PL204376B1 - Sposób przerobu żużla konwertorowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób przerobu żużla konwertorowego pochodzącego z procesu świeżenia stopu CuPbFe.

Żużel konwertorowy zawierający do 35% wagowych Cu i do 35% wagowych Pb, pochodzący ze świeżenia stopu CuPbFe, poddaje się dalszemu przetwarzaniu w piecu elektrycznym wspólnie z żużlem zawiesinowym, zawierającym wagowo 12 - 16% Cu i 2 - 3,5% Pb. W procesie do elektrodowego pieca elektrycznego, bezpośrednio po zalaniu żużla zawiesinowego, porcjami wprowadza się ciekły żużel konwertorowy i prowadzi redukcję tlenków miedzi i ołowiu koksem w temperaturze 1350 - 1450°C. Równocześnie, celem przyspieszenia reakcji redukcji, dodaje się kamień wapienny w ilości od 6 do 10% masy ciekłych żużli. Proces prowadzi się do chwili uzyskania w żużlu odpadowym stężeń miedzi i oł owiu niż szych od 1% wagowego.

Produktami procesu redukcji żużli w piecu elektrycznym są:

- stop CuPbFe kierowany do przerobu na miedź konwertorową,

- ż u ż el odpadowy,

- oraz pył y zawieraj ą ce Pb i Zn kierowane do procesu odzysku tych metali.

Sposób ten pozwala odzyskać z żużla konwertorowego i z żużla zawiesinowego Cu i Pb w postaci stopu CuPbFe kierowanego do procesu konwertorownia.

Niedogodności takiego sposobu przerobu żużla konwertorowego wynikają z małego stopnia eliminacji ołowiu do fazy gazowo-pyłowej w piecu elektrycznym, co powoduje, że produkowany stop charakteryzuje się wysokimi stężeniami Pb wynoszącymi 15 - 30% wagowych. Powoduje to, że przerób takiego stopu w procesie konwertorownia charakteryzuje się wieloma niekorzystnymi wskaźnikami, takimi jak długi czas procesu konwertorownia ograniczający wydajność instalacji produkcji miedzi, niska trwałość wyłożenia ogniotrwałego pieca elektrycznego i konwertora, a także wysokie zużycie energii elektrycznej i dodatków technologicznych zarówno w procesie odmiedziowania w piecu elektrycznym, jak i w technologii konwertorownia stopu CuPbFe. Znany jest również z opisu patentu CN1221675 (C) proces odzysku Pb przez stapianie pyłów i żużli z konwertora miedziowego z proporcjonalnym dodatkiem wapna, cementu i bitumin. Przed wprowadzeniem do pieca wszystkie składniki mieli się, miesza a następnie prasuje dla wytworzenia brykietów i stapia w piecu dla odzysku Pb.

Inny znany sposób przerobu żużla konwertorowego ze świeżenia stopu CuPbFe, przedstawiony w polskim opisie patentowym nr 156564, polega na przerabianiu w piecu obrotowo-wahadłowym żużla konwertorowego, zawierającego 25 - 45% wagowych Pb i 10 - 25% wagowych Cu, wspólnie z innymi materiałami ołowionośnym takimi jak szlamy ołowionośne pochodzące z układu mokrego odpylania gazów odlotowych z pieców szybowych i pyłów z suchego odpylania gazów z konwertorownia kamienia miedziowego. Żużel konwertorowy o odpowiedniej ziarnistości wprowadza się do pieca oddzielnie bądź w mieszance wsadowej z innymi materiałami ołowionośnymi, w ilości do 50% masy suchej mieszanki. Do pieca wprowadza się także Fe w postaci złomu lub innych materiałów żelazonośnych jak ruda żelaza czy pyły stalownicze. W pierwszym okresie procesu przetopu piec opala się utleniającym płomieniem z nadmiarem powietrza nadając mu ciągły ruch obrotowy, natomiast w drugim okresie piec opala się płomieniem obojętnym lub słabo redukującym nadając mu ruch wahadłowy. Po zakończeniu procesu przetopu metal wylewa się do kadzi, odstaja i dolnym otworem spustowym wypuszcza się otrzymany ołów surowy i kieruje go do procesu rafinacji. Pozostały po procesie żużel poołowiowy, po rozdrobnieniu, można przerabiać w piecu szybowym. Można także, po zakończeniu procesu przetopu, przelać metal do odstojnika, w którym nastąpi oddzielenie ołowiu surowego, kamienia miedziowego i żużla.

Sposób ten posiada kilka niedogodności, którymi są:

- przerabianie żużla konwertorowego w postaci stałej, co wymaga nakładów na jego rozdrabnianie jak i nakładów związanych z jego powtórnym stapianiem,

- konieczność selektywnego wydzielania w procesie konwertorownia żużli o wysokim stężeniu Pb (25 - 45% wagowych),

- moż liwość dodawania ż uż la w ilości nie przekraczającej 50% masy materiał ów oł owionoś nych.

Sposób według wynalazku eliminuje niedogodności znanych technologii.

W sposobie według wynalazku istotą jest to, że do pionowego agregatu wyposażonego w palnik zanurzeniowy zalewa się ciekły żużel konwertorowy zawierający do 35% wagowych Cu i do 35% wagowych Pb, zanurza się w nim palnik na głębokość 5 - 80 cm i spala się gaz lub olej w mieszaninie z powietrzem lub z powietrzem wzbogaconym w tlen lub z tlenem, przy czym spalanie to przebiega

PL 204 376 B1 z niedomiarem tlenu, a na powierzchnię ż u ż la dodatkowo wprowadza się koksik w ilości 0,5 - 5% masy żużla oraz mieszaninę węglanu sodu, krzemionki i tlenku wapnia w ilości 1 - 8% masy żużla, a cały przerób żużla prowadzi się w zakresie temperatur 1150 - 1350°C, aż do chwili uzyskania w ciekłym żużlu zawartości Cu poniżej 1% wagowego.

Korzystnie, stosunek wagowy składników mieszaniny: węglan sodu, krzemionka, tlenek wapnia, wynosi odpowiednio 4 e 5 : 3 e 5 : 1 e 2.

Sposób według wynalazku umożliwia przerób samego żużla konwertorowego pochodzącego ze świeżenia stopu CuPbFe. Proces sprzyja wysokiej eliminacji Pb do fazy gazowo-pyłowej, albowiem ponad 80% Pb zawartego w żużlu konwertorowym zostaje przeprowadzone do pyłów. Powstałe w procesie pyły zawierają powyżej 60% wagowych Pb i stanowią wysokojakościowy koncentrat Pb, który może być wykorzystany w procesie produkcji ołowiu.

Jednak przede wszystkim, w wyniku procesu otrzymuje się stop CuPb o niskiej zawartości Pb wynoszącej 5 - 10% wagowych Pb, dzięki czemu może on być przerabiany wspólnie ze stopem CuPbFe z pieca elektrycznego, pochodzącego z redukcji tylko żużla zawiesinowego zawierającego również niskie stężenie ołowiu (poniżej 10% wagowych), dzięki czemu w procesie konwertorownia osiąga się korzystne wskaźniki techniczne i technologiczne, takie jak: krótki czas procesu, niskie zużycie materiałów ogniotrwałych, wysoką trwałość agregatów hutniczych (pieca elektrycznego i konwertora), niskie zużycie energii elektrycznej i niskie ilości dodatków technologicznych zarówno w technologii odmiedziowania żużla/jak i świeżenia stopu CuPbFe i stopu CuPb.

Rozwiązanie według wynalazku przedstawiono w poniższym przykładzie.

P r z y k ł a d

Ciekły żużel konwertorowy zawierający 15% wagowych Cu i 32% wagowych Pb zalewa się do pionowego reaktora, kadziami, w ilości 35 Mg, a następnie zanurza się palnik, w którym spalany jest olej, z niedomiarem tlenu (λ=0,75), powietrzem wzbogaconym do 40% objętościowych tlenu.

Na powierzchnię żużla wprowadza się porcjami 0,5 Mg koksiku, a po dwóch godzinach procesu 1,2 Mg mieszaniny żużlotwórczej, w której proporcje poszczególnych składników: węglan sodu, krzemionka, tlenek wapnia, wynoszą odpowiednio 4 : 4 : 2. Ilość wprowadzanego oleju reguluje się tak, aby temperatura żużla wynosiła 1280 ± 20°C. Po czterech godzinach procesu, z pionowego reaktora wypuszcza się oddzielnymi otworami spustowymi najpierw odmiedziowany żużel zawierający 0,95% wagowych Cu i 1,8% wagowych Pb, a następnie stop CuPb, w którym zawartość ołowiu wynosi 7,8% wagowych.

Z układu odpylającego odbierane są pyły zawierające wagowo 68,2% Pb.

Claims (2)

1. Sposób przerobu żużla konwertorowego, znamienny tym, że do pionowego agregatu wyposażonego w palnik zanurzeniowy zalewa się ciekły żużel konwertorowy zawierający do 35% wagowych Cu i do 35% wagowych Pb, zanurza się w nim palnik na głębokość 5 - 80 cm i spala się gaz lub olej w mieszaninie z powietrzem lub z powietrzem wzbogaconym w tlen lub z tlenem, przy czym spalanie to przebiega z niedomiarem tlenu, a na powierzchnię żużla dodatkowo wprowadza się koksik w ilości 0,5 - 5% masy żużla oraz mieszaninę węglanu sodu, krzemionki i tlenku wapnia w ilości 1 - 8% masy żużla, a cały przerób żużla prowadzi się w zakresie temperatur 1150 - 1350°C, aż do chwili uzyskania w ciekłym żużlu zawartości Cu poniżej 1% wagowego.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek wagowy składników mieszaniny: węglan sodu, krzemionka, tlenek wapnia, wynosi odpowiednio 4 e 5 : 3 e 5 : 1 e 2.