PL182524B1 - Sposób przetwarzania wtórnych i odpadowych surowców metali nieżelaznych - Google Patents

Abstract

Sposób przetwarzania wtórnych i odpadowych surowców' mcetali nieżeltzrnych, w którym do obrotowo-wahadłowego pieca wprowadza się wsad wzbogacony w dodatki żuzlotwórcze i topnik oraz dodaje się reduktor w postaci koksiku, po czym uruchamia się obroty pieca i topi jego zawartość, zmienia się ruch pieca na wahadłowy, a po odstaniu topu zawartość pieca zlewa się do form, znamienny tym, ze przed załadunkiem wsadu obrotowo-wahadłowy piec nagrzewa się do temperatury 1170 - 1270 K, wyłącza się palnik 1 po napełnieniu pieca ustala się jego obroty na 1/4 obrotu na minutę, i przy udrożnionym otworze spustowym zawartość pieca ogrzewa się ciepłem wymurówki przez 5-25 minut, a następnie zamyka się otwór spustowy i ustala prędkość ruchu wahadłowego pieca na 2 obroty w ciągu minuty, i prowadzi się dwufazowy proces topienia, przy czym w pierwszej fazie wsad ogrzewa się az do uzyskania półpłynnego żużla, po czym, przy włączonym palniku, dokonuje się spustu całości wytopionego metalu otworem spustowym, następnie wprowadza się do pieca koksik w ilości 10% wagowych znajdującego się w piecu zuzla i w drugiej fazie zawartość pieca poddaje się intensywnemu topieniu, do czasu całkowitego upłynnienia żużla, korzystnie w czasie 2-3 godzin, po czym prowadzi się znane operacje odstania topu i spustu pozostałej części metalu i zuzla.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania wtórnych i odpadowych surowców metali nieżelaznych w postaci popiołów, zgarów, skrzepów i złomów, a także szlamów, osadów i żużli, prowadzony zwłaszcza w piecu obrotowo-wahadłowym.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 143 158, sposób przerobu zgarów mosiężnych na stop miedziowo-cynkowy i pylisty tlenek cynkowy polegający na tym, że wsad, który stanowi mieszanina 94% zgarów z wytopu mosiądzu o zawartości około 32% Cu, 43% Zn i 0,5% Pb, 3% koksiku jako reduktora, i 3% sody jako topnika, o udziale w zgarach 70% frakcji drobnoziarnistej poniżej 4 mm, wprowadza się do nienagrzanego pieca obrotowo-wahadłowego opalanego gazem lub pyłem węglowym, w atmosferze z niedoborem tlenu. Proces prowadzi się przy ciągłym przewalaniu się i mieszaniu zawartości pieca, przy temperaturze wzrastającej do 1530 K.

Opisany proces przerobu zgarów mosiężnych znajduje zastosowanie do wsadu o wysokiej zawartości odzyskiwanych metali. Nie może być natomiast wykorzystany do zgarów mosiądzu i brązu gorszych gatunków oraz innych surowców odpadowych metali nieżelaznych, z uwagi na duzy wpływ składu wsadu na jakość otrzymanego stopu. Bowiem w przypadku przetwarzania zgarów mosiądzu zanieczyszczonych, na przykład, żelazem w postaci wtrąceń metalicznych i tlenkowych, ze względu na kontaktowanie się przez całą długość cyklu metalu i żużla, w trakcie jego upłynniania w obecności koksiku, następuje przejście zelaza do stopu, co obniża jego jakość, a zatem i wartość handlową produktu.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 132 921, sposób przerabiania popiołów i zgarów mosiężnych na mosiądz w piecu elektrycznym, przy temperaturze żużla wynoszącej powyżej 1300 K i temperaturze metalu poniżej 1300 K, w którym wsad stanowi mieszanina składająca się z popiołów i zgarów mosiężnych, koksiku i dodatków zużlotwórczych. Jako dodatki zuzlotwórcze stosuje się zuzle miedziowe o zawartości 0,1 - 14% Cu i 25 - 45% SiO2, w ilości 5-20 części wagowych oraz zelazokrzem w ilości 0,3 - 5 części wagowych.

Opisany sposób przerabiania popiołów i zgarów mosiężnych w piecu elektrycznym wymaga wcześniejszego przygotowania wsadu, zwłaszcza dokładnej separacji magnetycznej od zelaza. Prowadzenie procesu w piecu elektrycznym wiąże się z koniecznością całkowitego

182 524 upłynnienia wsadu i utworzenia jednorodnego i dobrze upłynnionego żużla, co wymaga dużych ilości różnorodnych topników i stosowania wysokich temperatur, powodujących nadmierne wydłużenie cyklu wytopu, wysokie zuzycie energii elektrycznej i elektrod.

Celem wynalazku jest zwiększenie efektywności procesu przetwarzania wtórnych i odpadowych surowców metali nieżelaznych, bez konieczności wstępnego przygotowywania wsadu.

Sposób przetwarzania wtórnych i odpadowych surowców metali nieżelaznych według wynalazku charakteryzuje się tym, że przed załadunkiem wsadu obrotowo-wahadłowy piec nagrzewa się do temperatury 1170 - 1270 K, po czym wyłącza się palnik i napełnia piec wsadem wzbogaconym w dodatek żuzlotwórczy i topnik. Po napełnieniu pieca załącza się jego obroty z prędkością 1/4 obrotu na minutę. Zawartość pieca, przy udrożnionym otworze spustowym, ogrzewa się ciepłem wymurówki przez 5 - 25 minut.

W opisanym etapie procesu, na skutek powolnego mieszania nagrzanego wsadu, następuje oddzielenie niskotopliwych metali - ołowiu i cyny - poprzez wytrząsanie. Metale te koagulują i wypływają z pieca otworem spustowym. Jednocześnie następuje wypalanie części palnych i powolne spieczenie wsadu, co zapobiega unoszeniu z pieca frakcji drobnoziarnistej i zanieczyszczeniu pyłów w dalszej części procesu, po ponownym załączeniu palnika.

Zamyka się otwór spustowy i ustala się prędkość ruchu wahadłowego pieca na 2 obroty w ciągu minuty. Prowadzi się dwufazowy proces topienia. W pierwszej fazie wsad ogrzewa się do czasu uzyskania półpłynnego żużla i, przy włączonym palniku, dokonuje się, otworem spustowym, spustu całości wytopionego metalu.

Ogrzewanie wsadu tylko do czasu uzyskania półpłynnego żużla zapobiega rozpuszczeniu się zelaza w stopie miedziowo-cynkowym, powstającym z wytopienia metalicznych części wsadu

Po dokonaniu spustu metalu, wytopionego w pierwszej fazie topienia, do obrotowowahadłowego pieca wprowadza się koksik w ilości 10% wagowych znajdującego się w piecu żużla, i w drugiej fazie zawartość pieca poddaje się intensywnemu topieniu aż do całkowitego upłynnienia żużla, korzystnie w czasie 2-3 godzin.

Zaletą sposobu przetwarzania wtórnych i odpadowych surowców metali nieżelaznych, według wynalazku, jest możliwość efektywnego przetwarzania surowców charakteryzujących się wysoką zawartością obcych zanieczyszczeń, których usunięcie, w innych technologiach przetwarzania, jest niezbędne i wymaga kosztownych operacji wstępnych. Wyprowadzenie z obrotowo-wahadłowego pieca żużla końcowego przez otwór załadunkowy pozwala na całkowite jego usunięcie z pieca wraz z zawieszonymi w żużlu nieroztopionymi elementami żelaznymi, ceramicznymi i innymi trudnotopliwymi materiałami.

Przykład

Przygotowuje się materiał wsadowy, na który składają się:

- zgary mosiądzu zawierające przeciętnie 32,80% Cu, 35,00% Zn, 1,50% Pb, 0,50% Fe, 0,25% Sn oraz zuzyte topniki, korki grafitowe, masę muflową, elementy żelazne i ceramiczne, w ilości 1,50 Mg,

- złom miedziowo-cynkowy w postaci nierozbrojonych chłodnic samochodowych zawierający 54,00% Cu, 20,00% Zn, 7,50% Pb, 3,50% Sn oraz 15,00% żelaza i osadu związków wapnia, w ilości 0,30 Mg,

- krzemianowy żużel miedzionośny zawierający 25,00% Cu, 5,00% Fe i 40,00% SiO2, w ilości 0,20 Mg,

- soda w ilości 0,060 Mg.

Obrotowo-wahadłowy piec o pojemności uzytecznej 0,6 m³, z osiowym przepływem gazów, zaopatrzony w załadunkowy i spustowy otwór, nagrzewa się do temperatury 1220 K. Wyłącza się palnik i do komory obrotowo-wahadłowego pieca wprowadza się, poprzez załadunkowy otwór, kolejne składniki wsadu. Zamyka się załadunkowy otwór. Uruchamia się obroty pieca z prędkością 1/4 obrotu na minutę, na okres 15 minut, ogrzewając piec ciepłem wymurówki.

182 524

Niskotopliwe metale - ołów i cyna - koagulują i w postaci stopu ołowiowo-cynowego wypływają z pieca otworem spustowym, który po zakończeniu ruchu obrotowego pieca zamyka się.

Włącza się palnik i jednocześnie zamienia się ruch obrotowy pieca na ruch wahadłowy o prędkości 2 obrotów na minutę. Wsad ogrzewa się do czasu uzyskania półpłynnego żużla, po czym, przy włączonym palniku, otworem spustowym dokonuje się spustu wytopionego metalu w postaci stopu miedziowo-cynkowego.

Po zakończeniu spustu, do komory obrotowo-wahadłowego pieca, wsaduje się 0,05 Mg koksiku i prowadzi się intensywny proces topienia do całkowitego upłynnienia żużla. Po krótkotrwałym odstaniu wyredukowany stop miedziowy i żużel wylewa się otworem załadunkowym do oddzielnych form.

Z 2,00 Mg materiału wsadowego otrzymuje się:

- 0,015 Mg stopu ołowiowo-cynowego zawierającego około 29,00% cyny, około 70,00% ołowiu i około 1,00% miedzi,

- 0,850 Mg stopu miedziowo-cynkowego zawierającego 76,00% miedzi, 19,00% cynku, 3,00% ołowiu, 1,00% cyny, około 0,40% żelaza i około 0,30% niklu,

- 0,050 Mg stopu miedziowego zawierającego 89,00% miedzi, 8,00% cynku, 0,60% zelaza, 1,80% ołowiu i 0,60% cyny,

- 0,490 Mg pyłów cynkowych zawierających 74,00% cynku, 1,50% ołowiu, 0,20% cyny,

- 0,500 Mg żużla zawierającego 0,80% miedzi, 12,00% cynku, 12,00% żelaza, 35,00% krzemionki oraz tlenki wapnia, glinu i magnezu.

Całkowita ilość odzyskanej miedzi w stopie wynosi około 98%, zaś cynku w pyłach około 62%.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób przetwarzania wtórnych i odpadowych surowców metali nieżelaznych, w którym do obrotowo-wahadłowego pieca wprowadza się wsad wzbogacony w dodatki zuzlotwórcze i topnik oraz dodaje się reduktor w postaci koksiku, po czym uruchamia się obroty pieca i topi jego zawartość, zmienia się ruch pieca na wahadłowy, a po odstaniu topu zawartość pieca zlewa się do form, znamienny tym, że przed załadunkiem wsadu obrotowowahadłowy piec nagrzewa się do temperatury 1170 - 1270 K, wyłącza się palnik i po napełnieniu pieca ustala się jego obroty na 1/4 obrotu na minutę, i przy udrożnionym otworze spustowym zawartość pieca ogrzewa się ciepłem wymurówki przez 5-25 minut, a następnie zamyka się otwór spustowy i ustala prędkość ruchu wahadłowego pieca na 2 obroty w ciągu minuty, i prowadzi się dwufazowy proces topienia, przy czym w pierwszej fazie wsad ogrzewa się aż do uzyskania półpłynnego żużla, po czym, przy włączonym palniku, dokonuje się spustu całości wytopionego metalu otworem spustowym, następnie wprowadza się do pieca koksik w ilości 10% wagowych znajdującego się w piecu żużla i w drugiej fazie zawartość pieca poddaje się intensywnemu topieniu, do czasu całkowitego upłynnienia żużla, korzystnie w czasie 2-3 godzin, po czym prowadzi się znane operacje odstania topu i spustu pozostałej części metalu i żużla.