PL143158B1 - Method of processing brass melting losses into a cu-zn alloy and dusty zinc oxide - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przerobu zgarów mosieznych na stop miedziowo-cynkowy i pylisty tlenek cynkowy obejmujacy uplynnienie zgarów redukcje zwiazków zawartych w nich metali odparowanie cynku i jego utlenienie, zestalenie i wychwycenie pylów wodpylni oraz oddzielenie stopu od zuzla. Zgary mo¬ siezne sa to materialy o porowatej strukturze powstajace w procesie sporzadzania stopów mosieznych, a takze podczas wykonywania odlewów z tych stopów. Sa to mieszaniny metalicznej miedzi i cynku oraz tlenków tych metali, a takze resztek topników. Tlenkowe formy tych metali wystepuja glównie na powierzchni zgarów.Oprócz glównych skladników miedzi i cynku zgary moga byc zanieczyszczone innymi metalami jak olowiem, cyna, zelazem manganem. Zgary mosiezne sa waznym surowcem wtórnym do otrzymywania metalicznej miedzi badz mosiadzu.Znany jest sposób przerobu zgarów mosieznych polegajacy na ich rozklasyfikowaniu na frakcje drobna do 20 mm i frakcje o uziarnieniu powyzej 20 mm, która lacznie z innymi materialami wsadowymi przetapia sie na mosiadz w piecach indukcyjnych lub w piecu szybowym, przy czym frakcje drobna skladajaca sie w przewazaja¬ cej czesci z tlenków cynku i miedzi wraz z dodatkiem koksiku kieruje sie do pieców destylacyjnych. Nastepuje tu redukcja zwiazków cynku, jego odparowanie a nastepnie kondensacja. Miedz pozostaje w wypalkach. Oprócz miedzi pozostaje w wypalkach równiez czesc cynku. Wypalki brykietuje sie i kieruje do pieca szybowego i prze¬ tapia na miedz.Inny sposób przerobu zgarów mosieznych polega na bezposrednim ich przetopie w piecu lugowo-oporo- wym z udzialem reduktorów i topników. W procesie tym otrzymuje sie stop miedziowo-cynkowy, zuzel i pylisty produkt cynkowy o zawartosci do 50% Zn. Znany jest równiez sposób wykorzystania zgarów mosieznych zwlaszcza ich grubszej frakcji jako material wsadowy do otrzymywania miedzi w piecu szybowym. Oprócz miedzi otrzymuje sie w tym procesie takze zuzel cynkowo-miedziowy i pyl cynkowy.Przedstawione metody przerobu zgarów mosieznych maja kilka istotnych wad. Pierwsza ze znanych metod obejmuje w zasadzie trzy rózniace sie procesy: przetop grubej frakcji w piecu indukcyjnym, redukcje zwiazków metali, odparowanie cynku i jego kondensacje z drobnej frakcji w piecach destylacyjnych i przetop wypalków miedziowych w piecu szybowym na miedz. Ponadto procesy te wymagaja dodatkowych operacji przygotowaw¬ czych w postaci rozsiewania zgarów na drobna i gruba frakcje i brykietowania wypalków miedziowych przed ich 143 1582 143158 skierowaniem do pieca szybowego. Wielkosc i róznorodnosc operacji wydluza i komplikuje droge do otrzymania ze zgarów zamierzonych produktów.Stopien oddestylowania cynku w muflach jest niedostateczny co powoduje, ze miedz pozostajaca w wypal- kach zawiera jeszcze 10-15% Zn.,Biorac pod uwage fakt, ze wypal ki te przerabiane sa w piecu szybowym nalezy sie liczyc, ze cynk ten przejdzie do zuzla i bedzie w nim stracony. Rzutuje to na obnizenie poziomu wskaznika uzysku cynku w otrzymywanych produktach uzytecznych z przerobu zgarów mosieznych. Przetapianie zgarów w piecach lukowo-oporowych jest technologia prostsza, lecz bardziej energo i materialochlonna. W procesie tym zuzywa sie 1500kWh/tone wsadu. Równiez zuzycie reduktorów w postaci koksu i wegla z elektrod musi byc duzo wyzsze niz wynikaloby to z ilosci potrzebnej do zredukowania zwiazków cynku i miedzi.Celem wynalazku jest opracowanie sprawniejszej metody przerobu zgarów o mniejszej energochlonnosci ; * i mniejszej materialochlonnosci dajacej obnizenie strat metali w zuzlu. Wedlug wynalazku cel ten zostal osiag¬ niety w ten spoiób, ze zgary z wytopu mosiadzów w sklad których wchodzi okolo 32% Cu, 43% Zn, 0,5% Pb, ! a udzial frakcji drobnoziarnistej (ponizej 4 mm) stanowi 70%, zsypuje sie do zbiornika wsadowego w stosunku 94%_zgarów, 3% koksiku, i 3% sody, a nastepnie zbiornik wraz z przygotowanym ladunkiem przemieszcza sie nad piec obrotowo-wahadlowy i przez otwór zsypowy ladunek ten wprowadza sie do pieca. Po zaladowaniu pieca i zamknieciu otworu zsypowego uruchamia sie uklad ogrzewajacy, a piec wprawia sie w ruch obrotowy.W poczatkowej fazie nastepuje przewalowe mieszanie sie fazy stalej wsadu, scieranie sie powierzchniowej war¬ stwy tlenków metali zziarn zgarów co zwieksza kontakt sody i reduktora z drobnoziarnista frakcja tlenków.Nastepuje szybkie uplynnienie zgarów i redukcja zwiazków metali. Równoczesnie na skutek spalania pylu weglo¬ wego lub gazu podwyzsza sie temperatura w piecu z 800°C do 1260°C Opalanie pieca prowadzi sie przy nieznacznym niedoborze tlenu, aby czesc wegla przeksztalcic w tlenek wegla uzupelniajacy zapotrzebowanie na reduktor zwiazków metali. Po nagrzaniu zawartosci pieca do ponad 800°C metaliczne ziarna stapiaja sie w krople, które nastepnie lacza sie w wieksze skupiska stopu. W koncowej fazie procesu obrotowy ruch pieca zamienia sie na ruch wahadlowy. Odparowany czesciowo cynk utlenia sie i przechodzi wraz ze spalinami w postaci pylu do od pyl ni gdzie jest wychwytywany. Po zakonczeniu szarzy, plynny stop metali i zuzel wylewany jest z pieca do formy.Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest skrócenie cyklu wytopu nawet w porównaniu do procesu odbywaja¬ cego sie w piecu lukowo-oporowym. Skrócenie to osiagniete przez oddzielenie powierzchniowej warstwy tlen¬ ków metali z okruchów zgarowych i odkrycie glebiej wystepujacej masy metalicznego wytopu, a takze przez skuteczne mieszanie reagujacych ze soba skladników. Ziarna stopu latwo sie stapiaja, a usuniecie z nich tlenko¬ wej warstwy umozliwia koalescencje a nastepnie szybka sedymentacje z tworzacego sie w tym czasie zuzla. Mala ilosc zuzla i dobra sedymentacja stopu w tym zuzlu prowadzi do zmniejszenia w nim strat metali. Mniejsza ilosc zuzla niz w znanych metodach powoduje lepsze wykorzystanie przestrzeni pieca, zwiekszenie jego wydajnosci.Wskaznik zuzycia reduktorów i topników wynosi odpowiednio 120 i 180 kG na tone wsadu, przy czym pod¬ kreslic trzeba, ze moga to byc materialy gorszego gatunku, niz w procesie odbywajacym sie w piecu lukowo- -oporowym.W procesie wedlug wynalazku kosztowna energie elektryczna lub koks metalurgiczny zastepuje sie tanim pylem weglowym lub gazem opalowym. Obywa sie tu bez elektrod w postaci prasowanego wegla, bez fluorytów i zelazokrzemu. Sposób wedlug wynalazku odznacza sie prostota i duza wydajnoscia. W przykladzie wykonania wynalazku przedmiotem sa zgary z wytopu mosiadzów o skladzie 32% Cu i 43% Zn i 0,5% Pb. Udzial frakcji drobnoziarnistej w zgarach (ponizej 4 mm) stanowi 70%. Ladunek wsadu do pieca obrotowo-wahadlowego wynosi 7,51. Ladunek ten sklada sie z 7 ton zgarów mosieznych, 0,2501 koksiku i 0,2504 sody. Odmierzona ilosc wymienionych skladników zaladowuje sie do kontenera i za pomoca suwnicy przenosi nad piec obrotowo- -wahadlowy i przez otwór zasypowy wprowadza zawartosc kontenera do wnetrza pieca Po zaladowaniu pieca i zamknieciu otworu zasypowego uruchamia sie piec i uklad ogrzewajacy.W poczatkowej fazie nastepuje przewalowe mieszanie sie fazy stalej, scieranie sie powierzchniowej war¬ stwy tlenków metali na ziarnach zgarów. Dobry kontakt sody i reduktora zwlaszcza z drobnoziarnista frakcja tlenków prowadzi do szybkiego uplynnienia zgarów i do redukcji zwiazków metali. Równoczesnie podnosi sie stopniowo temperature z 800°C do 1260°C przez opalanie przestrzeni pieca mieszanka pylu weglowego i po¬ wietrza, która wtlacza sie do pieca za pomoca palnika. Zredukowany do metalu cynk, którego preznosc pary jest duza w porównaniu do preznosci pary miedzi zostaje odpedzony do fazy gazowej, jednak w zetknieciu sie z powietrzem zostaje utleniony i zestalony w postac pylu. Pyl niesiony przez gazy piecowe zostaje wychwycony w odpylni tkaninowej. Odparowuje do fazy gazowej tylko czesc cynku. Reszta pozostaje w plynnym stopie.W momencie uplynnienia wsadu zamienia sie ruch obrotowy pieca na ruch wahadlowy. W czasie ruchu wahadlowego zachodzi redukcja resztek zwiazków metali, zuzel rozdziela sie od cieklego stopu tworzac warstwe na jego powierzchni. Po czterogodzinnym procesie dokonuje sie spustu cieklej zawartosci pieca do form. Zuzel uklada sie cienka warstwa na powierzchni mieszaniny cieklego cynku i miedzi. Krzepnie on pózniej niz stop.Jego kurczliwosc podczas krzepniecia rózni sie znacznie od kurczlrwosci stopu, dzieki czemu latwo sie go zdejmuje znad stopu. Zuzel zawiera 19% Zn, co stanowi 10% calosci cynku znajdujacego sie we wsadzie. Zuzel143158 3 ten wykorzystany jest pózniej jako material wsadowy do przewalowego procesu otrzymywania tlenku cynkowe¬ go. Odlany do form stop miedziowo-cynkowy zawiera 69% Cu i 25% Zn, a reszte stanowi glównie olów. Pylisty tlenek cynkowy zawiera 54% Zn i tylko 0,2% Cu.Zastrzezenie patentowe Sposób przerobu zgarów mosieznych na stop miedziowo-cynkowy i pylisty tlenek cynkowy, obejmujacy topienie i redukcje zwiazków metali w nich zawartych, odparowanie cynku, powtórne jego utlenienie, zestalenie i wychwycenie wodpylni oraz oddzielenie zuzla od stopu miedziowo-cynkowegoj znamienny tym, ze redukcje skladników i stapianie metali prowadzi sie w piecu obrotowo-wahadlowym z przygotowanej mieszani¬ ny wsadu w proporcjach zblizonych do: 94% zgarów z wytopu mosiadzu, 3% koksiku i 3% sody, przy opalaniu pieca gazem lub pylem weglowym w atmosferze z niedoborem tlenu i przy ciaglym przewalaniu sie i mieszaniu zawartosci w skutek obrotu pieca, w warunkach wzrastajacej temperatury az do 1260°C. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób przerobu zgarów mosieznych na stop miedziowo-cynkowy i pylisty tlenek cynkowy, obejmujacy topienie i redukcje zwiazków metali w nich zawartych, odparowanie cynku, powtórne jego utlenienie, zestalenie i wychwycenie wodpylni oraz oddzielenie zuzla od stopu miedziowo-cynkowegoj znamienny tym, ze redukcje skladników i stapianie metali prowadzi sie w piecu obrotowo-wahadlowym z przygotowanej mieszani¬ ny wsadu w proporcjach zblizonych do: 94% zgarów z wytopu mosiadzu, 3% koksiku i 3% sody, przy opalaniu pieca gazem lub pylem weglowym w atmosferze z niedoborem tlenu i przy ciaglym przewalaniu sie i mieszaniu zawartosci w skutek obrotu pieca, w warunkach wzrastajacej temperatury az do 1260°C. PL