BG63879B1

BG63879B1 - Method and furnace for the treatment of desulphurized and enriched metal-containing fractions of depreciated storage batteries

Info

Publication number: BG63879B1
Application number: BG102940A
Authority: BG
Inventors: Георги ХАРАЛАМПИЕВ; Недялко ЛЯКОВ
Original assignee: Георги ХАРАЛАМПИЕВ; Недялко ЛЯКОВ
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2003-04-30
Also published as: BG102940A

Abstract

The method and the furnace are used in metallurgy. By them is ensured dissociation of complex lead oxides, carbonates and other compounds and reduction of an essential part of the lead oxide to lead and lead alloys at reduced fuel consumption and lower degree of evaporation of the produced lead. The method comprises burning of liquid of gaseous fuel and passing the hot gases produced in a counter flow across a vertical column of burden made of the metal-containing fractions of depreciated storage batteries. The combustion of the fuel is performed at lack of air coefficient from 0.95 to 0.60. The reduced capacity hot gases produced are fed to the vertical column of the burden with a pressure from 3000 to 10,000 Pa. The furnace for the materialization of the method comprises a shaft (8) of a smelting chamber, supplied in its upper end with a hole for charging (12). Sideways of shaft (8), in its lower end, a combustion chamber (1) is placed, connected to shaft (8) by means of a hole and engaged by an air heating camber (4). The bottom (28) of the fuel chamber (1) is constructed having an inclination to the bottom (17) of shaft (8), in the lowest part of which one or more discharge holes (18) for the smelt are fabricated. 2 claims, 1 figure

Description

Област на техникатаField of the art

Изобретението се отнася до метод и пещ за преработване на десулфатизирани и обогатени металсъдържащи фракции от амортизирани акумулатори и окислени оловосъдържащи продукти, които намират приложение в металургията.The invention relates to a method and a furnace for treating desulphurized and enriched metal-containing fractions of amortized accumulators and oxidized lead-containing products found in metallurgy.

Предшестващо състояние на техникатаState of the art

Известен е метод за преработване на вторични оловни суровини, при който шихта, съдържаща едро надробена шлака, металургичен кокс, флюси и оловосъдържащи материали, се подава в шахтова пещ. Противоточно на вертикалния стълб от шихта се продухва въздух. В резултат на протичане на редукционни процеси оловото и антимонът се концентрират в металната фаза, а останалите компоненти преминават в шлаковата и шейковата фаза. Шахтовата пещ за осъществяване на метода включва шахта и топилна камера, като в горната част на шахтата е оформена газова камера, а долната й част е оформена от водоохлаждаеми кесони, които лягат върху стените на огнеупорен тигел. В кесонираните стени на шахтата са разположени отвори за вдухване на въздух, а в стените на тигела или на границата между тигела и кесоните са оформени отвори за изпускане на стопилката, които могат да бъдат и сифонни. (Худяков, И.В., А.П.Дорошкевич, И.В.Карелов, Металлургия вторичннх цветннх металлов, изд. “Металлургия”, Москва, 1987 г., стр.284).It is known a process for processing secondary lead raw materials, in which a charge containing large crushed slag, metallurgical coke, fluxes and lead-containing materials is fed into a shaft furnace. Contrary to the vertical pillar of charge, air is blown. As a result of the reduction processes, the lead and antimony are concentrated in the metal phase, and the remaining components pass into the slag and shake phases. The shaft furnace for the method comprises a shaft and a melting chamber, with a gas chamber formed in the upper part of the shaft, and the lower part is formed of water cooled coils that lie on the walls of a refractory crucible. In the shaft walls of the shaft there are openings for blowing air, and in the walls of the crucible or at the boundary between the crucible and the caissons there are openings for melting the melt, which can also be siphon. (Hudjakov, IV, APDoroshkevich, IVKarelov, Metallurgy Secondary Color Metal, Ed. "Metalurgy", Moscow, 1987, p.284).

Недостатъкът на този метод и на пещта е, че използването на труднотопими материали като едра шлака, флюси и други с цел да разтворят пепелта на кокса е свързано с повишаване разхода на гориво и получаване на относително голямо количество запрашени газове на единица добит метал. Това води до влошаване на условията на труда и по-големи капиталовложения за прахоуловителни съоръжения.The disadvantage of this method and of the furnace is that the use of hardwood materials such as coarse slag, fluxes and the like in order to dissolve the ash of coke is associated with an increase in fuel consumption and the production of a relatively large amount of dusts per unit of extracted metal. This leads to worsening labor conditions and greater capital investments for dust collection facilities.

Известен е също така метод за преработване на вторични оловни суровини, при който подаваното в горивна камера течно гориво при смесването му с въздух изгаря напълно и получените горещи газове преминават в противоток през вертикален стълб от шихта, включваща метални и повърхностно окислени вторични оловни материали, на които отдават топлината си и ги стопяват. Стопените материали се стичат надолу и се събират на дъното на горивната камера, от където се изпускат, а на тяхно място се срутват лежащите по-горе слоеве от нестопен материал. Пещта за осъществяване на метода включва шахта на топилна камера, горната част на която е обхваната от газова камера. В горния си край шахтата е снабдена с отвор за зареждане. Странично от шахтата е разположена горивна камера, обхваната от въздухонагревателна камера. Дъното на шахтата е изпълнено с наклон към горивната камера, като шахтата е свързана с горивната камера чрез отвор за изтичане на стопените материали от пещта и за преминаване на горещите газове от горивната камера към шахтата. Горивната камера е снабдена с един или два отвора за изпускане на стопените материали, разположени в най-ниската й част, които могат да са и сифонни (ВС 51112).Also known is a method for processing secondary lead materials in which liquid fuel fed into a combustion chamber is mixed with air, and the hot gases flow counter-current through a vertical column of charge including metallic and surface-oxidized secondary lead materials of who give their warmth and melt them. The molten materials flow down and collect at the bottom of the combustion chamber from which they are dropped, and in their place, the layers of non-loose material lying above are collapsed. The furnace for carrying out the method comprises a shaft of a melting chamber, the upper part of which is covered by a gas chamber. At the top end, the shaft is provided with a charging opening. A combustion chamber covered by an air heating chamber is located laterally from the shaft. The shaft bottom is inclined towards the combustion chamber, the shaft being connected to the combustion chamber through an opening for the flow of molten material from the furnace and for passing the hot gases from the combustion chamber to the shaft. The combustion chamber is provided with one or two openings for discharging the molten materials located at its lowest part, which may also be siphons (BC 51112).

Недостатъкът на този известен метод е пълното изгаряне на горивото в горивната камера, поради което получените газове играят само топилни функции и нямат редукционен капацитет. В резултат оксидите от преработваните материали преминават изцяло в оксидна стопилка, с което се намалява извличането на метала в металната стопилка. Недостатъкът на пещта е, че, преди да се изпуснат от нея, стопилките преминават през горивната камера, където температурата е най-висока, с което се създават условия за по-голяма степен на изпаряване на оловото и оловния оксид.The disadvantage of this known method is the complete combustion of fuel in the combustion chamber, which results in the gases obtained only melting functions and no reduction capacity. As a result, the oxides from the processed materials completely pass into oxide melt, which reduces the leaching of the metal in the metal melt. The disadvantage of the furnace is that before melting it, the melts pass through the combustion chamber where the temperature is the highest, thus creating the conditions for a greater degree of evaporation of the lead and lead oxide.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Задачата на изобретението е да се създаде метод и пещ за преработване на десулфатизирани и обогатени металсъдържащи фракции от амортизирани акумулатори, с които да се осигури редукция на съществена част от окислените оловни съединения, да се избегне използването на труднотопими материали в шихтата и да се намали степента на изпаряване на полученото олово при опростена конструкция на пещта и горивната камера.The object of the invention is to provide a process and a furnace for treating desulphurized and enriched metal-containing fractions from amortized batteries to provide for the reduction of a substantial portion of the oxidized lead compounds, to avoid the use of hard-wearing materials in the batch and to reduce the degree evaporation of the resulting lead in a simplified furnace and combustion chamber design.

6387863878

Задачата е решена с метод за преработване на десулфатизирани и обогатени метал съдържащи фракции от амортизирани акумулатори в пещ от шахтов тип, включващ изгаряне на течно или газообразно гориво извън шахтата и преминаване на получените горещи газове в противоток през вертикален стълб от шихта, съставена от метал съдържащите фракции от амортизирани акумулатори. Съгласно изобретението изгарянето на горивото се извършва при коефициент на недостиг на въздух от 0,95 до 0,60 и получените горещи газове с редукционен капацитет се подават към вертикалния стълб от шихта с налягане от 3000 до 10000 Ра.The object is achieved by a process for treating desulphurized and enriched metal containing fractions of amortized batteries in a shaft type furnace comprising burning liquid or gaseous fuel out of the shaft and passing the resulting hot gases countercurrently through a vertical column of charge consisting of metal containing fractions of damped accumulators. According to the invention, the combustion of the fuel is carried out with an air gap of 0.95 to 0.60 and the resulting hot gases with a reduction capacity are fed to the vertical ballast column at a pressure of 3000 to 10000 Pa.

Вследствие на температурния градиент във вертикалния стълб от озърнени оксиднокарбонатни и метални материали се осигурява термична дисоциация на оловния диоксид и оловния карбонат още в горните слоеве, където се е изчерпал редукционният капацитет на газовете, но не се е изчерпала термичната им способност да отдават топлина и да нагряват материала до температури, по-високи от температурите на топене на оловото и оловните сплави, които се стопяват и стичат надолу, както и до температури, по-високи от температурите на дисоциация на оловния карбонат и оловния диоксид до оловен оксид. В по-долните слоеве на вертикалния стълб оловният оксид по повърхността на зърната се редуцира до метално олово, стопява се и оголва повътрешните слоеве на зърната до намаляване на размерите им до нула, при това съдържанието на редукционните съставки в газовете непрекъснато нараства към по-долните нива на насипания слой и се подновява непрекъснато от възходящия поток от газове, получени в горивната камера.As a result of the temperature gradient in the vertical column of ferrous oxide and metallic materials, thermal dissociation of the lead dioxide and lead carbonate is provided in the upper layers where the reduction capacity of the gases has been exhausted but has not exhausted their thermal capacity to deliver heat heat the material to temperatures higher than the melting temperatures of lead and lead alloys that melt and descend downwards, as well as to temperatures higher than the dissociation temperatures of the lead carbonylamino and lead dioxide to lead monoxide. In the lower layers of the vertical column, the lead oxide on the grain surface is reduced to metallic lead, melting and stripping the outer layers of the grains to reduce their size to zero, while the content of the reducing components in the gases continuously increases to the lower layer levels and is continuously renewed by the upward flow of gases produced in the combustion chamber.

Пещта за осъществяване на метода включва шахта на топилна камера, снабдена в горния си край с отвор за зареждане. Горната част на шахтата е обхваната от газосъбирателна камера. Странично от шахтата в долния й край е разположена горивна камера, свързана с шахтата чрез отвор и обхваната от въздухонагревателна камера. Съгласно изобретението дъното на горивната камера е изпълнено с наклон към дъното на шахтата, в най-ниската част на което са оформени един или повече изпускателни отвори за стопилката.The furnace for carrying out the method comprises a shaft of a melting chamber provided at its upper end with a charging opening. The top of the shaft is covered by a gas collection chamber. A combustion chamber connected to the shaft by an opening and covered by an air-heating chamber is located at the lower end of the shaft at its lower end. According to the invention, the bottom of the combustion chamber is inclined to the bottom of the shaft, at the lowest part of which one or more melt outlet openings are formed.

Предимствата на метода и пещта съгласно изобретението се изразяват в следното. Изгарянето на газообразно или течно гориво при контролиран недостиг на кислород спрямо този за пълното горене осигурява получаване на газове, които освен топлинен имат и редукционен капацитет, достатъчен за нагряване на шихтата, дисоциация на сложни оловни оксиди, карбонати и други съединения и редукция на съществена част от оловния оксид до олово и оловни сплави. За провеждане на процеса не е необходимо присъствието на труднотопими материали в шихтата, което води до намаляване разхода на гориво. Горивната камера има опростена и олекотена конструкция, тъй като не е сборник на получените стопилки и огнеупорните материали за изграждането й не се подлагат на въздействието им. От друга страна стопилките от олово и оловни съединения не се подлагат на непосредственото въздействие на високите температури в горивната камера, с което се намалява степента на изпаряване на полученото олово и образуването на оловни аерозоли.The advantages of the method and the furnace according to the invention are as follows. The combustion of gaseous or liquid fuel at controlled oxygen deficiency over full combustion provides for the generation of gases which, in addition to the heat, have a reduction capacity sufficient to heat the burden, dissociate complex lead oxides, carbonates and other compounds and reduce a substantial portion from lead oxide to lead and lead alloys. In order to carry out the process, it is not necessary to have difficult loads in the batch, which leads to a reduction in fuel consumption. The combustion chamber has a simplified and lightweight construction because it is not a collection of the melts obtained and the refractory materials for its construction are not subjected to their effects. On the other hand, lead and lead compounds do not undergo the direct influence of high temperatures in the combustion chamber, which reduces the degree of evaporation of the lead lead and the formation of lead aerosols.

Описание на приложената фигураDescription of the attached figure

Фигура 1 представлява вертикален надлъжен разрез на пещта.Figure 1 is a vertical longitudinal section of the furnace.

Пример за изпълнение на изобретениетоAn embodiment of the invention

Примерно изпълнение на изобретението е показано на фиг. 1. Пещта се състои от шахта 8, изградена от кесони 9 с водно или изпарително охлаждане, като входът 10 за водата е разположен в долния край на кесоните 9, а изходът 11 - в горния им край. Горната част на шахтата 8 е обхваната от газосъбирателна камера 14, към която са монтирани люкове 15 за периодично почистване. В горния край на шахтата 8 е разположен отвор 12 за зареждане на шихтата, оформен от чугунени плочи 23 и снабден с капак 13. Шахтата 8 има наклонено дъно 16, лежащо върху фундамент 26 и изградено от огнеупорни материали 17, като в най-ниската част на дъното е оформен наймалко един изпускателен отвор 18 за стопилката. Странично на едната от надлъжните стени на шахтата 9, в долния й край, е монтирана горивна камера 1, изработена от вътрешен слой от огнеупорни материали 2 и външен слой от топлоизолационен материал 3. Дъното 28 на горивната камера 1 е наклонено към дъното 17 на шахтата 8, при това горивната камера 1 е свързана с шахтата 8 чрез отвор 7, оформен от най-високата част на дъното 17 на шахтата 8 и кесонна греда 27. Горивната камера 1 е обхваната от въздухонагревателна камера 4, в която е оформен входящ отвор 24, и е снабде3An embodiment of the invention is shown in FIG. 1. The furnace consists of a shaft 8 made of cassons 9 with water or evaporator cooling, the water inlet 10 being located at the lower end of the cassons 9 and the outlet 11 at their upper end. The top of the shaft 8 is covered by a gas collection chamber 14 to which periodic cleaning hatches 15 are mounted. At the upper end of the shaft 8 there is an opening 12 for charging the batch formed from cast-iron plates 23 and provided with a lid 13. The shaft 8 has an inclined bottom 16 lying on a foundation 26 and made of refractory materials 17, the lower part at least one outlet 18 for the melt is formed at the bottom. A combustion chamber 1 is provided on one of the longitudinal walls of the shaft 9, at its lower end, made of an inner layer of refractory materials 2 and an outer layer of heat insulating material 3. The bottom 28 of the combustion chamber 1 is inclined to the bottom 17 of the shaft 8, the combustion chamber 1 is connected to the shaft 8 by an opening 7 formed by the highest part of the bottom 17 of the shaft 8 and the shaft beam 27. The combustion chamber 1 is covered by an air heating chamber 4 in which an inlet 24 , and is provided3

63878 на с тръба 6, в която е монтирана горелка 5 за течно или газообразно гориво.63878 of a pipe 6 in which a burner 5 for liquid or gaseous fuel is mounted.

Изпускателният отвор 18 за стопилката е свързан с разделителен съд 19, в дънната част на който е монтиран сифон 20 за отделяне $ на чиста оловна стопилка чрез първи улей 21, а в горния край на разделителния съд 19 е разположен втори улей 22.The discharge port 18 for the melt is connected to a separating vessel 19 in the bottom part of which is disposed a pure lead melt separator 20 through a first channel 21 and a second channel 22 is disposed at the upper end of the separating vessel 19.

Използване на изобретениетоUse of the invention

Пещта за осъществяване на метода работи по следния начин. През отвора 12 за зареждане на шахтата 8 се насипва шихта от озърнени материали от олово, оловни сплави и оксидно-карбонатни оловни съединения. От въз- 15 духонагревателната камера 4 през тръбата 6 към горивната камера 1 се подава подгрят въздух, който обтича горелката 5 за изгаряне на течно или газообразно гориво при коефициент на недостиг на въздух от 0,95 до 0,60. Подгре- 2θ тият въздух се подава от въздухонагревателната камера 4, която освен за нагряване на въздуха, подаван към нея през входящия отвор 24, служи и за предотвратяване избиването на газове през огнеупорната облицовка 3 на горивната камера 4. Получените горещи га- 25 зове преминават през отвора 7 и се подават в противоток към вертикалния стълб от шихта с налягане от 3000 до 10000 Ра. Под въздействието на горещите редукционни газове, при филтруването им отдолу-нагоре през вертикал- зо ния стълб от озърнени материали, протича последователност от процеси по хода на газовете към изхода в горния край на шахтата 8 (непоказан на фигурата) в следния ред: редукция на оловните оксиди, стопяване на оловото и изтичането му надолу, дисоциация на оловния карбонат до оловен оксид и въглероден двуоксид; дисоциация на оловния диоксид до оловен оксид и кислород; стопяване на късчетата олово и оловни сплави; нагряване на зърната и едновременно отделяне на влагата. 40The furnace to perform the method works in the following way. A batch of coated lead, lead alloy and lead-carbonate lead compounds is loaded through the well 12 for charging the shaft 8. From the booster chamber 4 through the tube 6 to the combustion chamber 1, heated air is supplied which flows through the burner 5 for combustion of liquid or gaseous fuel with an air gap of 0.95 to 0.60. Superior air is supplied from the air heating chamber 4 which, in addition to heating the air supplied to it through the inlet 24, also serves to prevent gas leakage through the refractory liner 3 of the combustion chamber 4. The hot gases are passed through through the bore 7 and are fed in countercurrent to the vertical column of batch with a pressure of 3000 to 10000 Pa. Under the influence of the hot reduction gases, by filtering them from the bottom up through the vertical column of puddled materials, a sequence of gas flow processes flows to the outlet at the top end of the shaft 8 (not shown) in the following order: lead oxides, lead melting and leakage down, dissociation of lead carbonate to lead oxide and carbon dioxide; dissociation of lead dioxide to lead oxide and oxygen; melting the pieces of lead and lead alloys; Heat the grains and moisture at the same time. 40

Получената стопилка се извежда от шахтата през изпускателния отвор 18, свързан с разделителния съд 19. С помощта на сифона 20 чрез първи улей 21 се отделя чиста оловна стопилка, а вторият улей 22, разположен в горния край на разделителния съд 19, служи за отделяне на изплували на повърхността на стопеното олово примеси.The resulting melt is removed from the shaft through the outlet 18 connected to the separating vessel 19. With the siphon 20, a clean lead melt is released through the first chute 21 and the second chute 22 disposed at the upper end of the separating vessel 19 serves to separate the floating on the surface of molten lead impurities.

Claims

1. A method for processing desulphated and enriched metal-containing fractions from cushioned batteries in a shaft-type furnace, comprising burning liquid or gaseous fuel outside the shaft and passing the resulting hot gases in countercurrent through a vertical column of charge-locking metal shells , characterized in that the combustion takes place at an air shortage ratio of from 0.95 to 0.60 and the resulting hot gases are fed to the vertical column of the charge at a pressure of 300 0 to 10,000 Pa.

2. A furnace for processing desulphated and enriched metal containing fractions of cushioned batteries, including a melting chamber shaft provided at its upper end with a filling opening, the upper part of the shaft being enclosed by a gas chamber and laterally at the shaft at its lower side end, there is a combustion chamber connected to the shaft through an opening and covered by an air heating chamber, characterized in that the bottom (28) of the combustion chamber (1) is inclined towards the bottom (17) of the shaft (8), in the lowest part of which are formed one and and more outlet openings (18) for the melt.

Attachment: 1 figure