PL25104B1 - Sposób usuwania skladników zanieczyszczajacych, zwlaszcza kadmu i olowiu, z rud cynkowych, koncentratów cynkowych i podobnych materialów. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy sposobu usuwania zanieczyszczen, zwlaszcza kadmu i olowiu, z rud cynkowych, koncentratów cynkowych ii d.W pewnych dziedzinach zastosowania wymaga sie od cynku, jako od metalu, badz tez jako od zwiazku metalu, np. tlen¬ ku cynkowego, wysokiej czystosci. Zwykly¬ mi zanieczyszczeniami cynku sa: olów, kadm i zelazo, rudy zas cynkowe zawiera¬ ja prócz tego miedz, siarke, arsen, anty¬ mon i metale szlachetne, jak srebro i zloto.Calkowite oczyszczanie rudy cynkowej od jej zanieczyszczen za pomoca suchych procesów hutniczych jest niepraktyczne.Cel' ten mozna osiagnac jedynie za pomoca procesu hutniczego na drodze mokrej. Sto¬ nowane jednak do tego celu sposoby sa nie¬ dogodne i kosztowne, a prócz tego nie za¬ pewniaja calkowitego usuniecia zanieczy¬ szczen.Proponowano w tym celu poddawanie rud cynkowych prazeniu chlorujacemu w aparacie Dwight-Lloyda, przy czym czynni¬ ki chlorujace stosowano (najlepiej) w po¬ staci wodnych roztworów chlorku sodo¬ wego.Okazalo sie jednak, ze trzeba koniecz¬ nie przeprowadzac co najmniej dwa lub wieksza liczbe zabiegów prazenia, aby usu¬ nac zanieczyszczenia w takim stopniu, aby z oczyszczonego materialu mozna bylo o- trzymywac cynk dostatecznie czysty za po-rtioca prwetów hutniczych na drodze su- rv )¦ \ !SWynai4zd4/i%iicjszy | usuwa te niedo- ^ / jgódnosci*^ t^st»Qóbf\»S ladunek, zaopa¬ trzony w niezbedne dodatki, spieka sie za pomoca dmuchawy w temperaturze, wyno¬ szacej w ciagu calego procesu powyzej 1000°C, Korzystna postac wykonania wynalazku polega na tym, ze srodka chlorujacego do¬ daje sie do ladunku w postaci czastek sta¬ lych i miesza sie go z taka zaledyfrie iloscia wody wzglednie tak szybko; doprowadza sie do temperatury spiekania, iz pozostaje on zasadniczo nierozpuszczony.Stosujac tak potraktowany produkt moz¬ na otrzymywac w mufli cynk czysty.Oczywiscie z uprzednio oczyszczonego produktu prazenia mozna za pomoca elek¬ trolizy wytwarzac cynk bardzo czysty. Przy wykonywaniu sposobu wedlug wynalazku unika sie stosowania kosztownych metod, niezbednych dotychczas przy elektrolizie produktów, zawierajacych cynk, w celu o- czyszczenia elektrolitów, zwlaszcza od ar¬ senu, antymonu, zelaza, miedzi, olowiu, kadmu i/1. d.Sposobem wedlug wynalazku niniejsze¬ go obok olowiu i kadmu usuwa sie równiez calkowicie siarke, arsen \ antymon. Metale szlachetne otrzymuje sie równiez w postaci lotnych chlorków. Mozna je w znany spo¬ sób osadzic w aparacie do oczyszczania ga¬ zów i otrzymac z nich poszczególne metale.Temperatura spiekania wynosi powyzej 10OTC (do 1500°C). Lotne chlorki natych¬ miast po ich wytworzeniu sa usuwane za pomoca strumienia powietrza i znajduja sie w postaci wysoko stezonej. Proces ten moz¬ na prowadzic z dodatkiem materialu, za¬ wierajacego wegiel, lub bez takiego do¬ datku, przy czym jest on odpowiedni rów¬ niez w zastosowaniu do innych materialów nie zawierajacych cynku.Podczas wykonywania sposobu wedlug wynalazku w praktyce spostrzezono, ze na dobry przebieg procesu wplywa caly sze¬ reg okolicznosci, a wiec: spoistosc rud\ cyn¬ kowych, spoistosc materialu redukujacego, ilosc i postac srodka chlorujacego, ilosc do¬ dawanej wody i t. d. Wplyw ten nalezy kontrolowac, aby zapewnic dobry przebieg procesu.Tlenkowe wzglednie utlenione rudy cynkowe róznia sie w znacznym stopniu zarówno swymi wlasciwosciami fizycznymi jak i skladem.Fizyczna róznice miedzy materialami wyjsciowymi mozna do pewnego stopnia wyrównac stosujac w przyblizeniu jednako¬ wa wielkosc ziarn tych materialów, co sie osiaga przez odpowiednie przesianie. Aby wyrównac róznice, zwiazane ze skladem chemicznym, oraz umozliwic prace w wy¬ sokich temperaturach spiekania powyzej 1000°C (do 1500*C), nalezy kontrolowac dobór^ rud w ladunku, dodatek srodka chlo¬ rujacego, srodka redukujacego, wody, czas spiekania, grubosc warstwy materialu, ci¬ snienie i temperature powietrza z dmu¬ chawy.Jako najkorzystniejsze okazaly sie la¬ dunki o zawartosci cynku, kadmu, olowiu i siarki w nastepujacych proporcjach: cynku 56 — 72%, kadmu do 0,50%, olowiu do 1,50% i siarki 1,04 — 5%.Ponizej podano przyklad wykonania sposobu wedlug wynalazku.Przyklad. Podprazony koncentrat cyn¬ kowy, zawierajacy 61,75% cynku, 4,35% siarki (w tym 0,75% rozpuszczalnej siarki siarczanowej), 0,625% olowiu i 0,170% kadmu miesza sie, z koksem tak, zeby mie¬ szanina zawierala 1,68% wegla oraz 28 kg soli na tonne ladunku. Wody dodaje sie tyle, zeby ladunek zawieral 11,80% wody.Mieszanine po zwilzeniu doprowadza sie natychmiast na ruszt pod dmuchawe. Przez jednorazowe spieczenie otrzymano twardy produkt porowaty, zawierajacy 67,80% cynku, 0,002% kadmu i nie zawierajacy na¬ wet sladów olowiu i siarki. — 2 —Przed dodaniem srodka chlorujacego ladunek rozdrabia sie tak, zeby przesiewal si^ przez sito 20-tooczkowe. Równiez i sro¬ dek chlorujacy powinien wykazywac taka sama wielkosc ziarn, przy czym do wiek¬ szosci celów wystarcza go okolo 3%. Jako material redukujacy zaleca sie wysokowar- tosciowy koks, rozdrobiony tak, zeby sie przesiewal przez* sito 10-ciooczkowe. Czas od zapalenia az do wyladowania powinien wynosic okolo 22 minut. Oznacza to prze¬ suw materialu okolo 45 cm na minute w standartowym aparacie Dwight-Lloyda o szerokosci 105 cm, w którym poszczególne skrzynie spiekania posiadaja dlugosc 10,06 m.i Cisnienie powietrza w komorze reakcyj¬ nej powinno wynosic okolo 30 cm slupa wodnego, a grubosc warstwy ladunku okolo 15 cm. Ladunek winien zawierac 93% ru¬ dy, 4% koksu i 3% chlorku sodowego.Dodatek wody wynosi okolo 12%, zalez¬ nie od wilgotnosci materialu, i powinien byc odmierzony tak, zeby przez scisniecie w re¬ ku mozna bylo wytworzyc spoiste gruzly materialu.Aby zapobiec rozpuszczeniu sie srodka chlorujacego przed osiagnieciem tempera¬ tury spiekania, nalezy dodawac wody na krótko przed wprowadzeniem ladunku do aparatu spiekajacego. Nalezy wiec mieszar¬ ke umiescic tak, zeby material mozna bylo wyladowywac z niej bezposrednio do apa¬ ratu spiekajacego. W praktyce okazalo sie, ze jesli diodaje sie srodka chlorujacego w powyzszy sposób, to stopien usuwania za¬ nieczyszczen jest bardzo duzy.Na rysunkach przedstawiono aparat od¬ powiedni do wykonywania niniejszego spo¬ sobu, przy czym fig. 1 przedstawia schema¬ tyczny widok boczny calego urzadzenia, fig. 2 — schematyczny przeglad zachodza¬ cych przy tym reakcji, a fig. 3 — krzywa temperatury w zaleznosci od czasu trwa¬ nia procesu.Ladunek ze zbiorników zasilajacych A, B, C, zawierajacych rude, koks i srodek chlorujacy, wypada na przenosnikowa ta¬ sme 1 bez konca. Do regulowania wylado¬ wywania materialu sluza zawory 2, 3, 4.Wyladowany material doprowadza sie do zbiornika zasilajacego 5 i dalej za po¬ moca slimaka 6 do mieszarki 7 nastawionej na ciagly sposób pracy. W mieszarce od¬ bywa sie doprowadzanie! wody ze zbiornika 8 przez rure rozdzielcza 9. Rude, koks i sól nalezy przed uzyciem wysuszyc. Wylot z mieszarki znajduje sie nad rusztem 10 ma¬ szyny spiekajacej, w danym przypadku a- paratu Dwight-Lloyda. Zapalanie ladunku uskutecznia sie za pomoca palników 12, przy czym ladunek w postaci warstwy 11 przesuwa sie dalej po ruszcie i spieka. Pod rusztem znajduja sie skrzynie 13 polaczo- ne| z przewietrznikiem 14. Spieczony mate¬ rial spada do sypnia wypustowego 15. Od¬ sysane produkty gazowe procesu, z chlor¬ kami wlacznie, prowadzi sie przez komory filtrujace lub osadzajace 16.Przebieg procesu jest widoczny z fig. 2, Warstwa 11 na ruszcie 12 sklada sie z mie¬ szaniny rudy, koksu i soli, pozbawionych wilgoci o tyle, iz powstaja ¦ drobne grudki lub ziarna, tak iz zasysane powietrze znaj¬ duje dogodne przejscie.Woda musi byc usunieta przed rozpo¬ czeciem spiekania. Gdy ladunek przecho¬ dzi pod palnikami 12, jedynie jego po¬ wierzchnia zostaje wysuszona i zapalona, nastepnie ciag powietrza przesuwa granice zapalenia kii dolowi. Wytworzone przy tym cieplo suszy material, znajdujacy sie pod warstwa zapalona. W ten sposób zgodnie z fig. 2 w warstwie materialu 11 powstaje szereg stref: strefa mokra / o temperaturze ponizej 1O0\ strefa suszenia // o okolo 100° — bezwodna, ponad nia strefa sucha /// o temperaturze powyzej 200°, nastepnie strefa spiekania IV o temperaturze 1300° — 1500°, a nad nia warstwa V materialu spie¬ czonego. Nalezy pracowac tak, zeby w — 3 —chwili osiagniecia temperatury spiekania material chlorujacy znajdowal si^[ jeszcze wewnatrz ladunku. Osiaga sie to zgodnie z wynalazkiem stosujac material chlorujacy w postaci drobnych kawalków oraz dobie¬ rajac mozliwie krótki czas pomiedzy doda¬ niem wody a1 spiekaniem. Dzieki temu ladu¬ nek w strefie spiekania ma zasadniczo ten sam sklad* co sucha mieszanina przed do¬ daniem wody, przy czym woda sluzy jedy¬ nie do tego, zeby nadac ladunkowi postac odpowiednia do spiekania.Zgodkiie z| fig. 3 ladunek, wchodzacy na ruszt 10, posiada w przyblizeniu tempera¬ ture otoczenia wynosizaca okolo 20°C. Sko¬ ro ladunek zblizy sie do strefy spiekania, jego temperatura, wynoszaca juz okolo 200°C, podwyzsza sie gwaltownie do tem¬ peratury spiekania 1300 — 1500^0. Odtad ladunek stygnie stosunkowo powoli. Czas, w ciagu którego nastepuje ogrzanie do tem¬ peratury spiekania i ostygniecie w przybli¬ zeniu do temperatury nieco wyzszej od temperatury zewnetrznej, wynosi II/2 do 2 minut. W ciagu tego krótkiego' okresu na¬ stepuje schlorowanie kadmu i olowiu, któ¬ re natychmiast ulatniaja sie i zostaja usu¬ niete strumieniem powietrza. Wytworzenia chlorku cynkowego albo redukcji tlenków cynku w rudzie unika sie dzieki obecnosci tlenu w strumieniu powietrza. PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób usuwania zanieczyszczen, zwlaszcza kadmu i olowiu, z rud cynko¬ wych, koncentratów cynkowych i podob¬ nych materialów, znamienny tym, ze po do¬ daniu srodków chlorujacych spieka sie te materialy w temperaturze powyzej 1000°C.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przy spiekaniu utrzymuje sie tem¬ perature powyzej 10000 (do 1500°C), a naj¬ korzystniej — pomiedzy 1300° i 1500°C.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 — 2, zna¬ mienny tym, ze material ogrzewa sie od temperatury otoczenia do temperatury spie¬ kania w ciagu okresu czasu, wynoszacego nie wiecej niz 1xh do 2 minut.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze ladunek materialu zawierajace¬ go cynk miesza sie ze srodkiem chloruja¬ cym i koksem w stanie suchym, po czym do suchej mieszaniny dodaje sie tyle tylko (najwlasciwiej 12%) wody, azeby ladunek, sciskany w dloni, wytwarzal zwarte gruzly.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tym, ze rude, srodek chlorujacy i wegiel przed wytworzeniem suchej miesza¬ niny rozdrabia sie tak, zeby ruda i srodek chlorujacy przechodzily przez sito 20-to- oczkowe, a wegiel — przez 10-ciooczkowe.
6. 6. Urzadzenie do wykonywania sposo¬ bu wedlug zastrz. 1—6, znamienne tym, ze zawiera mieszarke (7) przeznaczona do mieszania suchego ladunku z woda i pola¬ czona bzposrednio z aparatem spiekajacym. Associated Metals & Minerals Corp. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 25104. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL