PL189667B1

PL189667B1 - Sposób i elektryczny piec do oczyszczania żużla wytworzonego w procesach metalurgicznych metali nieżelaznych

Info

Publication number: PL189667B1
Application number: PL98325762A
Authority: PL
Inventors: Tarmo Mäntymäki
Original assignee: Outokumpu Oy
Priority date: 1997-04-14
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 2005-09-30
Also published as: RU2209840C2; KR100359138B1; FI103135B1; ES2156486B1; PE74099A1; DE19816408A1; KR19980081354A; SE9801200D0; SE9801200L; AU6058998A; BR9801033A; FI971550L; FI971550A0; PL325762A1; CN1131984C; US6096110A; ES2156486A1; CA2234527A1; AP9801226A0; AR012414A1

Abstract

1. Sposób oczyszczania zuzla wytworzonego w procesach metalurgicznych metali nieze- laznych, w których zuzel podaje sie do elektrycznego pieca i obrabia sie srodkami redukujacy- mi, przy czym oprócz osadzajacej sie na wierzchu zredukowanej warstwy zuzla, osadza sie na dnie pieca warstwe czesciowo zredukowanego zuzla i warstwe kamienia miedziowego znajdu- jacego sie ponizej warstwy czesciowo zredukowanego zuzla, z tym, ze piec napelnia sie do maksymalnej powierzchni objetosci kapieli zuzlowej przy zamknietym dolnym otworze spu- stowym zuzla, nastepnie w odpowiednim czasie powoduje sie wyplyw zredukowanego zuzla przez górny otwór spustowy, po czym zatrzymuje sie wyplyw zredukowanego zuzla z górnego otworu spustowego zuzla i zatrzymuje sie podawanie zuzla do pieca oraz spuszcza sie zuzel poprzez dolny otwór spustowy, znamienny tym, ze w elektrycznym piecu wyposazonym w górny otwór spustowy na wysokosci wlotu zasilajacego, po osiagnieciu napelnienia do mak- symalnej powierzchni objetosci kapieli zuzlowej, w dalszym ciagu napelnia sie piec elek- tryczny przez okres, który odpowiada 20 - 50% normalnego okresu napelniania pieca, na- stepnie napelnianie zatrzymuje sie. 5. Elektryczny piec do oczyszczania zuzla wytworzonego w procesach metalurgicz- nych metali niezelaznych zawierajacy wlot zasilajacy zuzlem do maksymalnej powierzchni objetosci kapieli zuzlowej i otwór spustowy zuzla w dennej czesci warstwy zuzla dla zre- dukowanej warstwy zuzla oraz otwór spustowy kamienia miedziowego, znamienny tym, ze zawiera dwa otwory spustowe zuzla usytuowane na róznych wysokosciach. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania żużla wytworzonego w procesach metalurgicznych metali nieżelaznych, w których żużel podaje się do elektrycznego pieca i obrabia się środkami redukującymi, przy czym oprócz osadzającej się na wierzchu zredukowanej warstwy żużla, osadza się na dnie pieca warstwę częściowo zredukowanego zuzla i warstwę kamienia miedziowego znajdującego się poniżej warstwy częściowo zredukowanego żużla, z tym, że piec napełnia się do maksymalnej powierzchni objętości kąpieli żużlowej przy zamkniętym dolnym otworze spustowym zuzla, następnie w odpowiednim czasie powoduje się wypływ zredukowanego zuzla przez górny otwór spustowy, po czym zatrzymuje się wypływ zredukowanego zuzla z górnego otworu spustowego zuzla i zatrzymuje się podawanie żużla do pieca oraz spuszcza się żużel poprzez dolny otwór spustowy, charakteryzujący się tym, ze w elektrycznym piecu wyposażonym w górny otwór spustowy na wysokości wlotu

189 667 zasilającego, po osiągnięciu napełnienia do maksymalnej powierzchni objętości kąpieli żużlowej, w dalszym ciągu napełnia się piec elektryczny przez okres, który odpowiada 20 - 50% normalnego okresu napełniania pieca, następnie napełnianie zatrzymuje się.

Korzystnie zredukowany żużel wyładowuje się przez dolny otwór spustowy.

Przedmiotem wynalazku jest też sposób oczyszczania żużla wytworzonego w procesach metalurgicznych metali nieżelaznych, w których żużel podaje się do elektrycznego pieca i obrabia się środkami redukującymi, przy czym oprócz osadzającej się na wierzchu zredukowanej warstwy żużla osadza się na dnie pieca warstwę częściowo zredukowanego żużla i warstwę kamienia miedziowego znajdującego się poniżej warstwy częściowo zredukowanego żużla, z tym, że piec napełnia się do maksymalnej powierzchni kąpieli żużlowej przy zamkniętym dolnym otworze spustowym żużla, następnie w odpowiednim czasie powoduje się wypływ zredukowanego żużla przez górny otwór spustowy zuzla, po czym zatrzymuje się wypływ zredagowanego żużla z górnego otworu spustowego żużla i zatrzymuje się podawanie żużla do pieca oraz spuszcza się żużel poprzez dolny otwór spustowy, charakteryzujący się tym, ze w elektrycznym piecu wyposażonym w górny otwór spustowy, usytuowany poniżej maksymalnej powierzchni objętości kąpieli żużlowej, po osiągnięciu napełnienia do górnego poziomu otworu spustowego, w dalszym ciągu napełnia się elektryczny piec przez okres, który odpowiada 20 - 50% normalnego okresu napełniania pieca, następnie napełnianie zatrzymuje się, zamyka się górny otwór spustowy, a powierzchnię żużla podnosi się do maksymalnej powierzchni objętości kąpieli żużlowej.

Korzystnie zredukowany żużel wyładowuje się najpierw przez górny, a następnie przez dolny otwór spustowy.

Przedmiotem wynalazku jest elektryczny piec do oczyszczania żużla wytworzonego w procesach metalurgicznych metali nieżelaznych zawierający wlot zasilający żużlem do maksymalnej powierzchni objętości kąpieli żużlowej i otwór spustowy żużla w dennej części warstwy żużla dla zredukowanej warstwy żużla oraz otwór spustowy kamienia miedziowego, charakteryzujący się tym, że zawiera dwa otwory spustowe żużla usytuowane na różnych wysokościach.

Korzystnie górny otwór spustowy jest usytuowany na wysokości otworu zasilającego.

Korzystnie górny otwór spustowy jest umieszczony w odległości nie większej niż 1/2 wysokości od wlotu zasilającego do dolnego otworu spustowego żużla, mierzonej od poziomu maksymalnej powierzchni objętości kąpieli żużlowej.

Korzystnie górny otwór spustowy jest umieszczony w odległości nie większej niż 1/3 wysokości od wlotu zasilającego do dolnego otworu spustowego żużla mierzonej od poziomu maksymalnej powierzchni objętości kąpieli żużlowej.

Według niniejszego wynalazku, w celu zwiększenia pojemności pieca działającego okresowo, opracowano sposób oczyszczania żużla, który można nazwać półciągłym. Sposób ten ma na celu połączenie zalet sposobów okresowego i ciągłego, a w tym samym czasie minimalizację wad obu metod.

Jak jasno wynika z tego, co powiedziano powyżej, w piecu elektrycznym stosuje się ogólnie tylko jeden otwór spustowy żużla w danym czasie, w piecu działającym okresowo umieszczony jest on przy dnie warstwy szlamu, a w piecu pracującym w sposób ciągły jest on umieszczony na wysokości wlotu zasilającego, w którym to wypadku zredukowany żużel uwalniany jest jako przelew. Oczywiście w piecu wykonany jest zawsze przynajmniej jeden rezerwowy otwór spustowy, ale otwory te nie są brane pod uwagę w niniejszym wynalazku. Według nowego sposobu, piec elektryczny wyposażony jest przynajmniej w dwa otwory spustowe żużla służące do aktywnego zastosowania, dolny umieszczony jest na poziomie otworu spustowego konwencjonalnego, działającego okresowo pieca, a otwór drugi umieszczony jest wyżej, albo na poziomie wlotu zasilającego albo nieco poniżej. Terminy: otwór spustowy, otwór spuszczania i otwór uwalniania (zuzla) używane w tekście odnoszą się do tego samego elementu.

Dzięki sposobowi według wynalazku, ilość partii surowca podawanego do pieca elektrycznego zwiększa się o 20 - 50% w porównaniu z konwencjonalnym procesem okresowym, ale całkowity czas obróbki partii pozostaje taki sam.

189 667

Tak zwany półciągły piec elektryczny według wynalazku może pracować na dwa alternatywne sposoby. Gdy wyzszy otwór spustowy szlamu wykonany jest w górnej części pieca, na tym samym poziomie zapewnione są również rynny spustowe, a jeżeli dolne otwory i rynny są juz zapewnione w piecu, zostaną one utrzymane. Jeżeli piec jest nowym piecem elektrycznym, zapewnione są otwory spustowe i rynny spustowe zarówno dla usuwania okresowego jak i ciągłego.

Pierwszy sposób pracy tak zwanego procesu półciągłego jest następujący: oczyszczanie żużla w piecu elektrycznym rozpoczyna się tak, że w sposób znany ze stanu techniki, piec, który był całkowicie opróżniony z żużla, przez dolny otwór spustowy zaczyna być napełniany przez załadowanie żużla do pieca elektrycznego w normalny sposób z pieca wytopowego zawiesinowego albo innego odpowiadającego pieca wytopowego, przy czym dolny otwór spustowy jest zamknięty. Na powierzchnię żużla podaje się reduktor, taki jak koks. Piec napełniany jest do maksymalnego poziomu wytapiania, to jest aż do górnego otworu spustowego umieszczonego na poziomie wlotu zasilającego, ale następnie zasilanie kontynuuje się bez przerwy na przykład przez okres, który odpowiada 20 - 50% normalnego czasu napełniania pieca. Wówczas dochodzi do przelewania się przez górny otwór pieca. Jest naturalnie oczywiste, ze przynajmniej górny otwór spustowy żużla wykonany jest na przeciwległej stronie pieca w stosunku do wlotu zasilającego. Żużel, który przelewa się przez górny otwór spustowy jest żużlem, który zetknął się z reduktorem od rozpoczęcia nalewania, tak że ma dość czasu na zredukowanie się i usadzenie i ma niską zawartość metalu wartościowego. Przelew musi zostać zatrzymany, gdy żużel podany do pieca zacznie zbyt bezpośrednio wypływać jako przelew. Ładowanie z pieca wytopowego do pieca elektrycznego ulega zatrzymaniu, a następnie piec elektryczny pracuje metodą pieca działającego okresowo, poprzez redukcję, osadzenie i siarkowanie w normalny sposób. Ostateczny spust oczyszczonego zuzla zachodzi poprzez dolny otwór spustowy, w taki sam sposób jak w normalnym procesie okresowym.

Według innego, tak zwanego półciągłego sposobu pracy, górny otwór spustowy żużla, zakończony rynną spustową zbudowany jest poniżej powierzchni maksymalnego wytopu pieca, na przykład w odległości, która wynosi nie więcej niz 1/2, korzystnie około 1/3 wysokości pomiędzy powierzchnią maksymalnego wytopu, a normalnym otworem spustowym żużla. Na początku, piec działa w taki sam sposób jak powyżej, to jest napełnianie całkowicie opróżnionego pieca rozpoczyna się przez załadowanie żużla w normalny sposób z pieca wytopowego zawiesinowego albo odpowiadającego pieca wytopowego do pieca elektrycznego, przy zamkniętym dolnym otworze spustowym. Na powierzchnię żużla podaje się jakiś reduktor, taki jak koks. Piec napełnia się do górnego otworu spustowego, ale następnie napełnianie kontynuuje się bez przerwy na przykład przez okres, który jest równy około 20 - 50% normalnego czasu napełniania pieca. Wówczas rozpoczyna się przelewanie przez górny otwór spustowy w piecu. Po odpowiednim okresie przelewania się, górny otwór zostaje zamknięty, a powierzchnia żużla podnoszona do maksimum. Uwalnianie pieca rozpoczyna się po czasie obróbki, który jest krótszy niż normalnie, najpierw przez górny otwór spustowy, ponieważ można przyjąć, iz warstwa powierzchniowa żużla składa się z obrobionego już, zredukowanego żużla. Po odpowiednim czasie, to jest po czasie zużytym w normalnym procesie okresowym, spust żużla kończy się przez otwór dolny.

Jak widać w opisie sposobów pracy powyżej, możliwe jest obecnie działanie pieca elektrycznego, służącego do procesu okresowego jako pół-ciągłego, a tym samym pojemność pieca można znacznie zwiększyć. Sposób według wynalazku jest szczególnie użyteczny, gdy należy zwiększyć produkcję, ponieważ w korzystnych warunkach, przykładowe wykonania opisane powyżej zdolne są do obrabiania nawet podwójnej ilości zuzla w porównaniu z konwencjonalnym procesem okresowym. Odpowiednio, dzięki zastosowaniu sposobu, nowa jednostka piecowa może być zaprojektowana tak, by była mniejsza w rozmiarze niz piece znane ze stanu techniki.

189 667

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób oczyszczania zuzla wytworzonego w procesach metalurgicznych metali nieżelaznych, w których zuzel podaje się do elektrycznego pieca i obrabia się środkami redukującymi, przy czym oprócz osadzającej się na wierzchu zredukowanej warstwy zuzla, osadza się na dnie pieca warstwę częściowo zredukowanego zuzla i warstwę kamienia miedziowego znajdującego się poniżej warstwy częściowo zredukowanego żużla, z tym, ze piec napełnia się do maksymalnej powierzchni objętości kąpieli żuzłowej przy zamkniętym dolnym otworze spustowym żużla, następnie w odpowiednim czasie powoduje się wypływ zredukowanego żużla przez górny otwór spustowy, po czym zatrzymuje się wypływ zredagowanego żużla z górnego otworu spustowego żużla i zatrzymuje się podawanie żużla do pieca oraz spuszcza się żużel poprzez dolny otwór spustowy, znamienny tym, że w elektrycznym piecu wyposażonym w górny otwór spustowy na wysokości wlotu zasilającego, po osiągnięciu napełnienia do maksymalnej powierzchni objętości kąpieli żużlowej, w dalszym ciągu napełnia się piec elektryczny przez okres, który odpowiada 20 - 50% normalnego okresu napełniania pieca, następnie napełnianie zatrzymuje się.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zredukowany żużel wyładowuje się przez dolny otwór spustowy.
3. Sposób oczyszczania żużla wytworzonego w procesach metalurgicznych metali nieżelaznych, w których żużel podaje się do elektrycznego pieca i obrabia się środkami redukującymi, przy czym oprócz osadzającej się na wierzchu zredukowanej warstwy zuzla osadza się na dnie pieca warstwę częściowo zredukowanego żużla i warstwę kamienia miedziowego znajdującego się poniżej warstwy częściowo zredukowanego żużla, z tym, ze piec napełnia się do maksymalnej powierzchni kąpieli żużlowej przy zamkniętym dolnym otworze spustowym zuzla, następnie w odpowiednim czasie powoduje się wypływ zredukowanego zuzla przez górny otwór spustowy żużla, po czym zatrzymuje się wypływ zredagowanego żużla z górnego otworu spustowego żużla i zatrzymuje się podawanie żużla do pieca oraz spuszcza się żużel poprzez dolny otwór spustowy, znamienny tym, że w elektrycznym piecu wyposażonym w górny otwór spustowy, usytuowany poniżej maksymalnej powierzchni objętości kąpieli żużlowej, po osiągnięciu napełnienia do górnego poziomu otworu spustowego, w dalszym ciągu napełnia się elektryczny piec przez okres, który odpowiada 20 - 50% normalnego okresu napełniania pieca, następnie napełnianie zatrzymuje się, zamyka się górny otwór spustowy, a powierzchnię żużla podnosi się do maksymalnej powierzchni objętości kąpieli żużlowej.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że zredukowany żużel wyładowuje się najpierw przez górny, a następnie przez dolny otwór spustowy;
5. Elektryczny piec do oczyszczania żużla wytworzonego w procesach metalurgicznych metali nieżelaznych zawierający wlot zasilający żużlem do maksymalnej powierzchni objętości kąpieli żużlowej i otwór spustowy żużla w dennej części warstwy żużla dla zredukowanej warstwy żużla oraz otwór spustowy kamienia miedziowego, znamienny tym, że zawiera dwa otwory spustowe żużla usytuowane na różnych wysokościach.
6. Elektryczny piec według zastrz. 5, znamienny tym, ze górny otwór spustowy jest usytuowany na wysokości otworu zasilającego.
7. Elektryczny piec według zastrz. 5, znamienny tym, ze górny otwór spustowy jest umieszczony w odległości niewiększej niz 1/2 wysokości od wlotu zasilającego do dolnego otworu spustowego zuzla mierzonej od poziomu maksymalnej powierzchni objętości kąpieli żużlowej.
8. Elektryczny piec według zastrz. 5, znamienny tym, ze górny otwór spustowy jest umieszczony w odległości niewiększej niz 1/3 wysokości od wlotu zasilającego do dolnego otworu spustowego żużla mierzonej od poziomu maksymalnej powierzchni objętości kąpieli żużlowej.

* * *

189 667

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób i piec elektryczny do oczyszczania żużla wytworzonego w procesach metalurgicznych metali nieżelaznych, a w szczególności sposób dotyczy półciągłego sposobu oczyszczania.

W pirometalurgicznych procesach obróbki niklu i miedzi wysuszony, drobno podzielony koncentrat siarczku niklu i/lub miedzi najpierw wprowadza się na przykład do pieca wytapiania zawiesinowego, gdzie w dodatku do koncentratu, podaje się powietrze, tlen albo ich mieszaninę i zawiesinę, takąjak piasek. W piecu, koncentrat reaguje z innymi podawanymi doń substancjami, a na dnie pieca ustalają się dwie warstwy, z których dolna jest kamieniem, zawierającym większą część wartościowych metali, a górna jest warstwą żużla, który również zawiera niewielkie ilości wartościowych metali.

Utleniony żużel otrzymany z pieca wytopowego zawiesinowego albo z jakiegoś innego pieca w pierwszym etapie procesu zawiera metale wartościowe w takim stopniu, ze jego obróbkę kontynuuje się, najogólniej rzecz biorąc w piecu elektrycznym, gdzie żużel ulega redukcji przy pomocy reduktora, takiego jak koks. W obróbce w piecu elektrycznym, metale wartościowe związane z fazą żużla ulegają redukcji i oddzieleniu, tworząc specyficzną fazę kamienia pod warstwą żużla. Tak wytworzony kamień jak i niepotrzebny, zredukowany żużel usuwa się przez odpowiednie otwory spustowe. W dodatku do miedzi i niklu, do wartościowych metali należą metale szlachetne i inne metale nieżelazne, takie jak kobalt, obecne w małych ilościach w żużlu.

W większości przypadków piec elektryczny stosowany w obróbce żużla działa jako proces okresowy. Objętość pieca, to jest rozmiar porcji i czas potrzebny do obróbki porcji w różnych etapach ogranicza zdolność przerobową pieca. Stąd tez, jeżeli na przykład zwiększy się zdolność wytopowa koncentratu, konieczne jest również zwiększenie albo pojemności pieca elektrycznego, na przykład poprzez zastosowanie dwóch pieców elektrycznych albo przez zastąpienie jednego pieca innym, większym piecem, albo przez odcięcie czasu redukcji i osadzania się porcji, to jest przez zmniejszenie wydajności odzysku.

Opracowano różne sposoby dla zwiększenia pojemności pieców elektrycznych działających okresowo. Amerykański opis patentowy nr 3,857,700 przedstawia sposób, w którym oczyszczanie żużla, ulepsza się przy pomocy mechanicznego mieszania. Amerykański opis patentowy nr 4,110,107 opisuje sposób, w którym węgiel używany w redukcji jest wdmuchiwany do roztopionego żużla, a sposób według amerykańskiego opisu patentowego nr 4,168,156 próbuje przyspieszyć odżuzlowanie przez podanie gazu do wytopu.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr 3,666,440 znany jest sposób oczyszczania żużla, w którym stosuje się działający w sposób ciągły piec elektryczny. W tym typie pieca, otwór spustowy obrobionego odpadowego żużla umieszczony jest na tym samym poziomie, co wlot utlenionego żużla podawanego do pieca. Zaletą pieca jest to, że żużel podlega spustowi jako przelew z pieca. Ponieważ całkowicie zredukowany żużel usytuowany jest na powierzchni, korzystne jest, iz ulega spustowi jako pierwszy. W procesie okresowym, otwór spustowy żużla umieszczony jest w dolnej części warstwy szlamu, gdzie oczyszczanie żużla następuje na końcu. Z drugiej strony, wadą procesu ciągłego jest to, że w miarę upływu czasu, większa część objętości pieca pozostaje nieużywana, gdy wchodzący żużel przeleje się z pieca najszybszą drogą. W sposobie według amerykańskiego opisu patentowego 3,666,440, próbuje się temu zapobiec przy pomocy struktury ściany umieszczonej przy końcu ładowniczym i przebiegającej aż do warstwy szlamu.