PL189908B1

PL189908B1 - Sposób wytapiania cynku metodą pirometalurgii oraz zespół pieca szybowego do wytapiania cynku metodą pirometalurgii

Info

Publication number: PL189908B1
Application number: PL99345591A
Authority: PL
Inventors: Wolf-Dieter Schneider; Hans-Guenther Rachner
Original assignee: Kuettner Gmbh & Co Kg Dr; M I M Huettenwerke Duisburg Gm
Priority date: 1998-07-20
Filing date: 1999-07-20
Publication date: 2005-10-31
Also published as: EP1105544A1; WO2000005424A1; DE59903049D1; AU744597B2; DE19841980C2; AU5285099A; PL345591A1; EP1105544B1; CN1182264C; CN1310768A; DE19841980A1; JP2002521563A

Abstract

1. Sposób wytapiania surowego cynku metoda pirometalurgii przez wdmuchiwanie wsadu utworzonego z drobnoziarnistej mie- szaniny pylu weglowego i pylu zawieraja- cego zwiazki cynku do dolnej czesci pieca szybowego, znamienny tym, ze srednia wielkosc ziaren pylu weglowego wynosi od 10 µ m do 200 µ m, a korzystnie 50 µ m, zas srednia wielkosc ziaren pylu zawierajacego zwiazki cynku jest mniejsza od 50 µ m, a korzystnie mniejsza od 10 µ m, natomiast proporcja wagowa pylu weglowego do pylu zawierajacego zwiazki cynku wynosi co najmniej 0,5:1. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytapiania surowego cynku metodą pirometalurgii przez wdmuchiwanie wsadu utworzonego z drobnoziarnistej mieszaniny pyłu węglowego i pyłu zawierającego związki cynku do dolnej części pieca szybowego.

Przedmiotem wynalazku jest również zespół pieca szybowego do wytapiania surowego cynku metodą pirometalurgii, wyposażony w piec szybowy i w dmuchawę wdmuchującą do dolnej części pieca szybowego wsad stanowiący drobnoziarnistą mieszaninę pyłu węglowego i pyłu zawierającego związki cynku.

Pirometalurgiczna metoda wytapiania cynku, umożliwiająca uzyskanie w jednej operacji surowego cynku i ołowiu o dużej czystości, oraz piec szybowy do jej stosowania są znane ze stanu techniki. Przy stosowaniu tej metody wsad składa się z koksu i aglomeratu, jak również z dodatków w postaci brykietów wtórnego pyłu, wzbogaconego w mieszalnikach. Niedogodnością tej metody znanej ze stanu techniki jest duża pracochłonność procesu, związana z wzbogacaniem wtórnego pyłu i wykonywaniem brykietów oraz związane z tym wysokie koszty produkcji, oraz towarzyszące jej zanieczyszczenie środowiska.

Z publikacji W.D. Schneidera i in. pt.: „Wytwarzanie cynku z materiału wtórnego”, zamieszczonego w czasopiśmie ERZMETAL 51 (1998) nr 4, znany jest sposób, przy zastosowaniu którego mieszaninę węgla jako nośnika z pyłami zawierającymi cynk i ołów wdmuchu4

189 908 je się bezpośrednio do pieca szybowego IS celem otrzymania tych metali. Pył węglowy stanowi nie tylko paliwo i środek redukcyjny, lecz wywiera także pozytywny wpływ na zdolność pyłów do transportu pneumatycznego. Ponadto okazało się, że w procesie pirometalurgicznym zniszczone zostają również naleciałości organiczne znajdujące się na cząstkach pyłu. Możliwość bezpośredniego wdmuchiwania do pieca szybowego umożliwia wytwarzanie cynku z materiałów wtórnych, na przykład pyłu ze stalowni albo z odlewni. Nie są przy tym konieczne żadne wzbogacenia materiału wsadowego.

Badania, które doprowadziły do wynalazku wykazały, że istotne znaczenie w procesie wytapiania cynku metodą pirometalurgii ma wielkość ziaren pyłu węglowego oraz pyłu zawierającego związki cynku, a także wzajemne proporcje wagowe tych pyłów.

Celem wynalazku było opracowanie takiego sposobu wytwarzania surowego cynku metodą pirometalurgii, który umożliwiłby wyeliminowanie wad procesów wytapiania znanych ze stanu techniki.

Cel ten zrealizowano w sposobie wytapiania surowego cynku metodą pirometalurgii według wynalazku, który charakteryzuje się tym, że średnia wielkość ziaren pyłu węglowego wynosi od 10 gm do 200 (im, a korzystnie 50 gm, zaś średnia wielkość ziaren pyłu zawierającego związki cynku jest mniejsza od 50 gm, a korzystnie mniejsza od 10 nm, natomiast proporcja wagowa pyłu węglowego do pyłu zawierającego związki cynku wynosi co najmniej 0,5:1.

Proporcja wagowa pyłu węglowego do pyłu zawierającego związki cynku odpowiada korzystnie proporcji węgla i cynku w piecu szybowym.

Dostarczanie mieszaniny pyłów do pieca szybowego odbywa się korzystnie przy użyciu transportu pneumatycznego, korzystnie w sposób ciągły, przy czym najkorzystniej mieszaninę tę dostarcza się przy użyciu gazu obojętnego, zwłaszcza azotu, przez regulację ilości gazu stosowanego do transportu i fluidyzacji wsadu, regulację prędkości strumienia gazu wraz z mieszaniną pyłów oraz regulację proporcji składników tworzących tę mieszaninę pyłów.

W celu prawidłowego prowadzenia procesu mierzy się temperaturę gazu w obszarze dysz gorącego dmuchu i utrzymuje się możliwie na stałym poziomie temperaturę przynajmniej w dolnej części pieca szybowego przez regulację wielkości strumienia gazu wtłaczanego przez dmuchawę, a ponadto wdmuchuje się dodatkowo, przez pierścieniowe szczeliny otaczające otwory wylotowe dysz, mieszaninę gazów zawierającą azot i tlen albo powietrze, przy czym ilość i skład tej mieszaniny reguluje się w zależności od wysokości temperatury w obszarze dysz, jak również wdmuchuje się dodatkowo, przez pierścieniowe szczeliny otaczające otwory wylotowe dysz, mieszaninę gazów zawierającą azot i tlen albo powietrze, przy czym ilość i skład tej mieszaniny, doprowadzonej do poszczególnych dysz lub par dysz, reguluje się oddzielnie, w zależności od mierzonej w sposób ciągły temperatury w obszarze tych dysz względnie par dysz.

Jako substancję zawierającą węgiel stosuje się korzystnie miał węglowy albo miał antracytowy, albo ścier koksowy, albo pył węgla brunatnego, względnie pył ze zmielonych, palnych tworzyw sztucznych, natomiast jako substancję zawierającą związki cynki stosuje się pył cynkowy, pył z huty miedzi, pył wielkopiecowy, pył ze stalowni, pył żeliwiakowy, pył uzyskiwany w procesie wytwarzania mosiądzu albo pył z huty cynku i ołowiu, przy czym prędkość wdmuchiwanej mieszaniny wynosi do 30 m/s, zaś ciśnienie w zbiorniku dmuchawy wynosi przynajmniej 1 bar (10⁵ N/m²).

Podczas uruchamiania albo wygaszania pieca wdmuchuje się wyłącznie pył zawierający węgiel.

Przedmiotem wynalazku jest również zespół' pieca szybowego do wytapiania cynku metodą piiOmetalurgiczna. który charakteryzuje się tym, że dmuchawa jest połączona ze zbiornikiem rozluźniającym, do którego podłączone są przewody doprowadzające gaz pod wysokim ciśnieniem, przy czym zbiornik rozluźniający jest wyposażony w przewód obejściowy, łączący bezpośrednio górną część zbiornika rozluźniającego z dyszami gorącego dmuchu pieca szybowego.

W przewodzie łączącym zbiornik rozluźniający ze zbiornikiem dmuchawy znajduje się korzystnie pneumatycznie uruchamiana zasuwa zamykająca, przy czym przekroje przewodów

189 908 łączących dmuchawę z piecem szybowym mają wymiary nadmiarowe w stosunku do potrzeb technologicznych.

Przewody łączące dmuchawę z piecem szybowym są wyposażone w dodatkowe przyłącza przewodów przedmuchujących, a ponadto dmuchawa i przewody łączące ją z piecem szybowym są wyposażone w układy grzejne.

Każdy ze zbiorników rozluźniających jest połączony za pośrednictwem rozgałęzionych przewodów z parą dysz gorącego dmuchu pieca szybowego.

Ponadto zespół pieca szybowego do wytapiania cynku według wynalazku jest korzystnie wyposażony w mieszalnik azotu i tlenu względnie powietrza, natomiast jego piec szybowy jest wyposażony w urządzenie do pomiaru temperatur w obszarze poszczególnych dysz względnie par dysz.

Zespół ten jest również korzystnie wyposażony w urządzenie sterujące do regulacji ciśnienia dmuchawy oraz do regulacji ilości dostarczanych do pieca pyłów, a także składu i ilości dostarczanych do pieca gazów.

Piec szybowy zespołu jest natomiast korzystnie wyposażony w układ dysz gorącego dmuchu, zaopatrzonych w pierścieniowe szczeliny otaczające otwór wylotowy dyszy, przy czym szczeliny dysz są połączone z mieszalnikiem azotu i tlenu albo powietrza oraz w urządzenia do pomiaru temperatury poszczególnych dysz gorącego dmuchu względnie par dysz, połączone z urządzeniem sterującym ciśnieniem dmuchawy i ilością poszczególnych składników mieszaniny pyłów.

Ponadto zespół ten jest korzystnie wyposażony w urządzenie magazynujące, złożone ze zbiorników pyłu zawierającego związki cynku oraz ze zbiorników zawierających pył węglowy, połączonych korzystnie, za pomocą przenośników ślimakowych, przyporządkowanych każdemu z tych zbiorników, poprzez urządzenie ważące, z mieszalnikiem, korzystnie śrubowym, połączonym przez sortownik, korzystnie sitowy, oraz przez zbiornik śluzy ze zbiornikiem dmuchawy.

Badania eksploatacyjne sposobu wytapiania cynku metodą pirometalurgii według wynalazku wykazały, że proces ten wykazuje następujące korzyści w porównaniu do znanych dotychczas procesów wytapiania:

- eliminuje pracochłonny i kosztowny oraz szkodliwy dla środowiska proces brykietowania pyłu zawierającego cynk,

- zmniejsza niezbędną dla przeprowadzenia wytopu ilość koksu,

- zmniejsza ilość cynku traconego w czasie procesu, ponieważ strumień gazu dostarczanego przez dmuchawę oczyszcza dyszę gorącego dmuchu z żużla i powoduje zmniejszenie ilości tlenku cynku pozostającego w żużlu,

- dzięki ciągłej kontroli i regulacji parametrów wytopu uzyskuje się stabilny przebieg procesu wytapiania,

- uzyskuje się znaczne obniżenie kosztów wytapiania cynku,

Sposób wytapiania surowego cynku metodą pirometalurgii według wynalazku jest wyjaśniony na rysunku, który przedstawia schematycznie zespół pieca szybowego z dmuchawą do stosowania tego sposobu.

Zespół 1 pieca szybowego jest złożony z pieca szybowego 2 i dmuchawy 3, służącej do wdmuchiwania do niego pyłowej mieszaniny składającej się z pyłu zawierającego węgiel, zwłaszcza miał węglowy, i pyłu zawierającego związki cynku.

W przykładowym rozwiązaniu zespołu przedstawionego na rysunku dmuchawa 3 jest zaopatrzona w urządzenie magazynujące 4, złożone z czterech zbiorników: 5, 6, 7 i 8, z których dwa zawierają pył związków cynku, a pozostałe dwa - miał węglowy.

Zbiorniki 5, 6, 7 i 8 urządzenia magazynującego 4 są napełniane za pomocą wózków zamkniętego systemu zasilania, w którym utrzymuje się ciśnienie niższe od ciśnienia atmosferycznego, co zabezpiecza pył przed przedostawaniem się na zewnątrz zespołu. Możliwe jest również napełnianie dodatkowych silosów rozładunkowych, połączonych ze zbiornikami 5, 6, 7 i 8, przy czym liczba zastosowanych silosów jest równa liczbie tych zbiorników.

Miał węglowy i pył zawierający związek cynku są przenoszone do dolnej części pieca szybowego strumieniem azotu lub innego gazu obojętnego. W tym celu zespół 1 pieca szybowego jest wyposażony w nieprzedstawiony na rysunku zbiornik płynnego azotu. Ciśnienie

189 908 gazu, po odparowaniu za pomocą zimnego parownika i po zredukowaniu, winno wynosić od 14xl0⁵N/m² dol5x lO^N/m².

W czasie uszkodzenia systemu możliwe jest prowadzenie procesu fluidyzacji pyłu w atmosferze azotu w silosach albo w jednym z silosów.

Zespół 1 pieca szybowego jest ponadto wyposażony w pełny zestaw przyrządów kontrolnych oraz w urządzenia sterujące procesem, które umożliwiają szybką reakcję na występujące zakłócenia procesu produkcyjnego.

Azot stosowany do transportowania mieszaniny pyłów tworzącej wsad jest wykorzystywany również do chłodzenia dysz, a także do wytwarzania zwiększonego ciśnienia w zbiorniku dmuchawy oraz do przedmuchiwania zatkanych przewodów. Strumień azotu jest stosowany również do rozluźniania zbrylonych pyłów znajdujących się w zbiornikach 5, 6, 7 i 8 oraz ewentualnie w innych urządzeniach zespołu. W tym celu silosy, zbiorniki i pozostałe urządzenia, do których dochodzą pyły tworzące wsad, są zaopatrzone w umieszczone w ich części dennej przyłącza przewodów doprowadzających azot pod ciśnieniem. Ponieważ pył zawierający cynk jest bardzo higroskopijny, dna zbiorników 5, 6, 7 i 8 są wyposażone w urządzenia wibracyjne oraz są izolowane i ogrzewane.

Każdy ze zbiorników 5, 6, 7 i 8 urządzenia magazynującego 4 jest połączony za pośrednictwem ogrzewanego i izolowanego cieplnie przenośnika ślimakowego 9, 10, 11 i 12 z urządzeniem ważącym 13, przy czym między zbiornikami 5, 6, 7 i 8 i odpowiednimi przenośnikami 9, 10, 11 i 12 znajduje się zasuwa, uruchamiana za pomocą urządzenia sterującego. Ponadto każdy ze zbiorników 5, 6, 7 i 8 jest wyposażony w urządzenie do pomiaru poziomu napełnienia pyłem oraz do pomiarów ciśnienia i temperatury.

Ilość pyłu zawierającego związki cynku i miału węglowego dostarczanego ze zbiorników 5, 6, 7 i 8 jest określana w zależności od rodzaju i składu mieszaniny, a następnie przekazywana przez sygnały urządzenia sterującego do urządzeń napędowych przenośników 9, 10, 11 i 12, które dostarczają odpowiednie ilości mieszaniny pyłowej do zespołu 1 pieca szybowego. Proporcje pyłu zawierającego cynk i węgiel powinny być tak dobrane, aby materiały te tworzyły w przybliżeniu mieszaninę o optymalnym składzie, określonym dla danego pieca szybowego 2. Proporcja wagowa miału węglowego i pyłu rudy powinna wynosić co najmniej 0,5:1, tak aby możliwy był transport pneumatyczny wsadu. Korzystnie jednak proporcja ta wynosi 1:1.

Urządzenie ważące 13 jest wyposażone w ogrzewany i izolowany cieplnie zbiornik, którego dno jest zaopatrzone w króćce przewodów do doprowadzania azotu w celu rozluźnienia zbrylonego pyłu w zbiorniku oraz w zasuwy oddzielające go od mieszalnika śrubowego 14.

Mieszalnik śrubowy 14, w którym następuje ujednorodnienie mieszaniny wsadowej przez osadzenie pyłu zawierającego związki cynku na ziarnach miału węglowego jest również ogrzewany i izolowany. Z mieszalnika śrubowego 14 przygotowana mieszanina jest odprowadzana za pomocą podajnika dozującego 15, wyposażonego na przykład w bębnowy dozownik łopatkowy. Między mieszalnikiem śrubowym 14 i podajnikiem dozującym 15 znajduje się zasuwa zamykająca.

Za mieszalnikiem śrubowym 14 i podajnikiem dozującym 15 znajduje się sortownik 16, wyposażony w sito i połączony za pośrednictwem zasuwy ze zbiornikiem śluzy 17. Wielkość podziarna odsiewanego za pomocą sortownika 16 jest mniejsza od 2 mm.

Między sortownikiem 16 i zbiornikiem śluzy 17 znajduje się uruchamiana pneumatycznie śluza. Zbiornik śluzy 17, podobnie jak pozostałe urządzenia, jest ogrzewany i izolowany cieplnie, a ponadto jest wyposażony w urządzenie do pomiaru wypełniającego go wsadu i do pomiaru ciśnienia. W dnie zbiornika 17 są umieszczone króćce do przyłączenia przewodów doprowadzających gaz obojętny, zwłaszcza azot, służący do rozluźniania zbrylonego pyłu. Zbiornik śluzy 17 jest połączony ze zbiornikiem dmuchawy 18 za pośrednictwem przewodu zaopatrzonego w uruchamianą pneumatycznie zasuwę.

Po napełnieniu zbiornika śluzy 17 i wyrównaniu ciśnienia w zbiorniku śluzy 17 oraz w zbiorniku dmuchawy 18, którego wartość winna wynosić w zależności od składu mieszaniny wsadowej od 2,0 x 10⁵Pa do 7,0 x 10⁵ Pa, zostaje otwarta zasuwa w przewodzie łączącym i wsad zostaje przeniesiony ze zbiornika śluzy 17 do zbiornika dmuchawy 18. Następnie zasuwa dzieląca obydwa te zbiorniki zostaje ponownie zamknięta i zbiornik śluzy 17 może być

189 908 ponownie napełniony. W ten sposób możliwe jest ciągłe doprowadzanie mieszaniny pyłów do pieca szybowego 2.

Po zakończeniu szarży mieszania pyłów w mieszalniku 14, ciśnienie w zbiorniku śluzy 17 wyrównuje się do ciśnienia otoczenia, po czym do zbiornika śluzy 17 jest doprowadzany materiał z mieszalnika 14, aż do uzyskania żądanego poziomu wypełnienia tego zbiornika. Następnie ponownie zostaje uruchomiona zasuwa i następuje wyrównanie ciśnień w zbiorniku śluzy 17 i w zbiorniku dmuchawy 18, po czym mieszanina pyłów zostaje doprowadzona do pieca szybowego 2. Prawidłowość przebiegu wyrównywania ciśnień i kolejność uruchamiania zasuw są kontrolowane za pomocą urządzenia sterującego.

Wielkości zbiornika śluzy 17 i zbiornika dmuchawy 18 są tak dobrane, aby cały materiał ze zbiornika śluzy 17 pomieścił się w zbiorniku dmuchawy 18. Po wyrównaniu ciśnień w obydwu zbiornikach otwiera się wlot zbiornika dmuchawy 18 i mieszanina pyłów przemieszcza się ze zbiornika śluzy 17 do zbiornika dmuchawy 18, po czym po całkowitym opróżnieniu zbiornika śluzy 17 zasuwa ponownie zamyka połączenie między obydwoma tymi zbiornikami, a ciśnienie w zbiorniku śluzy 17 zostaje wyrównane do wartości ciśnienia otoczenia. Należy zwrócić uwagę, aby podczas pracy urządzenia wartość ciśnienia w zbiorniku dmuchawy 18 zawsze była wystarczająca do wdmuchania mieszaniny pyłów do pieca szybowego 2.

W przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym ciągu technologicznego, stanowiącego zespół 1 pieca szybowego przedstawiony na rysunku - pod zbiornikiem dmuchawy 18 znajduje się osiem zbiorników rozluźniających 19 (na rysunku jest pokazany tylko jeden z tych zbiorników). Zbiorniki rozluźniające 19 są połączone ze zbiornikiem dmuchawy 18 za pośrednictwem zasuw umożliwiających odłączenie dowolnych zbiorników rozluźniających 19 w celu wstrzymania zasilania odpowiednio wybranych dysz 20 pieca szybowego 2. Do części dennej zbiorników rozluźniających 19 jest doprowadzany gaz pod wysokim ciśnieniem, przy czym płyty denne tych zbiorników są perforowane w celu przepuszczania sprężonego gazu równomiernie przez całą powierzchnię dna, a tym samym rozluźniania pyłowego wsadu zawartego w zbiorniku. Wyloty zbiorników rozluźniających 19 są umieszczone w ich górnej części.

Szczególnie korzystne jest zastosowanie w rozwiązaniu zespołu 1 pieca szybowego 2 według wynalazku dodatkowych przewodów doprowadzających sprężony azot do górnej części zbiorników rozluźniających 19 i zakończonych dyszami w celu przyspieszenia ruchu cząsteczek mieszaniny pyłów, dzięki czemu możliwe jest regulowanie prędkości strumienia materiału doprowadzanego do pieca szybowego 2 niezależnie od wielkości ciśnienia w zbiorniku dmuchawy 18.

Zbiorniki rozluźniające 19 są połączone z piecem szybowym 2 za pośrednictwem układu ogrzewanych i izolowanych przewodów zakończonych dyszami 20. Rozluźnienie pyłowego materiału w zbiornikach 19 umożliwia utrzymanie prawidłowych proporcji ilościowych gazu i cząsteczek stałych, właściwych dla transportu pneumatycznego. Ilość gazu doprowadzonego do zbiorników rozluźniających 19 oraz jego prędkość i ciśnienie są regulowane przez odpowiednie urządzenia sterujące, w zależności od rodzaju mieszaniny pyłów. Najmniejsze zużycie przewodów w transporcie pneumatycznym pyłów uzyskuje się przy prędkościach strumienia mniejszych od 10 m/s.

W celu uniknięcia zatykania się przewodów i zachowania stałej prędkości przepływu średnica przewodów winna być odpowiednio duża, zaś wewnątrz nich nie mogą się znajdować żadne elementy dławiące przepływ. Przewody transportujące mieszaninę pyłów są ponadto zaopatrzone w rozmieszczone w różnych miejscach zawory, za pomocą których cały układ transportowy można przedmuchać w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu mieszaniny. Jest to konieczne dla usuwania zatorów powstających w przewodach, szczególnie na odcinku między zbiornikiem dmuchawy 18 i piecem szybowym 2. Usuwanie zatorów odbywa się samoczynnie w ten sposób, że urządzenie sterujące rozpoznaje miejsca ich powstawania przez pomiar ciśnienia w przewodach, a następnie samoczynnie uruchamia proces przedmuchiwania.

Każdy z przewodów dostarczających mieszaninę pyłów do pieca szybowego 2 jest połączony z dwiema umieszczonymi w tym piecu współosiowymi dyszami 20 z gorącym dmu8

189 908 chem. Możliwe jest również takie rozwiązanie konstrukcyjne, w którym każda z dysz 20 jest połączona tylko z jednym przewodem, albo ze zbiornikiem rozluźniającym 19, jednakże rozwiązanie to jest bardziej kosztowne. Możliwe jest również zastosowanie jednego zbiornika rozluźniającego 19 i jednego przewodu doprowadzającego pyłowy wsad do zespołu rozdzielającego ten wsad, który zasila poszczególne dysze 20. W rozwiązaniu przedstawionym na rysunku, dzięki zasilaniu jednym rozwidlonym przewodem dwóch dysz, uzyskuje się równomierne rozprowadzenie mieszaniny pyłowej w piecu szybowym 2, przy czym obydwie dysze mogą być sterowane niezależnie od siebie.

W rozwiązaniu według wynalazku zastosowano dysze współosiowe, do których wsad jest dostarczany przez otwór środkowy, zaś przez otaczającą go pierścieniową szczelinę wtłaczany jest gaz, na przykład azot lub mieszanina azotu i tlenu, który równocześnie chłodzi dyszę.

Zawartość składników gazu i jego ilość są regulowane przez urządzenie sterujące. Zawartość tlenu w mieszaninie gazu stosuje się w celu wyrównywania spadków temperatury wewnątrz pieca szybowego 2 w obszarze poszczególnych dysz 20, w których mierzona jest temperatura. Mieszaninę gazów wytwarza się w nieprzedstawionym na rysunku mieszalniku. W sposób ciągły mierzona jest również ilość pyłowej mieszaniny doprowadzanej do każdej dyszy albo do każdej pary dysz. Na podstawie uzyskanych pomiarów urządzenie sterujące reguluje ilość dostarczanego wsadu oraz skład i ilość wtłaczanej do pieca szybowego 2 mieszaniny gazów. Temperatura w dolnej części pieca szybowego 2 jest regulowana za pomocą strumienia wtłaczanego przez dmuchawę 3 i powinna być utrzymywana na stałym poziomie około 1800°C.

W trakcie uruchamiania i wygaszania pieca szybowego 2 celowe jest wdmuchiwanie do niego samego miału węglowego.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytapiania surowego cynku metodą pirometalurgii przez wdmuchiwanie wsadu utworzonego z drobnoziarnistej mieszaniny pyłu węglowego i pyłu zawierającego związki cynku do dolnej części pieca szybowego, znamienny tym, że średnia wielkość ziaren pyłu węglowego wynosi od 10 pm do 200 pm, a korzystnie 50 pm, zaś średnia wielkość ziaren pyłu zawierającego związki cynku jest mniejsza od 50 pm, a korzystnie mniejsza od 10 pm, natomiast proporcja wagowa pyłu węglowego do pyłu zawierającego związki cynku wynosi co najmniej 0,5:1.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proporcja wagowa pyłu węglowego do pyłu zawierającego związki cynku odpowiada proporcji węgla i cynku w piecu szybowym.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dostarczanie mieszaniny pyłów do pieca szybowego odbywa się przy użyciu transportu pneumatycznego, korzystnie w sposób ciągły.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że mieszaninę pyłów zawierających pył węglowy i związki cynku dostarcza się przy użyciu gazu obojętnego, zwłaszcza azotu, przez regulację ilości gazu stosowanego do transportu i fluidyzacji wsadu, regulację prędkości strumienia gazu wraz z mieszaniną pyłów oraz regulację proporcji składników tworzących tę mieszaninę pyłów.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że mierzy się temperaturę gazu w obszarze dysz gorącego dmuchu i że utrzymuje się możliwie na stałym poziomie temperaturę przynajmniej w dolnej części pieca szybowego przez regulację wielkości strumienia gazu wtłaczanego przez dmuchawę.
6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że do pieca szybowego wdmuchuje się dodatkowo, przez pierścieniowe szczeliny otaczające otwory wylotowe dysz, mieszaninę gazów zawierającą azot i tlen albo powietrze, przy czym ilość i skład tej mieszaniny reguluje się w zależności od wysokości temperatury w obszarze dysz.
7. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że do pieca szybowego wdmuchuje się dodatkowo, przez pierścieniowe szczeliny otaczające otwory wylotowe dysz, mieszaninę gazów zawierającą azot i tlen albo powietrze, przy czym ilość i skład tej mieszaniny, doprowadzonej do poszczególnych dysz lub par dysz, reguluje się oddzielnie, w zależności od mierzonej w sposób ciągły temperatury w obszarze tych dysz względnie par dysz.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję zawierającą węgiel stosuje się miał węglowy albo miał antracytowy, albo ścier koksowy, albo pył węgla brunatnego, względnie pył ze zmielonych, palnych tworzyw sztucznych, natomiast jako substancję zawierającą związki cynku stosuje się pył cynkowy, pył z huty miedzi, pył wielkopiecowy, pył ze stalowni, pył żeliwiakowy, pył uzyskiwany w procesie wytwarzania mosiądzu albo pył z huty cynku i ołowiu.
9. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że prędkość wdmuchiwanej mieszaniny wynosi do 30 m/s, zaś ciśnienie w zbiorniku dmuchawy wynosi przynajmniej 1 bar (10⁵ N/m²).
10. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że podczas uruchamiania albo wygaszania pieca wdmuchuje się wyłącznie pył zawierający węgiel.
11. Zespół pieca szybowego do wytapiania cynku metodą pirometalurgiczną, wyposażony w piec szybowy i w dmuchawę wdmuchującą do dolnej części pieca szybowego wsad stanowiący drobnoziarnistą mieszaninę pyłu węglowego i pyłu zawierającego związki cynku, znamienny tym, że dmuchawa (3) jest połączona ze zbiornikiem rozluźniającym (19), do którego podłączone są przewody doprowadzające gaz pod wysokim ciśnieniem, przy czym zbiornik rozluźniający (19) jest wyposażony w przewód obejściowy, łączący bezpośrednio górną część zbiornika rozluźniającego (19) z dyszami (20) gorącego dmuchu pieca szybowego (2).

189 908
12. Zespół według zastrz. 11, znamienny tym, że w przewodzie łączącym zbiornik rozluźniający (l9) ze zbiornikiem dmuchawy (18) znajduje się pneumatycznie uruchamiana zasuwa zamykająca.
13. Zespół według zastrz. 11, znamienny tym, że przekroje przewodów łączących dmuchawę (3) z piecem szybowym (2) mają wymiary nadmiarowe w stosunku do potrzeb technologicznych.
14. Zespół według zastrz. 11, znamienny tym, że przewody łączące dmuchawę (3) z piecem szybowym (2) są wyposażone w dodatkowe przyłącza przewodów przedmuchujących, a ponadto dmuchawa (3) i przewody łączące ją z piecem szybowym (2) są wyposażone w układy grzejne.
15. Zespół według zastrz. 11, znamienny tym, że każdy ze zbiorników rozluźniających (19) jest połączony za pośrednictwem rozgałęzionych przewodów z parą dysz (20) gorącego dmuchu pieca szybowego (2).
16. Zespół według zastrz. 11, znamienny tym, że jest wyposażony w mieszalnik azotu i tlenu względnie powietrza.
17. Zespół według zastrz. 11, znamienny tym, że jego piec szybowy (2) jest wyposażony w urządzenie do pomiaru temperatur w obszarze poszczególnych dysz względnie par dysz.
18. Zespół według zastrz. 11, znamienny tym, że jest wyposażony w urządzenie sterujące do regulacji ciśnienia dmuchawy (3) oraz do regulacji ilości dostarczanych do pieca pyłów, a także składu i ilości dostarczanych do pieca gazów.
19. Zespół według zastrz. 11, znamienny tym, że jego piec szybowy (2) jest wyposażony w układ dysz (20) gorącego dmuchu, zaopatrzonych w pierścieniowe szczeliny otaczające otwór wylotowy dyszy, przy czym szczeliny dysz (20) są połączone z mieszalnikiem azotu i tlenu albo powietrza.
20. Zespół według zastrz. 11, znamienny tym, że jest wyposażony w urządzenia do pomiaru temperatury poszczególnych dysz (20) gorącego dmuchu względnie par dysz (20), połączone z urządzeniem sterującym ciśnieniem dmuchawy (3) i ilością poszczególnych składników mieszaniny pyłów.
21. Zespół według zastrz. 11, znamienny tym, że jest wyposażony w urządzenie magazynujące (4), złożone ze zbiorników (5 i 6) pyłu zawierającego związki cynku oraz ze zbiorników (7 i 8) zawierających pyl węglowy, połączonych korzystnie, za pomocą przenośników ślimakowych, przyporządkowanych każdemu z tych zbiorników (5, 6, 7, 8), poprzez urządzenie ważące (13), z mieszalnikiem (14), korzystnie śrubowym, połączonym przez sortownik (16), korzystnie sitowy, oraz przez zbiornik śluzy (17) ze zbiornikiem dmuchawy (18).