 (en) | Method of production of reduced metal and compact containing carbon-bearing material | |
| CA2398266C (en) | Process for upgrading low rank carbonaceous material | |
| US20070113708A1 (en) | Ferronickel and process for producing raw material for ferronickel smelting | |
| RU2467080C2 (en) | Method of pelletising, method of producing reduced metal and method of separating zinc or lead | |
| CN102282108A (en) | Process for production of nickel and cobalt using metal hydroxide, metal oxide and/or metal carbonate | |
| EP1306452A2 (en) | Method for making metal oxide agglomerates | |
| EP1426451B1 (en) | Method for producing reduced iron compact in rotary hearth reducing furnace, reduced iron compact, and method for producing pig iron using the same | |
| US3788841A (en) | Recovery of metal values from manganese nodules | |
| RU2596730C2 (en) | Method of producing reduced iron agglomerates | |
| JP4113820B2 (en) | Method for producing reduced metal raw material agglomerate and method for producing reduced metal | |
| CN1262676C (en) | Facilities for reducing metal oxide, method for operating the facilities and moldings as raw material to be charged to reduction furnace | |
| CN1214740A (en) | Method and equipment for treating iron-making and steel-making dust | |
| RU2404271C1 (en) | Processing method of unconditioned iron- and zinc-containing metallurgical wastes | |
| RU2244034C1 (en) | Method of pyrometallurgical processing of zinc-containing materials | |
| RU2306348C1 (en) | Method of processing zinc-containing waste of ferrous metallurgy | |
| CA1106619A (en) | Waelz process of volatilizing zinc and lead from iron oxide containing materials | |
| US3946098A (en) | Preparation of feed material for a blast furnace | |
| RU2450065C2 (en) | Method to process dust of metallurgical production | |
| US3403018A (en) | Method of treating precipitator dust | |
| JP2018178219A (en) | Method for smelting oxide ore | |
| AU2003202538B2 (en) | Method for making reduced iron | |
| RU2465352C2 (en) | Processing method of zinc-iron-containing dusts or slurries of metallurgical production | |
| RU2801974C1 (en) | Method for removing zinc from zinc-containing electrometallurgical wastes | |
| AU781853B2 (en) | Process for upgrading low rank carbonaceous material | |
| JP3723521B2 (en) | Reduced iron manufacturing method and crude zinc oxide manufacturing method using blast furnace wet dust |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20130205 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160912 |