BG1618U1 - Технологична линия за производство на олово и оловни сплави - Google Patents

Abstract

Полезният модел се отнася до технологична линия за производство на олово и оловни сплави от широка гама първични и вторични суровини в различни съотношения. Технологичната линия съгласно настоящия полезен модел последователно включва технологично звено (1) за събиране и съхранение на оловосъдържащи и шлакообразуващи суровини и материали, свързано чрез транспортни ленти със система за шихтоподготовка от бункерен тип (2). Системата (2) е свързана чрез захранващо устройство с топилен агрегат (3), който е свързан едновременно и със захранваща система за твърд редуктор за редукция на оловната шлака и работещ в два периодично повтарящи се режима съответно за окислително топене на шихтата и редукция на шлаката. В горната си част топилният агрегат (3) е свързан с котел-утилизатор с радиационна част (9) за охлаждане на газовете, частично утаяване на оборотни материали - прах и кек, и утилизиране на топлината им като пара, свързан с газоход със система за мокра очистка (10) за пълно очистване на газовете от прах до 1 mg/nm3. Системата за мокра очистка (10) е свързана с инсталация за сярна киселина (11) за очистка от серен диоксид, а инсталацията (11) е свързана със скрубер за опашни газове (12) за допълнителна фина очистка от серни газове, съдържащи серен диоксид под 400 mg/nm3, свързан с комин за отвеждането им в атмосферата, а в долната част на топилния агрегат (3) отворът за черно олово чрез улей е свързан с леярска машина за получаване на блокове черно

Description

(54) ТЕХНОЛОГИЧНА ЛИНИЯ ЗА ПРОИЗВОДСТВО НА ОЛОВО И ОЛОВНИ СПЛАВИ

Област на техниката

Полезният модел се отнася до технологична линия за производство на олово и оловни сплави от широка гама първични и вторични суровини в различни съотношения.

Предшестващо състояние на техниката

Най-общо съществуват два типа технологични линии - първият, за пирометалургично производство на олово и оловни сплави и вторият тип - за хидрометалургично производство.

И двата типа технологични линии, известни от нивото на техниката, при съвременните технико-икономически и екологични изисквания имат много недостатъци. По-важни недостатъци при първия тип технологични линии са ограничените възможности за преработка на първични и вторични суровини, обработка на голямо количество инертни маси, висок разход на енергия (кокс, въздух, природен газ, електроенергия), трудно технологично и икономически неизгодно оползотворяване на сярата, невъзможност за съответствие със стандартните нива за опазване на околната среда и неблагоприятни работни условия.

Вторият тип технологични линии крият голяма опасност за работната и за околната среда, поради работа с високо агресивни реагенти.

Известна е апаратура за получаване на олово (PCT/AU2006/001460), която включва технологично звено за подготовка на шихта от оловен концентрат, флюси и твърдо гориво и захранващо устройство, чрез което подготвената шихта се подава в топилна пещ ISASMELT или друга с т.н. “фурма (тръба) е потопен връх”. При известната апаратура въздухът или кислородът се подават в металната вана на пещта чрез тази фурма, полученото черно олово и оловосъдържащата шлака се извеждат през съответните отвори (или преливници), изведената от топилната пещ шлака се втвърдява и формова на слитъци до подходящи размери, които заедно с кокс и флюси се подават в шахтова пещ за топене и получаване на черно олово за рафиниране. От шахтовата пещ черното олово и шлаката се извеждат през съответни отвори. Недостатък на тази технологична линия е получаването след редук ционния етап на шлака с високо съдържание на олово 40-55 тегл. % и необходимостта от допълнително охлаждане и брикетиране на шлаката с последваща редукция на шлаката в шахтова пещ.

Техническа същност на полезния модел

Задачата на полезния модел е да се създаде ефективна, екологосъобразена и максимално безотпадна технологична линия за производство на олово и оловни сплави, която позволява преработването на широка гама от първични и вторични суровини; висока степен на очистване на газовете от прахове, които се преработват като оборот в основния металургичен агрегат; висока степен на очистване на газовете от серен диоксид и производство на сярна киселина; получаване на шлака годна за суровина в икономиката (циментова, керамична, пътно строителство, укрепване на свлачища и др.), получаване на продукти годни за преработване в други сфери на икономиката; високо качество на работната среда и условия на труд.

Полезният модел се отнася до технологична линия за производство на олово и оловни сплави, която включва последователно свързани технологични звена, системи и агрегати, осигуряващи протичането на процесите: подготовка на суровините и материалите (оловосъдържащи първични и вторични, шлакообразуващи материали, горива и др.) и изготвяне на шихта, топене на шихтата, разделяне на продуктите на топене и последващата им обработка чрез рафиниране на черното олово, обедняване на шлаката, утилизация на топлината от изходящите газове и очистването им.

Съгласно настоящия полезен модел в технологично звено “Склад суровини” (1) е съсредоточено събирането на разнообразни суровини - първични - концентрати и вторични - пасти от акумулатори, оловни оксидни прахове, оловни кекове от утаяване и очистване на разтвори и води, и други непървични суровини, съдържащи олово в съединения или некомпактна метална форма. В склада се съхраняват и шлакообразуващи компоненти в оксидна форма, съдържащи калций, силиций, желязо, както и твърд редуктор с подходяща гранулометрия.

Материалите от технологично звено(1)се подлагат на обработка и шихтоване в технологично звено (2) по предварително зададена прог1618 Ш рама за оптимално шлакообразуване. Така подготвената шихта чрез захранващо устройство постъпва в топилна пещ с т. н. “фурма (тръба) с потопен връх” (3), където за интензифициране и регулиране на процесите в течната вана се инжектират енергоносители - гориво и въздух, обогатен с 93-95% кислород, въглища, а подадената шихта се подлага на периодична двустадийна преработка - топене на шихтата и редукция на шлаката, като след първия стадий оловото се отделя частично в метална форма и се източва, а за втората фаза в пещта се подава твърд редуктор и след приключване на процеса отделно се източват метала и шлаката.

Черното олово, източено оттопилната пещ (3) се разлива на блокове и се подава за рафиниране в технологично звено (4), или при друго разположение на агрегатите оловото от пещта (3) може да се подава в течно състояние за високо температурно рафиниране в технологично звено (4а), при което се извършват отделни рафинационни процеси, излива се крайният продукт - олово, а получените при рафинирането полупродукти се преработват до получаване на стокови продукти, съдържащи Cu, Ag, Bi, Те и др.

В технологично звено “Сплави” (5) са организирани процесите за сплавяване на рафинираното олово до стоков продукт - сплав с желан състав.

Запрашените газове след топилния агрегат (3) се отправят към котел-утилизатор (9), където става частично утаяване на оборотни материали (прахове, кек) и утилизиране на топлината им за производство на пара. Газовете преминават в система за мокра очистка (10), в която става пълна очистка на газовете от прах до 1 mg/nm³. Очистените газове влизат в инсталация (11) за сярна киселина H₂SO₄, в която SO₂ се трансформира в H,SO₄, след което преминават в скрубер за опашни газове (12) за фина очистка от серни газове чрез улавянето им под формата на продукт, годен за преработване в други сфери на икономиката - гипс, цинков или натриев сулфат. С това се осигурява изходящите в атмосферата газове да съдържат под 400 mg/ nm³ серен диоксид.

Оборотните материали, уловени в котелутилизатор (9) и системата за мокра очистка (10) се връщат за повторна преработка в техноло гично звено (1).

Шлаката от топенето на суровините (шихтата) се преработва във Фюминг пещ (6). Вариантите са два - подаване във Фюминг пещта (6) на течна шлака или предварителното й втвърдяване и последващо подаване за топене в пещта (6). Тук в течната вана се вдухва гориво-въздушна смес, имаща за цел да окисли и изпари наличните в шлаката олово, цинк, кадмий и редки метали.

След приключване на процеса на изгонване на цинка и оловото в газовете под формата на оксидни прахове, шлаката съдържаща под 0,2% олово и под 2% цинк се източва. Горещите газове и праховете минават през котел-утилизатор (7) за грубо обезпрашаване и отнемане на топлината им за получаване на пара. Охладените и частично обезпрашени газове преминават допълнителна фина очистка в прахоуловителна система (8) до съдържание на прах около 5 mg/nm³. Уловените прахове от котел-утилизатор (7) и прахоуловителна система (8) са богати на олово, цинк и редки метали и се подават за тяхното извличане в други технологични схеми.

Във всяко технологично звено на технологичната линия съгласно настоящия полезен модел е организирано улавянето и обезпрашаването до санитарните изисквания на всички газове от съоръженията чрез подходящи прахоуловителни съоръжения - самостоятелно организирани за отделен агрегат или общи за технологичното звено.

Предимства на технологичната линия съгласно полезния модел са:

- възможност да се работи с широка гама от първични и вторични суровини в различни съотношения;

- енергийно-ефективно използване на потенциала на суровината и добавеното гориво (природен газ), кислород;

- разход на твърдо гориво само за редукция на оксидните фази на оловото и цинка в шлаката;

-енергийно-ефективно използване на топлината на газовете от металургичните пещи за производство на пара;

- висока степен на очистване на газовете от прахове, които се преработват като оборот в основния металургичен агрегат;

- висока степен на очистване на газовете от серен диоксид и производство на сярна киселина;

- практически липса на отпадъци, т. к. шлаката е годна за суровина в циментовата промишленост, строителството, горско стопанство;

- комплексност на съоръженията и възможност за прилагане на програмно управление;

- високо качество на работната среда и условията на труд.

Полезният модел се пояснява от приложените фигури.

Кратко описание на фигурите

Фигура 1 представлява технологична линия за производство на олово и оловни сплави;

фигура 2 - технологична схема за илюстрация на примерното изпълнение.

Примерно изпълнение на полезния модел

При едно предпочитано изпълнение в началото на технологичната линия е склад “Суровини” (1), където се приемат и съхраняват суровините за производство на олово и оловни сплави. Те са първични - оловни концентрати; вторични -сулфатна паста от амортизирани акумулатори, оловни кекове; обороти - окиси и шламове от процеса на рафиниране, оловни прахове; флюси - кварц, вар и т. н.

С помощта на грайферен кран материалите от склад (1) се подават към захранващи бункери, на чиито изходи са монтирани дискови питатели за подаване чрез събирателен конвейер върху вибросито за класифициране на преработваните материали. С транспортни ленти материалите се отвеждат в системата за шихтоподготовка (2), включваща дневни бункери, всеки за различен материал. Под всеки бункер е монтиран лентов дозатор за разтоварване на материала върху събирателен транспортьор, свързан със смесителен барабан - гранулатор за хомогенизиране на суровините. Така системата за шихтоване (2) от бункерен тип има по-голяма гъвкавост и подлежи на висока степен на автоматизация.

Отделно е разположена захранваща система за въглища, състояща се от последователно свързани приемен бункер, кофъчен елеватор и дневен бункер с лентов дозатор, монтиран над транспортьор.

Топилният агрегат (3) работи в периоди чен режим - окислително топене и редукция. По време на първия етап в пещта (3) се подава шихтата от система (2), а през фурмата се инжектират енергоносителите, като периодично се източва черно олово и се натрупва богата на олово шлака. След натрупване на определено количество шлака започва процеса на редукция, при която в пещта се подава твърд редуктор, например въглища. Полученото в резултат на редукцията черно олово се източва от пещта периодично, а шлаката се източва в края на операцията за по-нататъшно преработване.

Черното олово от двата етапа на топилната пещ (3) се отвежда по улей до леярска машина и се формова на блокове с тегло 4-5 t, които се транспортират до система от рафинационни котли (4), всеки с вместимост 250-300 t, където последователно става рафинирането от мед, телур, арсен и антимон, сребро, цинк, бисмут, калций и магнезий. Полученото олово с чистота 99,99% се разлива на разливочна машина на стандартен блок 45 kg или се легира до сплав. Част от получените в резултат на рафинирането материали се преработват до полупродукти сплав “Доре”, бисмутно олово, телур, щейн и шпейза, а друга част се връщат като оборотни материали в технологично звено (1).

Полученото олово 99,99% се търгува директно или се подлага на сплавяване в технологично звено “Оловни сплави” (5) до сплав с желан състав.

Получените при рафинирането други продукти се преработват както следва: медни шликери - в късобарабанна пещ до получаване на меден щейн и шпейза; телурови дроси - до телур; сребърна пяна - в ликвационен котел, дестилационна пещ и купелационна пещ до сплав “Доре”; богати бисмутни дроси - чрез набогатяване в рафинационен котел до богато бисмутно олово, окисите и шламовете в металосъдържащи оборотни материали, подавани в началото на процеса като част от шихтата.

Шлаката от топилния агрегат (3) се подлага на гранулация посредством последователно свързани улей-гранулатор, басейн и обезводнителен бункер и се складира, след което постъпва в приемен бункер и чрез транспортьори се подава за преработка във Фюминг пещ (6), работеща в периодичен режим за допълнително извличане на цинк и олово от шлаката. В пещта (6) с помощта на вдухвано гориво-въздушна смес първо става стапянето на гранулираната шлака, а след това редукция на окисите на цинка и оловото до съответните метали и изпаряването им. След приключване на процеса отпадната шлака със съдържание <0,2% олово и <2% цинк постъпва чрез улей-гранулатор в гранулационен басейн и се гранулира до готов търговски продукт.

Технологичните газове от Фюминг пещта (6), които носят със себе си металните пари на цинка и оловото чрез газоход постъпват за охлаждане в котел-утилизатор (7), където става окислението им, кондензирането на оксидите на цинка и оловото и първичното (грубото) им отделяне от газовия поток под формата на прахове, след което преминават през прахоуловителна система (8), състояща се от кулери за грубо очистване на газовете от прах и ръкавен филтър за улавяне на фюминг-окисите, а очистеният газ се изпраща през комин в атмосферата.

Праховете от котел-утилизатора (7) и прахоуловителната система (8) поради все още високото си съдържание на цинк и олово се насочват за извличане в други технологични схеми, а топлината на газовете от котел-утилизатор (7) се оползотворява за получаване на пара.

Технологичните газове от топилната пещ (3) с температура 1000-1400°С се охлаждат до около 700°С в котел-утилизатор (9) с радиационна част, като отнетата топлина се използва за производство на пара.

След кондиционирането в котел-утилизатора (9) газовете постъпват в система за мокра очистка (10). Системата за очистка се състои от последователно свързани кула за адиабатно охлаждане, радиален скрубер, охладителни кула с пълнеж и мокри електрофилтри. В нея се извършва очистването от прах до стойности <1 mg/nm и охлаждане на газовете до 40-45°С. Продуктът от очистката се подлага на филтруване във филтър - преса и под формата на кек се изпраща към склад /1/.

Фино очистените и охладени газове от технологично звено (10) чрез свързани сгъстител, резервоар, циркулационна помпа и тръбопровод постъпват на очистка от серен диоксид в “мокра” система за сярна киселина H₂SO₄ (11). В системата се извършва подгряване на газовете в топлообменници до около 400-450°С, конверсия на серния диоксид SO₂ до серен триоксид SO, и кондензация на парите на водата и SO₃, при което се получава 96% сярна киселина H₂SO₄ като търговски продукт.

Очистеният от SO₂ газ минава за допълнителна очистка от нереагирал серен диоксид в скрубер за опашни газове (12), където с помощта на скрубиращ реагент серния диоксид се очиства под формата на сулфат - гипс или цинков сулфат в зависимост от вида на реагента.

Газовете на изход от звено (12) съдържат под 400 mg/nm³ серен диоксид и се изпращат през комин в атмосферата.

Claims (12)

1. Претенции

   1. Технологична линия за производство на олово и оловни сплави, характеризираща се с това, че последователно включва: технологично звено (1) за събиране и съхранение на оловосъдържащи и шлакообразуващи суровини и материали, свързано чрез транспортни ленти със система за шихтоподготовка от бункерен тип (2), свързана чрез захранващо устройство с топилен агрегат (3), свързан едновременно и със захранваща система за твърд редуктор, например въглища, за редукция на оловната шлака и работещ в два периодично повтарящи се режима съответно за окислително топене на шихтата и редукция на шлаката, свързан в горната си част с котел-утилизатор с радиационна част (9) за охлаждане на газовете, частично утаяване на оборотни материали - прах и кек и утилизиране на топлината им като пара, свързан с газоход със система за мокра очистка (10) за пълно очистване на газовете от прах до 1 mg/nm³, свързана с инсталация за сярна киселина (11) за очистка от серен диоксид, свързана със скрубер за опашни газове (12) за допълнителна фина очистка от серни газове, съдържащи серен диоксид под 400 mg/nm³, свързан с комин за отвеждането им в атмосферата, а в долната част на топилния агрегат (3) отворът за черно олово чрез улей е свързан с леярска машина за получаване на блокове черно олово с тегло 4-5 t, свързана чрез транспортьори със система от рафинационни котли в технологично звено (4, 4а) за последователно рафиниране от мед, телур, арсен и антимон, сребро, цинк, бисмут, калций и магнезий и получаване на олово очистено от примеси до 99,99%, свързани чрез помпа и улей с машина

   1618 Ш за разливане до готов търговски продукт или сплавяване в технологично звено (5) до сплав с желан състав, а отворът за източване на шлаката от втория режим натопилния агрегат (3) е свързан чрез улей-гранулатор с технологично звено (6) за допълнително извличане от шлаката до съдържание в отпадната шлака на оловото под 0,2% и на цинка под 2%, свързана с котел-утилизатор за грубо обезпрашаване на газовете и оползотворяване на топлината им (7) като пара, свързана чрез газоход с прахоуловителна система (8) за допълнителна финаочистка до съдържание на прах около 5 mg/nm³.
2. 2. Технологична линия съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че технологичното звено (1) се състои от захранвани с грайферен кран бункери, на изходите на които са монтирани дискови питатели, които чрез събирателен конвейер са свързани с вибросито за класифициране на преработваните материали.
3. 3. Технологична линия съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че системата за шихтоподготовка от бункерен тип (2) се състои от дневни бункери с лентови дозатори, свързани чрез транспортьори със смесителен барабан - гранулатор за хомогенизиране на материалите.
4. 4. Технологична линия съгласно претенция 3, характеризираща се с това, че захранващата система за твърд редуктор включва последователно свързани приемен бункер, кофъчен елеватор и дневен бункер с лентов дозатор, монтиран над транспортьор.
5. 5. Технологична линия съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че системата за мокра очистка (10) се състои от последователно свързани кула за адиабатно охлаждане, радиален скрубер, охладителна кула с пълнеж и мокри електрофилтри, работещи в серия за очистване на газовете.
6. 6. Технологична линия съгласно претенция 5, характеризираща се с това, че кулата за адиабатно разширение и радиалния скрубер са свързани със сгъстител, чийто преливник за избистрения разтвор през резервоар, циркулационна помпа и тръбопровод е свързан към началото на системата за мокра очистка (10), а долният отвор на сгъстителя посредством резервоар за отделения шлам е свързан към филтър-преса, която с транспортни средства е свързана със скла да за оборотни материали (1) за отвеждане и складиране на отработения продукт - кек.
7. 7. Технологична линия съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че инсталацията за сярна киселина (11) включва топлообменници за подгряване на изходящия газ до около 450°С, чиито изходи са свързани последователно с изходящия газ до около 450°С, чиито изходи са свързани последователно с контактен апарат за конверсия на серния диоксид до серен триоксид и кондензаторна колона за кондензиране на парите на серния триоксид и водата до получаване на 96% сярна киселина.
8. 8. Технологична линия съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че получените в технологично звено(4, 4а) медни шликери са преработени в късобарабанна пещ до получаване на щейн и шпейза.
9. 9. Технологична линия съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че получените в технологично звено (4, 4а) телурови дроси са преработени в технологично звено (5) до телур.
10. 10. Технологична линия съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че получените в технологично звено (4, 4а) бисмутови дроси са набогатени в рафинационен котел до богато бисмутно олово.
11. 11. Технологична линия съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че технологично звено (4,4а) включва ликвационен котел, дестилационна пещ и купелационна пещ за преработка на получената от рафинационния процес сребърна пяна в сплав “Доре”.
12. 12. Технологична линия съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че технологично звено (6) включва последователно свързани с транспортьори басейн, обезводнителен бункер, склад, приемен бункер, монтиран над дневен бункер с лентов дозатор, свързани посредством шлюзов затвор с Фюминг пещ, чийто отвор е свързан посредством улей-гранулатор с гранулационен басейн за получаване на шлака като търговски продукт.

    фюминг-окиси, свързан с комин за изход на газовете и пневмотранспорт за отвеждане на фюминг-окисите за допълнителна обработка.