PL41898B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano dnia 30 kwietnia 1959 r. 5^ *v«^ O ^ POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 41898 The National Smelting Company Limited KI. 40 a, $mt Londyn, Wielka Brytania Sposób wytapiania cynku w piecu szybowym Patent trwa od dnia 26 kwietnia 1958 r.Wynalazek dotyczy sposobu topienia w pie¬ cu szybowym materialów zawierajacych cynk i stanowi ulepszenie sposobu topienia mate¬ rialów wsadowych, zawierajacych tlenek cyn¬ ku i koksu w piecu szybowym.Jedna z cech wynalazku jest ulepszenie sku¬ tecznosci odzyskiwania cynku przy regulowa¬ niu skladu chemicznego roztopionych zuzli spuszczanych z pieca. Jeden ze sk»Ladów chemicznych, który zostal uznany jako odpo¬ wiedni do topienia zarówno materialów zawie¬ rajacych cynk (o bardzo malej zawartosci olo¬ wiu1 lub wcale nie zawierajacych go), jak tez materialów cynkowo-olowianych wyróznia sie odpowiednim stosunkiem tlenku zelaza (FeO), wapna i krzemionki (Si02), który wynosi w roztopionych zuzlach okolo 1,0:1,5:1,5. Typowe zuzle skladaja sie zwykle z okolo 21 32°/o CaO, 32 metali, jak cynku (ZnO), aluminium (A1203), manganu (MnO), magnezu (MgO) itp. We wszystkich rodzajach zuzli zelazistych, stoso¬ wanych w hutnictwie metali niezelaznych, wy¬ stepuje pewna ilosc tlenku zelaza, przy czym wedlug przyjetej praktyki korzystnie jest, a.by wystepowal on w zuzlach w postaci FeO.Celem wynalazku jest polepszenie skutecz¬ nosci odzyskiwania cynku (jak równiez olowiu, jezeli jest obecny w przerabianych materia¬ lach) przez przetapianie w piecu szybowym materialów zawierajacych sam cynk, jak rów¬ niez zawierajacych cynk i olów. Wynalazek jest oparty na odkryciu, ze przez regulowa¬ nie stosunków wzajemnych zawartosci tlenku zelaza, wapna i krzemionki w zawierajacych cynk materialach wsadowych o stosunkowo duzej zawartosci zelaza, uzyskuje sie znaczne zmniejszenie ilosci materialów wymaganych do tworzenia zuzli, zawartych we wsadzie oraz odpowiednie zmniejszenie ciezaru tworzacych sie zuzli, przy jednoczesnej malej zawartosci cynku w zuzlach. Zuzle takie posiadaja sklad chemiczny, nie stosowany dotychczas przy wy¬ tapianiu w piecu szybowym tak cynku, jak i olowiu.Wynalazek dotyczy wiec sposobu regulowa¬ nia w pewnym zakresie^skladu chemicznego Zulli spuszczanych z pieca, przy czym takie regulowanie 'lizjrsktrje ife^przez dostosowywa¬ nie zawartosci we wsadzie pieca tlenków two¬ rzacych zuzle. Jezeli zuzle te zawieraja dulza ilosc skladników w rodzaju materialów zwy¬ kle stosowanych przy wytapianiu cynko! w piecu szybowym, to wlasciwosci takich zuzli sa okreslane zasadniczo przez stosunek zawar¬ tosci ich glównych skladników (tj. tlenku ze¬ laza, wapna i krzemionki). Jakkolwiek nalezy z pewnych wzgledów liczyc sie ze zwieksze¬ niem zawartosci w zuzlach tlenku glinu, to zmiany stosunkowo malych zawartosci w nich innych tlenków (MnO, MgO itp.) posiadaja zwykle male znaczenie.Zuzle, wytworzone sposobem wedlug wyna¬ lazku, wyrózniaja sie stosunkowo duza zawar¬ toscia tlenku zelaza; (zawieraja one zwykle 45—62% FeO, 10—16% CaO, 15—22% Si02 1—15%, a w szczególnosci 3—7% Al2Os, przy ozym zawartosc innych tlenków nie posiada wiekszego znaczenia. Jednak ze wzgledów prak¬ tycznych zakres skladu chemicznego zuzli jest lepiej okreslac nie ze wzgledu na stosunkowa zawartosc glównych skladników, (co bedzie omówione pózniej), lecz w celu wyjasnienia me¬ chanizmu fizyko-chemicznego stanowiacego pod¬ stawe sposobu wedlug wynalazku. Mozna stwierdzic, ze cecha charakterystyczna takiego skladu chemicznego zuzli jest to, ze poczatko¬ wa faza stala, (tworzaca sie podczas chlodzenia roztopionych zuzli, zawiera tlenek zelaza, a nie zawiera krzemionki. Ta faza poczatkowa moze zawierac nie stechiometryczny tlenek zelaza (FeO) lub glinian zelaza (FeAl204).Inna cecha charakterystyczna zuzli jest ich stosunkowo wysoka temperatura topnienia.Przy wytapianiu cynku w piecu szybowym jest pozadane wyeMminowanie zawartosci cynku z zuzli mozliwie calkowicie bez redukcji zawar¬ tego w nich tlenku zelaza do postaci zelaza me¬ talicznego i bez niekorzystnego zwiekszania ilosci koksu, uzywanego w procesie otrzymywa¬ nia cynku. Stwierdzono przy tym, ze uzyskuje sie to lepiej, gdy zuzle posiadaja wysoka tem¬ perature topnienia, szczególnie jako kryteriom przyjmuje sie, ze temperatura, w której topi sie wiekszosc, lecz nie wszystkie rodzaje zuzli, musi byc wysoka. Temperature calkowitego top¬ nienia zuzli okresla sie zwyklle w ten sposób, ze przy chlodzeniu roztopionych zuzli/ ponizej tej temperatury winna tworzyc sie faza stala o skladzie chemicznym innym, ndz sklad zuzli cieklych. Gdy sklad chemiczny wytworzonej stalej fazy zuzli nie jest taki sam, jak sklad zuzli cieklych, to dalsze chlodzenie zuzli przy temperaturze umiarkowanej powoduje tworze¬ nie sie znacznej ilosci stalych zuzli skrzepnie¬ tych. O ile zuzle zawieraja stosunkowo malo tlenku glinu (np. w ilosci nie przekraczajacej 8—10%), to poczatkowa faza stala jest nie ste- chiometryczny tlenek zelaza, który jest przewa¬ zajacym elementem cieklych zuzli, wskutek te¬ go temperatura calkowitego roztopienia zuzli stanowi odpowiednie kryterium. Przy zuzlach o nieco wiekszej zawartosci tlenku glinu pier¬ wotna faza moze byc glinian zelaza (FeAl204), która zawiera tlenek glinu jako jej glówny skladnik, jakkolwiek ten tlenek jest mniej waz¬ nym skladnikiem zuzli.Ochladzajac zuzle ponizej temperatury, w któ¬ rej glinian zelazja zaczyna pierwszy wydzielac sie, tworzac tylko mala dalsza ilosc tej fazy, az osiagnie* sie temperature, w której zaczyna wydzielac sie nde stechoometryczny tlenek ze¬ laza i dalsze chlodzenie powoduje szybkie two¬ rzenie sie wiekszej ilosci nie sitechiometryczne- go tlenku zelaza. Wedlug wynalazku tempera¬ tura, w której zaczyna wydzielac sie ten tlenek zelaza stanowi rzeczywiste kryterium do okre¬ slania najwyzszej temperatury skutecznego zetkniecia sie zuzli z gazami redukcyjnymi w garze pieca. Im wyzsza ta temperatura, tym bardziej mozna wyeliminowac zawartosc cynku w zuzlach.Zachowanie sie zuzli w piecu szybowym do wytapiania cynku, przy jednakowych innych warunkach, jest takie, ze ilosc cynku pozosta¬ jacego w zuzlach jest w znacznym stopniu za¬ lezna od temperatury topnienia zuzM. Równiez obecnosc w zuzlach tlenku cynku obniza tem¬ perature topnienia zuzli w porównaniu z tem¬ peratura topnienia zuzli, nie zawierajacych cynku. W tym przypadku iaeozywista tempera¬ tura topnienia jest taka, w której rozpoczyna sie wydzielanie nie stechiometrycznego tlenku zelaza. Sklad chemiczny zuzli moze byc regulo¬ wany bezposrednio tylko pod wzgledem innych skladników niz tlenek cynku i takie wstepne okreslenie skladu chemicznego moze dotyczyc zuzli nie zawierajacych cynku. Im nizsza jest temperatura topnienia zuzli nie zawierajacych cynku, tym wiecej tlenku cynku bedzie zawar¬ te w wytwarzanych zuzlach, a wiec tym nizsza jest temperatura topnienisa wytwarzanych zu¬ zli w porównaniu z temperatura zuzli wolnych od zawartosci cynku. Wobec powyzszego, gdy temperatura topnienia zuzli nie zawierajacych - *cynku jest wysoka, np. 1280°C, to wytwarzane zuzle zawiieraja malo cyniku, a ich teinperatura topnienia nie przekracza 1280°C. Gdy tempe¬ ratura topnienia zuzli niie zawierajacych cynku obniza sie, wówczas temperatura topnienia wy¬ twarzanych zuzli zostaje obnizona wskutek za¬ wartego w nich tlenku cynku, a wiec tempera¬ tura topnienia zuzli osiaga wartosc, w której obnizy sie rozpuszczalnosc tlenku cynku w zu¬ zlach. Temperature topnienia ustala sie taka, aby nastapilo zwiekszenie zdolnosci zuzli pole¬ gajacej na zatrzymaniu tej dodatkowej ilosci tlenku cynku przy zetknieciu sie z gazami re¬ dukcyjnymi. Zatem gdy temperatura topnienia zuzli nie zawierajacych cynku zostaje obnizo¬ na ponizej temperatury krytycznej, zawartosc cynku w wytwarzanych zuzlach nagle wzrasta do duzej wartosci. Ta temperatura krytycana wynosi okolo 1200°C. Jedna z cech charakte¬ rystycznych wynalazku jest ix, ze glówne sklad¬ niki tworzace zuzle (FeO, CaO, Si02), zawar¬ te we wsadzie pieca szybowego, sa taikie, iz tworza zuzle nie zawierajace cynku, posiadaja temperature topnienia co najmniej 1200°C, lecz przekraczaja temperatury 1320°C, a najkorzyst¬ niej zawarta w zakresie 1240—1280°C.Gdy materialy wsadowe do wytapiania cyn¬ ku w piecu szybowym zawieraja tylko mala ilosc olowiu, wówczas olów ulega calkowicie ulatnianiu sie. Ody zawartosc olowiu jest wiek¬ sza, wówczas pewna ilosc metalicznego olowiu odplywa z dna pieca z zuzlami. Przy wysokiej temperaturze, planujacej w dolnych strefach pieca, olów metaliczny reaguje ze skladnikami aiaa&owymi, tadckni jak siarczek zelaza, two¬ rzac pary siarczku olowiu. Gdy materialy wsa¬ dowe zawieraja tylko nieduzo zelaza, to pewna ilosc powstajacych par. siarczku olowiu ucho¬ dzi wraz z gazami piecowymi i reaguje z para¬ mi cynku, tworzac siarczek cynku. Nastepuje w wyniku strata cynku i utrudnienie zabiegu skraplania cyniku. Zuzle wedlug wyn/alazkuk bogate w zawartosc tlenku zelaza, wykazuja stosunkowo duza rozpuszczalnosc siarczku ze¬ laza i przeto wykazuja one mniejsza sklonnosc do tworzenia siarcakuw ^temperaturze zuzli, wy¬ noszacej okolo 1300°C. Bary siarczku olowiu, które tworza sie przy uchodzeniu par do góry w piecu przy chlodzeniu od wysokiej tempera¬ tury topnienia zuzli do okolo 1150°C, reaguja z tlenkiem zelaza i tlenkiem wegla, tworzac pa¬ ry metalicznego olowiu, dwutlenek wegla i siar¬ czek zelaza, latwo rozpuszczalny w zuzlach, bo¬ gatych w zawartosc tlenku zelaza.Jak wspomniano wyzej jest czesto korzystfce wlaczenie wszystkich, tworzacych zuzle mate¬ rialów do materialów wsadowych przed ich pra¬ zeniem lub spiekaniem. Gdy jako material za¬ wierajacy cynk stosuje sie koncentraty siarcz* ków olowiu i cynku, poddawanych spiekaniu i prazeniu przy duzym dodatku kamienia wa¬ piennego, potrzebnego do tworzenia zuzli o du¬ zej zawartosci wapna, wówczas jest trudno cal¬ kowicie wyeliminowac zawartosc siarki, ponie¬ waz pozostalosci siarkowe sa trwale zwiazane w postaci siarczanu wapnia. Stwierdzone* ze gdy koncentraty cynkowo-olowiane sa prazone ze stosunkowo malym dodatkiem kamienia wa¬ piennego, potrzebnego do tworzenia zuzli we¬ dlug wynalazku, wówczas siarka moze byc pra¬ wie calkowicie wyeliminowana.W tym przypadku uzyskuje sie wedlug wy¬ nalazku dodatkowo prócz wymienionych przed¬ tem korzysci jeszcze i te korzysci, ze zapobie¬ ga sie uchodzeniu siarki, wprowadzanej do pie¬ ca szybowego przy wytapianiu cynku, w ga¬ zach piecowych w postaci siarczku olowiu, in¬ na zaleta jest to, ze do pieca wprowadza sie mniej siarki, niz wedlug dotychczas znanych sposobów.Zakres skladu chemicznego zuzli wedlug wy¬ nalazku, w których tlenek zelaza stanowi sklad¬ nik przewazajacy, moze to byc wygodnie przed¬ stawiony graficznie w postaci wykresów, uwi¬ docznionych na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia zakres skladu chemicznego zuzli wedlug wynalazku, zawierajacych mniej siz .5°/* fig. 2 — ograniczony zakres skladu chemiczne¬ go zuzli, zawierajacych 10% Al2Os, a fig. 3 — ograniczony zakres skladu zuzli zawierajacych 150/c A1203.Pole wieloboczne na tych wykresach przed¬ stawia graficznie zakres, w którym miesci sie stosunek wagowy zawartosci wapna i krzemion¬ ki do zawartosci tlenku zelaza w zuzlach, wy¬ twarzanych wedlug wynalazku.Szesc ograniczajacych linii pola wielobocz- nego przedstawionych na fig. 1 wskazuja limity stosunków wagowych tlenków i odpowiednio sklad zuzli, w których zawartosc glinka nie przekracza 5°/o. Te szesc linii ograniczajacych odpowiada nastepujacym sraesciu nierównosciom: CaO/FeO 0,07 (Si02—CaO)/FeO < 0,22 Si02/FeO < 0,54 (CaO + Si02)/FeO < 0,90 CaO/Si02 < 1,25 Si02/FeO 0,18.- » -Stwierdzono, ze kraemaonkia zawarta we wsa¬ dzie plecowym wynosi wagowo 0,18—0,54 razy zawartosci tlenku zelaza przy zawartosci wap¬ na równej co najmniej 0,07 krotnej zawartosci tlenku zelaza we wsadzie, lecz nie wiekszej niz 1,25 krotna ilosc krzemionki. Wartosc stosunku krzemionki do tlenku zelaza nie* moze przekra¬ czac wartosci stosunku wapna'do tlenku zela¬ za przy stosunku wiekszym niz 0,22. Suma ilosci wapna i krzemionki nie moze byc wiek¬ sza niz 0,9-krotna ilosc tlenku zelaza.Zadany sklad chemiczny zuzli osiaga sie przez regulowanie calkowitej zawartosci w nich trzech glównych skladników (tlenku zelaza, wapna i krzemionki) w materialach obejmujacych po¬ piól koksu. Ich stosunek wagowy znajduje sie w podanych granicach lub lezy w ograniczonym polu wykresu wedlug fig. 1, okreslonym linia¬ mi stosunków wagowych skladowych tlenków.Stosunek ograniczajacy CaO/FeO (wiekszy ndz 0,07) jest okreslony przez stwierdzenie, ze przy stosunkach wiekszych niz 0,07 dodatek wapna jest korzystny ze wzgledu na podnie¬ sienie temperatury topnienia zuzli oraz na zwiekszenie ich zdolnosci pochlaniania siarki.Ograniczajacy stosunek (Si02 — CaO)/FeO (mniejszy niz 0,22) jest korzystny, poniewaz zaczynajac z dowolnego punktu wzdluz tej li¬ nii ograniczajacej zastapienie CaO przez Si02 powoduje nagly spadek temperatury topnienia zuzli.Stosunek Si02/FeO (mniejszy niz 0,54) okre¬ sla limit jaki nalezy osiagnac przez dodatek tlenku zelaza i wapna, gdy przetapiane mate¬ rialy zawierajace cynk sa stosunkowo bogate w zawartosc krzemionki. Mniejszy stosunek SiOa/FeO (wiekszy niz 0,18) jest okreslony przez stwierdzenie, ze pewna ilosc krzemionki jest po¬ trzebna podczas spiekania materialów wsado¬ wych, nie zawierajacych materialów weglistych w celu polepszenia zabiegu spiekania.Stosunek (CaO + Si02)/FeO (mniejszy niz 0,90) okresla limit, który nalezy osiagnac pnzez dodatek tlenku zelaza, gdy przerabiane mate¬ rialy zawierajace cynk zawieraja zbyt duzo wapna i krzemionki w porównaniu z zawar¬ toscia w niich tlenku zelaza.Stosunek Ca0/SiO2 (mniejszy niz 1,25) okre¬ sla w przyblizeniu linia ograniczajaca fazy nie stechiometrycznego tlenku zelaza.W okreslonym zakresie skladu chemicznego zuzli jednoczesny jednakowy wzrost stosunków CaO/FeO i Si02/FeO powoduje stosunkowo wol¬ ny spadek temperatury topnienia zuzli i zmniej¬ szenie ich zdolnosci pochlaniania siarki.Najlepsze wyniki uzyskuje sie przy stoso¬ waniu zuzli bogatych w zawartosc tlenku zela¬ za i majacych mniejsza zawartosc wapna, jed¬ nak nie mniejsza, niz zawartosc krzemionki. Na przyklad uzyskuje sie zuzle o korzystnym skla¬ dzie chemicznym przy stosunku CaO/FeO, rów¬ nym okolo 0,19, i stosunku Si02/FeO, równym okolo 0,24.Ogólniie biorac, winien byc zachowany kom¬ promis pomiedzy zadanym skladem chemicz¬ nym zuzli a zapobiezeniem niewlasciwego zwiek¬ szania ich ciezaru. W szczególnym przypadku, gdy przerabiane materialy zawieraja duzo krze¬ mionki, niska wartosc stosunku Si02/FeO mo¬ ze byc uzyskana tylko przez dodanie bardzo duzej ilosci tlenku zelaza.Gdy tlenek zelaza pochodzi z pirytów zawar¬ tych w materialach wsadowych, wytwarzaja¬ cych tlenek zelaza przenikajacy do zuzili, wów¬ czas jest oczywiscie szczególnie korzystne, gdy takie piryty zawieraja równiez pewna ilosc olowiu i cynku. Jedna z cech wynalazku jest moznosc uzywania bogatych w zelazo rud siarczkowych, zawierajacych stosunkowo malo cynku i olowiu.Zuzle stosowane wedlug znanych sposobów zawieraja zwykle okolo 3—7°/o tlenku glinu, na¬ tomiast w zuzlach wytwarzanych wedlug wy¬ nalazku nie zachodzi specjalna potrzeba zwiek¬ szenia zawartosci tego tlenku ponad 5%, po¬ niewaz wspomniane wyzej linie ograniczajace na wykresach oraz wymieniane stosunki wago¬ we tlenków wskazuja, ze zuzle moga posiadac mala zawartosc tlenku glinu. W zuzlach o ma¬ lej zawartosci tlenku glinu nie stechiometrycz- ny tlenek zelaza stanowi pierwsza wydzielajaca sie. faze, a zwiekszenie zawartosci tego tlenku powoduje obnizenie temperatury calkowitego roztopienia zuzli. Ze wzgledu na wplyw zawar¬ tosci tlenku glinu na temperature topnienia, zu¬ zle wedlug wynalazku zawierajape 5—10% Al2Oa sa mniej korzystne. W celu zapewnienia dobrego odzyskania cynku z zuzli o stosunko¬ wo duzej zawartosci tlenku glinu nalezy prze¬ strzegac nastepujacych stosunków wagowych tlenków: (SiOa — CaO)/FeO < 0,22 — 0,01 (X-5) i (Si02 + CaO)/FeO. < 0,90 — 0,02 (X-5) gdzie X = % A1203 w zuzlach. Takie warunki stosuje sie tylko wówczas, gdy X równa sie 5—10%. Pole wieloboczne na fig. 2 przedstawia obszar korzystnego skladu chemicznego zuzli, gdy zawartosc w nich tlenku glinu wynosi oko¬ lo 10%. W zuzlach o zawartosci tlenku glinu w granicach od 5 do 10% obszar korzystnego — * —skladu chemicznego zuzli jest przesuniety do wewnatrz od linii ograniczajacych w stosun¬ ku do zwiekszenia zawartosci w zuzlach tlenku glinu z 5 do 10%.Gdy przy chlodzeniu zawartosc tlenku glinu w zuzlach wzrasta ponad 10%, to przy wydzie¬ laniu sie glinianu zelaza w poczatkowej stalej fazie oraz nie stechiometrycznego tlenku zelaza jako drugiej stalej fazy, temperatura wydzie¬ lania tlenku zelaza* (który jak wyjasniono wy¬ zej stanowi kryterium do okreslania najwyz¬ szej temperatury, w której nastepuje wzajem¬ ne oddzialywanie zuzli' i gazów redukcyjnych) nie oddizialywuje w znacznym stopniu na zwiek¬ szenie zawartosci tlenku glinu ponad 10%.W nastepstwie mozna stwierdzic, ze jak dlugo chodzi o wyeliminowanie zawartosci cynku w zuzlach zakres ich skladu chemicznego, okre¬ slony polem wielobocznym na wykresach, jest odpowiedni dla zawartosci tlenku glinu od 10 do 15%. Jednak przy zwiekszaniu zawartosci w zuzlach tlenku glinu temperatura wydzie¬ lania sie glinianu zelaza wzrasta, co jest zwia¬ zane z trudnoscia równomiernego spuszczania zuzli z pieca.Takie wydzielanie sie glinianu zelaza w nie¬ wlasciwie wyisokiep temperaturze odczuwa sie szczególnie w obszarze pola wedlug fig. 2, przed¬ stawiajacym mala zawartosc wapna i duza za¬ wartosc zelaza w zuzlach. W celu zapewnienia dobrego eHmdnowania zawartosci cynku w zu¬ zlach i jednoczesnie rówtnomiernegio spustu zu¬ zli korzystnie jest, aby* zawartosc w zuzlach tlenku glinu nie przekraczala znacznie 10%.Jednak gdy zachodzi potrzeba prowadzenia pro¬ cesu przy wiekszej zawartosci tlenku glinu, wówczas mozna uniknac koniecznosci stosowa¬ nia niewlasciwie wysokiej temperatury calko¬ witego roztopienia zuzli przez zastosowanie dla zuzli zawierajacych 10—15% A1203 dalszego ograniczania (dodatkowo do okreslonych przez nierównosci, przedstawione graficznie na wy¬ kresach): CaO/FeO 0,07 + 0,05 (Y-10), gdzie Y = % Al2Os w zuzlach (fig. 3). Zuzli zawierajacych wiecej niz 15% tlenku glinu nie nalezy uzywac.Nizej podane przyklady przedstawiaja rózne mozliwosci zastosowania praktycznego wyna¬ lazku.Przyklad 1. 100 czesci koncentratów siarczkowych, zawie¬ rajacych 52,0% cynku, 10% zelaza, 3,0% krze¬ mionki, 0,5% wapna, 0,5% tlenku glinu, 1,0% olowiu, 32,0% siarki i 1,0% innych metali nie¬ lotnych, jak tlenków magnezu i manganu, pod¬ dano prazeniu spiekajacemu. Nastepnie przy dodaniu do spieczonego materialu 3,0 czesci wapna i 55 czesci koksu zaladowano je do pie¬ ca szybowego. Koks zawiera 10% popiolu o za¬ wartosci 3,6% wapna, 20,0% tlenku zelaza obli¬ czonego jako FeO, 25,5% tlenku glinu i 40,0% krzemionki.Uzyskano zuzle o nastepujacym skladzie che¬ micznym: ^FeO SiO, CaO A1203 inne Razem z koncen¬ tratów 12,9 3.0 0,5 0,5 1,0 17,9 z wapna 3,0 3,0 z popiolu koksu 1,1 2,2 ' 0,2 1.4 0,6 5,5 razem 14,0 3,2 3,7 1,9 1,6 26,4 Si02/FeO = 0,37 CaO/FeO = 0,26 Powyzsze zuzle zawieraja 4,0% tlenku cynku (3,2% Zn), a ich calkowity ciezar wynosi 27,5 czesci (na 100 czesci koncentratów), zawieraja¬ cych 0,9 czesci cynku (przedstawia to 1,7% pierwotnych 52 czesci cynku, zawartego w kon¬ centratach). Zuzle zawieraja 51% FeO, 19% Si02, 13,5% CaO i 7% Al?Os.Przyklad 2. 10 czesci koncentratów siarczkowych, zawie¬ rajacych 40,0% cynku, 7,0% zelaza, 4,0% krze¬ mionki, 1,0% wapna, 0,5% tlenku glinu, 17,0% olowiu i 29,0% siarki poddano prazeniu spie¬ kajacemu przy dodatku 15 czesci pirytu, za¬ wierajacego 46% zelaza oraz 6% czesci kamie¬ nia wapiennego, zawierajacego 52% CaO. Ma¬ terial prazony z dodatkiem 45 czesci koksu o 10% zawartosci popiolu i skladzie chemicz¬ nym wedlug przykladu 1, zostal zaladowany do pieca szybowego. Uzyskano zuzle o nastepuja¬ cym skladzie chemicznym: FeO Si02 CaO A]2Os inne razem z koncen¬ tratów 9,0 4,0 1,0 0,5 1,5 16,0 z pirytu 8,9 8.9 z wapna 3,1 0,2 3,3 z popiolu koksu 0,9 1,8 0,2 1,1' 0,5 4.5 razem 18,8 5,8 4.3 1,6 2,2 32,7 Si02/FeO =» 0,31 CaO/FeO = 0,23 — 5 —Powyzsze zuzle zawieraja 3,2% tlenku cyn¬ ku (2,4°/o Zn), a ich ciezar calkowity wynosi 33,8 czesci na 100 czesci koncentratów. Zawie¬ raja one 56% FeO, 17°/o Si02, 12,7% CaO i 5% Alt03.Przyklad 3. 100 czesci kmcentratów siarczkowych, za¬ wierajacych 28% cynku, 31% olowiu, 23°/o siair- ki, 8% krzemionki, 2% wapna, 1% tlenku gli¬ nu i 4% zelaza poddano prazeniu spiekajacemu z dodatkiem pirytu w ilosci, zawierajacej 12 czesci zelaza. Nastepnie otrzymane materialy prazone z dodatkiem kamienia wapiennego (za¬ wierajacego 5 czesci wapna) i 33 czesci koksu zawierajacego 10% popiolu o skladzie chemicz¬ nym, jak w przykladzie 1, zostaly zaladowane do pieca szybowego. Otrzymano nastepujace zuzle: FeO SiO, CaO A1203 inne razem z koncen¬ tratów 5,1 8,0 2,0 1,0 4,0 20,1 z wapna 5,0 15,4 z pirytu 15,4 5,0 z popiolu koksu 0,7 1,3 0,1 0,8 0,4 3,3 razem 21,2 9,3 7,1 1,8 4,4 | 43,8 Si02/FeO = 0,44 CaO/FeO = 0,33 Powyzsze zuzle zawieraja 5,0% tlenku cynku (4,0% Zn), a ich calkowity ciezar wynosi 46,1 czesci na 100 czesci koncentratów. Skladaja sie one z 43% FeO, 20% Si02, 15,4% CaO i 4% Przyklad 4. 100 czesci koncentratu olowiowo-cynkowego, zawierajacego (jak w przykladzie 3) 28% cyn¬ ku, 31% olowiu, 23% siarki, 8% krzemu, 2% wapna, 1% tlenku glinu i 4% zelaza z dodat¬ kiem pirytu, obejmujacego siarczki olowiu i cynku o zawartosci 36% zelaza, 8% cyniku, 4% olowiu i 2% krzemionki zostalo poddane praze¬ niu spiekajacemu przy dodatku 80 czesci piry¬ tu. Nastepnie wyprazony material przy dodat¬ ku 6 czesci wapna i 40 czesci koksu zawieraja¬ cego 10% popiolu o skladzie chemicznym, jak w przykladzie 1, zostal zaladowany dlo pieca szybowego.Wytworzone zuzle zawieraly: FeO SiO, CaO A1,03 inne razem z koncen¬ tratów 5,1 8,0 2,0 1,0 4,0 20,1 z pirytu 37,1 1,6 38,7 z wapna 6,0 6,0 z popiolu , koksu 0,8 1,6 0,1 1,0 0,5 4,0 I razem 43,0 11,2 8*1 2,0 4,5 68,8 Si02/FeO = 0,26 CaO/FeO = 0,19 Zuzle zawieraja 2,5% tlenku cynku (2,0% Zn), a ich calkowity ciezar wynosi 70,6 czesci. Za¬ wieraja one 61% FeO, 16% Si02, 11,5% CaO i 3% Al2Oa.Koncentraty z przykladu 1 wymagaly wedlug znanych sposobów znacznego dodatku wapna i krzemionki. Na przyklad do prazonych ma¬ terialów, stanowiacych 100 czesci tych kon¬ centratów, nalezalo dodac 20 czesci wapna i 16 czesci krzemdionki, a ilosc wytworzonych zuzli wynosilaby 60 czesci, zawierajacych 14 czesci FeO, 21 czesci CaO i 21 czesci Si02. Ciezar ta¬ kich zuzli bylby dwukrotnie wiekszy niz zuzli wedlug przykladu 1.Przy uzyciu koncentratów podanych w przy¬ kladzie 2 nalezaloby wedlug znanych sposobów do 100 czesci koncentratów dodac przy praze¬ niu 26 czesci kamienia wapiennego, zawieraja¬ cego 52% CaO oraiz 90 czesci krzemionki. Ze 100 czesci takich koncentratów mozna byloby otrzymac 43,8 czesci zuzli, zawierajacych 9,9 czesci FeO, 14,7 czesci CaO i 14,8 czesci krze¬ mionki. Ciezar zuzli, wyiworzonych wedlug wynalazku, jest mniejszy niz ciezar zuzli, wy¬ tworzonych w znany dotychczasowy sposób. Po¬ nadto przy przerobie takich koncentratów za¬ wierajacych olów uzyskuje Sie lepsza skutecz¬ nosc skraplania par, niz wedlug sposobów do¬ tychczasowych.Koncentraty z przykladu 3 moglyby byc roz¬ topione w znany sposób z dodatkiem nieco wiekszej ilosci wapna, niz zastosowano w przy¬ kladzie 3 i bez dodatku pirytu. Ciezar zuzli wytworzonych w znany sposób móglby byc mnieijlsizy niz ciezar zuzli wedlug przykladu 3, lecz przy stosowaniu wsadu o wiekszej zawar¬ tosci olowiu uzyskuje sie wedlug znanych spo¬ sobów gorsza skutecznosc skraplania, niz we¬ dlug przykladu 3. — 9 —Przyklad 4 ilustruje jak sposób wedlug wy¬ nalazku moze byc stosowany do przeróbki ma¬ terialów zelazistych, zawierajacych cynk i olów w ilosci zbyt malej, aby materialy takie nada¬ waly sie do ekonomicznej przeróbki.Z powyzszego, widac, ze gdy zelazo, jak zwy¬ kle, stawowi glówny skladnik tworzacy zuzle materialów zawierajacych cynk, wynalazek umozliwia wytwarzanie wlasciwych zuzli przy nieznacznym tylko dodatku materialów two¬ rzacych zuzle, jak wapno, a zatem wytwarzanie zuzli w mniejszej ilosci, niz to bylo mozliwe dotychczas. Do materialów zawierajacych cynk a ubogich w zelazo, dodaje sie wedlug wyna¬ lazku zelazo w postaci pirytów, które moga za¬ wierac cynk lub olów lub tez obydwa te meta¬ le. Podczas przeróbki mieszaniny materialów zawierajacych cynk i olów siarczek olowiu ulatnia sie moiej, przeto skutecznosc skrapla¬ nia jest znacznie lepsza, niz wedlug znanych dotychczas sposobów, co jest inna cecha wy¬ nalazku. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytapiania cyniku w piecu szybo¬ wym z tlenków, zawierajacych cynk i skla¬ dajacych sie w wiekszej czesci z tlenku ze¬ laza, wapna i krzemionki, znamienny tym, ze dobiera sie zawartosc w materialach wsadowych tlenku zelaza (obliczonego jako FeO), wapna i krzemionki o takim wzajem¬ nym stosunku, aby roztopione zuzle, wy¬ tworzone podczas topienia i wyplywajace z pieca, posiadaly sklad chemiczny, przed¬ stawiony graficznie za pomoca pola wielo- bocznego na fig. 1. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawartosc tlenku glinu w materialach wsadowych dobiera sie tak, aby wytwarza¬ ne zuzle zawieraly go w ilosci nie przekra¬ czajacej okolo 5%. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, w zastosowaniu do materialów wsadowych o takiej zawar¬ tosci tlenku glinu, iz zuzle zawieraja 5—10% A1203, znamienny tym, ze sklad chemiczny zuzli, przedstawiony graficznie przez pole wieloboazne na fig. 1, stopniowo przesuwa sie do wewnatrz zblizajac sie do skladu chemicznego, przedsitawionego wy¬ kresem graficznym na fig. 2. 4. Sposób wytapiania cynku w piecu szybo¬ wym z tlenków, zawierajacych cynk, z od¬ prowadzaniem roztopionych zuzli, sklada¬ jacych sie w Wiekszej czesci z tlenku zela¬ za, wapna i krzemionki oraz zawierajacych cynk, odzyskany z gazów piecowych, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawartosc w materialach wsadowych krzemionki dobie¬ ra sie w ilosci wagowo, wynoszace)) od 0,18 do 0,54-krotnej ilosci tlenku zelaza (obli¬ czonego jako FeO), a zawartosc wa(pna co najmniej w ilosci, równej 0,07-krotaej ilos¬ ci tlenku zelaza, lecz nie wiekszej niz 1,25-krotnia ilosc zawartosci krzemionki, przy czym stosunek zawartosci w zuzlach krzemionki do zawartosci tlenku zelaza nie przekracza stosunku wapna do tlenku ze¬ laza wiecej niz o 0,22, a laczna ilosc wapna i krzemionki nie jest wieksza niz 0,9-krotma ilosc zawartosci tlenku zelaza. 5. Sposób wytapiania cynku w piecu szybo¬ wym z tlenków, zawierajacych cynk, ze stalym odprowadzaniem roztopionych zuzli, skladajacych sie przewaznie z tlenku ze¬ laza, wapnia i krzemionki oraz cynku, od¬ zyskanego z gazów piecowych, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w materialach wsadowych dobiera sie taki stosunek wza¬ jemny tlenku zelaza (obliczonego jako FeO), wapna i krzemionki, aby roztopione zuzle, tworzace slie podczas przetapiania materia¬ lów i wyplywajace z pieca, posiadaly sklad chemiczny, wedlug którego stosunki wago¬ we tlenku zelaza, wapna i krzemionki byly okreslone nastepujacymi szescioma nie¬ równosciami: CaO/FeO 0,07 (Si02 — CaO)/FeO < 0,22 Si02/FeO < 0,54 (CaO + Si02)/FeO < 0,90 CaO/Si02 < 1,25 Si02/FeO 0,18 6. Sposób wedlug zastrz. 5, zniamienny tym, ze zawartosc tlenku glinu w maiterialach wsa¬ dowych dobiera sie tak, aby zuzle zawie¬ raly tlenek glinu w ilosci do okolo 5Vo, lecz nie przekraczajacej 5°/o. 7. Sposób wedlug zastrz. 5, w zastosowaniu do materialów wsadowych o takim skla¬ dzie, ze tworzace sie zuzle zawieraja oko¬ lo 5 do 10% A1203, znamienny tym, ze sto¬ suje sie takie materialy wsadowe, aJby wa¬ gowe stosunki wzajemne tlenku zelaza, wapna i krzemiloniki w zuzlach byly ogra¬ niczone nastepujacymi nierównosciami: (Si02 — CaO)/FeO < 0,22 — 0,01 (X-5) i (Si02 + CaO)/FeO < 0,90 — 0,02 (X-5), gdzie X oznacza zawartosc procentowa w zuzlach tlenku glinu. — 78. 8. Sposób wedlug zastrz. 5, w zastopowaniu do materialów wsadowych o zawartosci 10—ló^/o tlenku glinu, znamienny tym, ze materialy wsadowe dobiera sie tak, alby stosunki wagowe tlenku zelaza wapna i krzemionki w zuzlach byiy ograniczone na¬ stepujacymi nierównosciami: (SiOa — CaO)/FeO < 0,17 (Si02 + GaO)/FeO < 0,80 i CaO/FeO 0,7 + 0,05 (Y-10), gdzie Y oznacza- zawartosc procentowa tlen¬ ku glinu w zuzlach. 9. Sposób wytapiania cynku w piecu szybo¬ wym z tlenków, zawierajacych cynk, z od¬ prowadzaniem roztopionych zuzli, sklada- jacych sie przewaznie z tlenku zelaza, wap¬ na i krzemionki oraz zawierajacych cynk, odzyskany z gazów piecowych, wedlug zastrz. 1, znamienny tyim, ze zawarte w materialach wsadowych skladniki tworzace o-6r 05 04 CqO Feo 03 02 F&.1. Ol / JT / / / / zuzle dobiera aie tak, aby wytworzone zu¬ zle wolne od zawartosci cynku posiadaly temperature topnienia, w granicach od 1200 do 1320°C, w których zawartosc tlen¬ ku zelaza (obliczonego jako FeO) wynosi 45—62%, wapna 10—16% i krzemionki 15—22%, przy czym roztopione zuzle zawie¬ raja 1—15% tlenku glinu, zaleznie od jego zawartosci w materialach wsadowych. 10. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze zawartosc tlenku glinu w materialach wsadowych dobiera sie tak, aby roztopione zuzle zawieraly 3—7°/o A1203, nie zawieraly cynku, a ich temperatura topnienia wyno¬ sila 1240—1280°C. The National Smelting Company Limited Zastepca: mgr inz. Adolf Towpik, rzecznik patentowy o o 0 5 04 CaO Feo 0 3 02 Ol / 1/1 y / Ol 02 0-3 04 O 5 0-6 SiQ2 ~— FeO Ol O-2 O 3 O-4 05 0 6 £iO£ FeO fo-i OS 0-4 C&O FeO 0-3I 02 Ii$J. Ol \ I I u Ol 0-2 O 3 04 OS 0-6 SiQ2 FeO Wzór jednoraz. CWD, zam. PL/Ke, Czest. zam. 463* 4.

2. 59. 100 egz. Al pism. ki.

3. PL