PL209809B1 - Sposób odzyskiwania ołowiu z odpadowych surowców ołowionośnych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania ołowiu z odpadowych surowców ołowionośnych, pochodzących z hutnictwa miedzi.

Znany sposób odzyskiwania ołowiu z odpadowych surowców ołowionośnych polega na tym, że przygotowuje się wsad, który stanowi mieszanina zawierająca 60% wagowych szlamów z mokrego odpylania gazów z procesu topienia koncentratu miedzi w piecu szybowym, 15% wagowych pyłów konwertorowych z procesu świeżenia kamienia miedziowego, 15% pyłów z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym i 10% pyłów wychwytywanych w ciągu odpylającym pieca z procesu odzyskiwania ołowiu w piecu obrotowo-wahadłowym z odpadowych surowców oł owionośnych. Do mieszaniny wprowadza się dodatki technologiczne w postaci złomu żelaza albo żelaza metalicznego i węglanu sodu, w ilości odpowiednio 12% wagowych i 1% wagowego masy wsadu ołowionośnego. Mieszaninę surowców ołowionośnych i dodatków technologicznych ładuje się w całości do nagrzanego pieca obrotowo-wahadłowego, w ilości odpowiadającej jego pojemności użytecznej, uruchamia się pełne obroty pieca i prowadzi proces topienia. W chwili pojawienia się, w otworze załadunkowym, płynnego ołowiu, ruch obrotowy pieca zamienia się na ruch wahadłowy i kontynuuje się ogrzewanie zawartości pieca do całkowitego stopienia wsadu. Wyłącza się ogrzewanie obrotowowahadłowego pieca i top wylewa się, otworem załadunkowym, do kadzi odlewniczej. Po zakrzepnięciu żużla dokonuje się spustu ołowiu i z kadzi wyjmuje się żużel w postaci wlewka.

Inny, znany z polskiego opisu patentowego Nr 192193, sposób odzyskiwania ołowiu i cynku z przemysł owych odpadów metali nież elaznych polega na tym, ż e przygotowuje się wsad, który stanowi mieszanina zawierająca pyły z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym, szlamy z mokrego odpylania gazów z procesu topienia koncentratu miedzi w piecu szybowym, pyły konwertorowe z procesu świeżenia kamienia miedziowego, odpadowe surowce ołowiowo-cynkowe o zawartości powyżej 30% Pb oraz dodatki technologiczne w postaci koksiku i materiału żelazonośnego. Mieszaninę zbryla się, sezonuje i oddziela się frakcję podziarnową o wymiarach poniżej 2 mm. Do zbrylonej mieszaniny dodaje się zgranulowany koncentrat ołowiowy o zawartości 50 - 60% Pb, w ilości 5 - 15 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny odpadów metali nieżelaznych. Przygotowany wsad ładuje się do nagrzanego pieca obrotowo-wahadłowego i poddaje się procesowi topienia i redukcji, przy czym równocześnie, do przestrzeni gazowej pieca wprowadza się, w sposób ciągły, tlen do chwili pojawienia się płynnego ołowiu. Zatrzymuje się dopływ tlenu i kontynuuje ogrzewanie do czasu osiągnięcia przez wsad temperatury 1270 K. Otworem spustowym wyprowadza się ołów surowy ze szpejzą, zaś otworem załadunkowym dokonuje się spustu gęstopłynnego żużla cynko-nośnego.

W drugim etapie procesu, do następnego pieca obrotowo-wahadłowego, wprowadza się rozdrobniony żużel cynkonośny z pierwszego etapu procesu, zawierający powyżej 25% Zn, uprzydatnione pyły cynkowo-ołowiowe wychwytywane w filtrze tkaninowym w ciągu odpylającym pieca obrotowo-wahadłowego, zawierające 20-40% Zn i 15-35% Pb oraz dodaje się koksik. Wsad ogrzewa się ciepłem wymurówki pieca do osiągnięcia temperatury 570 - 870 K w warstwie powierzchniowej pyłów przez 0,25 - 0,5 godziny, załącza się palnik i uruchamia obroty pieca. Prowadzi się proces topienia i redukcji przez 2-3 godziny. Po uzyskaniu przez żużel temperatury 1570 K otworem spustowym wyprowadza się ołów surowy i kamień, zaś otworem załadunkowym dokonuje się spustu żużla odpadowego.

Celem wynalazku jest poprawienie efektywności odzyskiwania ołowiu z odpadowych surowców ołowionośnych.

Sposób odzyskiwania ołowiu z odpadowych surowców ołowionośnych według wynalazku charakteryzuje się tym, że ołów surowy wyprowadza się więcej niż jeden raz w jednym cyklu topienia, najlepiej dwa razy, z jednej lub korzystnie z różnych stref topienia pieca obrotowo-wahadłowego. Pierwszy raz wyprowadza się płynny ołów surowy otworem spustowym w ilości 1/3 - 2/3 całkowitej ilości odzyskiwanej w pełnym cyklu procesu. Kontynuuje się proces topienia i, po upływie 1 - 3 godzin, korzystnie po upływie 2 godzin od chwili dokonania pierwszego spustu, wyprowadza się pozostały ołów surowy, korzystnie jednym z pomocniczych otworów spustowych. Dokonywanie drugiego spustu ołowiu w jednym cyklu topienia poprzez pomocnicze otwory spustowe, których krawędzie wewnątrz pieca, w warunkach nierównomiernego zużywania się, w trakcie długotrwałej eksploatacji, wymurówki pieca na całej jego długości, umieszczone są niżej niż krawędź otworu spustowego, umożliwia w każ dym następnym spuście niemal całkowite jego wyprowadzenie z pieca obrotowo-wahadłowego.

PL 209 809 B1

Pomocnicze otwory spustowe, po jednym, umieszczone są najlepiej w połowie odległości pomiędzy otworem załadunkowym a każdą z dennic, na pobocznicy pieca obrotowo-wahadłowego.

Zastosowanie więcej niż jednego spustu ołowiu w jednym cyklu topienia, po usunięciu z pieca obrotowo-wahadłowego fazy metalicznej, charakteryzującej się niską temperaturą topnienia, niskim ciepłem topnienia i niską pojemnością cieplną, umożliwia bardziej równomierne nagrzewanie pozostałego wsadu w całej objętości, efektywniejsze wykorzystanie energii cieplnej ze spalania gazu ziemnego i węglowodorów zawartych w szlamach z mokrego odpylania gazów z procesu topienia koncentratu miedzi w piecu szybowym, uzyskanie dobrze upłynnionego i ujednorodnionego żużla, zwiększenie uzysku ołowiu poprzez zmniejszenie W jego strat w wyniku odparowania i zmniejszenia jego zawartości w żużlu końcowym. Pozyskanie żużla charakteryzującego się jednorodnym składem chemicznym i mineralogicznym, ułatwia jego wykorzystanie jako topnika w procesie topienia koncentratu miedzi w piecu szybowym oraz jako kruszywa.

Ponadto wyprowadzanie ołowiu więcej niż jeden raz w jednym cyklu topienia umożliwia wykonywanie spustów przy włączonym palniku, co zapobiega spadkowi temperatury w przestrzeni wewnętrznej pieca i schłodzeniu wsadu, a tym samym skraca czas trwania procesu i ogranicza zużycie energii do jego przeprowadzenia.

Proces odzyskiwania ołowiu prowadzi się w piecu, którego długość równa jest nie mniej niż 1,6 wymiaru średnicy, korzystnie 1,6 - 2,2.

Zachowanie podanych proporcji długości i średnicy pieca obrotowo-wahadłowego korzystnie wpływa na przebieg i wyniki procesu topienia w taki sposób, że przy pełnym wykorzystaniu pojemności użytecznej pieca, uzyskuje się optymalne parametry procesu topienia w zakresie sprawności termicznej pieca i jednostkowego zużycia energii cieplnej ze spalania gazu ziemnego i węglowodorów zawartych w szlamach szybowych z mokrego odpylania gazów z procesu topienia koncentratu miedzi w piecu szybowym, oraz wzrost wydajno ś ci.

Wynalazek został objaśniony w poniższym przykładzie wykonania.

Przygotowuje się mieszaninę odpadowych surowców ołowionośnych i dodatku technologicznego składającą się ze szlamów z mokrego odpylania gazów z procesu topienia koncentratu miedzi w piecu szybowym zawierających 42,2% Pb, 5,4% Zn, 4,1% As, 2,5% Cu, 12,2% S, 14,7% węgla organicznego, w ilości 11,0 Mg w wadze suchej, pyłów z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym zawierających 37,3% Pb, 15,9% Zn, 0,5% As, 1,3%, Cu, 0,3% S, 10,0% K2O + Na2O, w ilości 5,0 Mg w wadze suchej, pyłów konwertorowych z procesu świeżenia kamienia miedziowego zawierających 49,5% Pb, 6,5% Zn, 2,5% As, 0,5% Cu, 10,5% S, w ilości 1,0 Mg w wadze suchej, pyłów wychwytywanych w ciągu odpylającym z procesu odzyskiwania ołowiu w piecu obrotowo-wahadłowym z odpadowych surowców ołowionośnych zawierających 30,6% Pb, 12,6% Zn, 2,1% As, 1,2% Cu, 9,5% S, 8,5% K2O + Na2O w ilości 3,0 Mg w wadze suchej i materiału żelazonośnego zawierającego powyżej 75% żelaza metalicznego w ilości 4,0 Mg. Przygotowaną mieszaninę zawierającą 39,6% Pb, 9,2% Zn, 2,8% As, 1,9% Cu, 8,7% S, 4,5% K2O + Na2O, w łącznej wadze suchej 20,0 Mg odpadowych surowców ołowionośnych oraz materiał żelazonośny wsaduje się do pieca obrotowo-wahadłowego o pojemności użytecznej 12 m³, długości 6,0 m i średnicy 3,6 m, posiadającego na bocznicy otwory załadunkowy i spustowy oraz dwa pomocnicze otwory spustowe umieszczone, po jednym, w połowie odległości pomiędzy otworem załadunkowym a każdą z dennic. Włącza się palnik, uruchamia pełne obroty pieca i rozpoczyna się ogrzewanie wsadu. Po pojawieniu się, w otworze załadunkowym, płynnego ołowiu zatrzymuje się obroty pieca i, kontynuując ogrzewanie wsadu, otworem spustowym wyprowadza się do kadzi ołów surowy.

Zamyka się otwór spustowy, uruchamia ruch wahadłowy pieca i dalej prowadzi się proces topienia przez 2 godziny, do uzyskania płynnego żużla. Do oddzielnej kadzi wyprowadza się, pomocniczym otworem spustowym, pozostałą część ołowiu surowego. Wyłącza się palnik i, poprzez otwór załadunkowy, wylewa się do oddzielnych form żużel.

Z jednego cyklu topienia otrzymuje się oł ów surowy z pierwszego spustu zawierają cy 97,2% Pb, 1,2% Sb, 0,4% As, 1,0% Cu, 0,2% Sn, w ilości 4,2 Mg, ołów surowy z drugiego spustu zawierający 97,6% Pb, 1,2% Sb, 0,2% As, 0,8% Cu, 0,2% Sn, w ilości 3,0 Mg, żużel zawierający 1,3% Pb, 14,2% Zn, 3,1% Cu, 7,7% S, 26,8% Fe, 15,6% SiO2, 38,5% (K2O, Na2O, CaO + MgO + AI2O3), w iloś ci 7,5 Mg i pył y wychwytywane w instalacji odpylają cej zawierają ce 31,5% Pb, 15,2% Zn, 2,5% As, 1,5% Cu, 9,5% S, 8,5% K2O + Na2O, w ilości 3,0 Mg.

Uzysk ołowiu w procesie wynosi 88,5%.

Claims (1)

1. Sposób odzyskiwania ołowiu z odpadowych surowców ołowionośnych, w którym mieszaninę odpadowych surowców ołowionośnych zawierającą szlamy z mokrego odpylania gazów z procesu topienia koncentratu miedzi w piecu szybowym, pyły z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym, pyły konwertorowe z procesu ś wieżenia kamienia miedziowego, pyły wychwytywane w ciągu odpylającym z procesu odzyskiwania ołowiu w piecu obrotowo-wahadłowym z odpadowych surowców ołowionośnych oraz dodatek technologiczny w postaci materiału żelazonośnego wsaduje się do pieca obrotowo-wahadłowego, poddaje procesowi topienia i redukcji, po czym wyprowadza się otworem spustowym ołów surowy a otworem załadunkowym żużel, znamienny tym, że ołów surowy wyprowadza się więcej niż jeden raz w jednym cyklu topienia, korzystnie dwa razy, z jednej lub najlepiej z róż nych stref topienia pieca obrotowo-wahadł owego, pierwszy raz wyprowadza się płynny ołów surowy otworem spustowym, w ilości 1/3 - 2/3 całkowitej ilości odzyskiwanej w pełnym cyklu procesu, po czym kontynuuje się proces topienia i po upływie 1 - 3 godzin od chwili dokonania pierwszego spustu, korzystnie po upływie 2 godzin, wyprowadza się pozostałą część ołowiu surowego, korzystnie jednym z pomocniczych otworów spustowych, umieszczonych, po jednym, najlepiej w poł owie odległ o ś ci pomię dzy otworem zał adunkowym a każ d ą z dermie, na pobocznicy pieca obrotowo-wahadłowego, przy czym proces prowadzi się w piecu, którego długość równa jest nie mniej niż 1,6 wymiaru średnicy, korzystnie 1,6 - 2,2.