PL52310B1 - - Google Patents

Description

Sposób otrzymywania technicznego tlenku cynku Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia technicznego tlenku cynku na drodze redukcji zwiazków cynku, olowiu i kadmu zawartych w tlen¬ kowych rudach cynkowych i odpadach hutniczych o znacznej zawartosci cynku, w piecach obrotowych za pomoca reduktora weglowego stanowiacego opa¬ dajaca w dól paleniska pozostalosc otrzymana przy spalaniu wegla brunatnego w kotlach parowych (na przyklad o paleniskach pylowych) wyposazonych w zuzelniki wodne i nastepnego utleniania wy¬ tworzonych par metali.Dotychczas w procesie przewalowym otrzymy¬ wano techniczny tlenek cynku — stanowiacy mie¬ szanine zlozona przewaznie z tlenku cynku, tlenku olowiu, tlenku kadmu oraz innych zwiazków jak na przyklad: siarczku cynku wchodzacych w sklad rud cynkowych lub odpadów hutniczych powstalych przy produkcji cynku — w piecu obrotowym z rud cynkowych i odpadów hutniczych zawierajacych znaczne ilosci cynku przez redukcje za pomoca ko- ksiku stanowiacego najdrobniejsza frakcje ziarno¬ wa przy produkcji koksu kawalkowego. Stosowany dotychczas koksik charakteryzowal sie stosunkowo mala aktywnoscia redukcyjna (reaktywnoscia) w stosunku do zwiazków cynku zawartych w prze¬ rabianych materialach cynkonosnych. Koksik ten zawieral ponad 20»/» H20, okolo 20°/o popiolu i okolo 9»/t czesci lotnych a reszta stanowila wegiel pier¬ wiastkowy, przy czym frakcja ziarn powyzej 6 mm wynosila 30—60Vo. 10 15 25 Struktura jego byla malo porowata przez co ogra¬ niczona byla powierzchnia na której zachodzila re¬ akcja Boudouarda decydujaca o szybkosci redukcji przede wszystkim tlenkowych zwiazków cynku. Te¬ go rodzaju wlasciwosci fizyko-chemiczne koksiku powodowaly, ze proces otrzymywania technicznego tlenku cynku przez redukcje zwiazków cynku w pie¬ cach obrotowych przebiegal malo intensywnie i wy¬ magal stosowania koksiku w znacznym nadmiarze w stosunku do ilosci stechiometrycznie potrzebnych oraz dodatkowego opalania pieca obrotowego pylem weglowym. Odpady opuszczajace piece zawieraly znaczne ilosci koksiku niespalonego w strefie utle¬ niania pieca obrotowego, który po wyniesieniu na halde ulegal spalaniu. Równiez opalanie pieca py¬ lem weglowym powodowalo nie calkowite spalanie stosowanego w nadmiarze koksiku w strefie utle¬ niania pieca obrotowego, przy czym pyl weglowy czesciowo byl porywany z pieca obrotowego i za¬ nieczyszczal techniczny tlenek cynku.Celem wynalazku jest usuniecie niedogodnosci stosowanego sposobu otrzymywania technicznego tlenku cynku w piecach obrotowych, oraz stworze¬ nie warunków dla intensyfikacji wydajnosci pieców obrotowych a takze mozliwosc podniesienia odzysku cynku z materialów cynkonosnych przerabianych w procesie przewalowym.W sposobie wedlug wynalazku cynkowe rudy i od¬ pady hutnicze zawierajace w swym skladzie zwiaz¬ ki cynku, olowiu i kadmu miesza sie z reduktorem 5281052810 3 4 weglowym stanowiacym opadajaca w dól paleniska pozostalosc po spaleniu wegla brunatnego w ko¬ tlach parowych (na przyklad o paleniskach pylo¬ wych) wyposazonych w zuzelniki wodne i poddaje redukcji w procesie przewalowym. Reduktor we¬ glowy uzywany w sposobie wedlug wynalazku po¬ wstaje przez niecalkowite spalenie pod kotlami we¬ gla brunatnego, jednego z najmlodszych, w którym czesciowo zachowala sie jeszcze struktura drewna.Dzieki.temu uzyskany w takich warunkach wegiel posiada wysoka aktywnosc redukcyjna zblizona do aktywnosci wegla drzewnego. Wystepuje on w po¬ staci bardzo rozdrobnionej (prawie 85% ziarn wy¬ kazuje wielkosc w granicach ponizej 6 mm) co stwarza dobre warunki dla redukcji bezposredniej zwiazków cynku w procesie przewalowym otrzy¬ mywania technicznego tlenku cynku. Poza tym poszczególne ziarna tego wegla posiadaja strukture porowata przez co jego powierzchnia jest rozwinieta i stwarza warunki dla intensyfikacji redukcji zwiaz¬ ków cynku oraz pozwala na zwiekszenie odzysku cynku z przerabianych materialów cynkpnosnych.Nie bez znaczenia jest fakt, ze dzieki wysokiej re¬ aktywnosci wegiel ten spala sie w strefie utlenia¬ nia w piecu obrotowym przez co zmniejsza sie zu¬ zycie pylu weglowego stosowanego do opalania pie¬ ców obrotowych.W sposobie wedlug wynalazku rudy cynkowei od¬ pady hutnicze zawierajace zwiazki cynku, olowiu i kadmu miesza sie z weglem stanowiacym opada¬ jaca w dól paleniska pozostalosc po spalaniu wegla brunatnego w ilosci od 15—40% w stosunku do ma¬ terialów cynkonosnych (rudy i odpadów hutni¬ czych), uzytym ewentualnie w mieszaninie ze zna¬ nym reduktorem weglowym, na przyklad koksi- kiem.Korzystnie jest takze stosowac w sposobie wedlug wynalazku uszlachetniony reduktor weglowy sta¬ nowiacy opadajaca w dól paleniska pozostalosc po spateniu wegla brunatnego w kotlach parowych wy¬ posazonych w wodne zuzelniki, wzbogacony w we¬ giel pierwiastkowy na drodze oddzielenia popiolu znanymi metodami. Wskutek obracania sie i nachy¬ lenia pieca materialy wsadowe stale przesypuja sie i przesuwaja w przeciwpradzie do gazów powstaja¬ cych ze spalania paliwa (najczesciej pylu weglowe¬ go) w drugi, nizej polozony koniec pieca. Stale prze¬ sypywanie sie sypkiego wsadu ulatwia dokladne zetkniecie sie jego skladników z weglem — reduk¬ torem. Wsad ogrzewajac sie cieplem goracych ga¬ zów traci najpierw wilgoc i dwutlenek wegla, a gdy dochodzi do przedniej nizej polozonej strefy pieca gdzie temperatura wynosi 950—1350°, zawarte we wsadzie tlenki cynku, kadmu i olowiu redukuja sie do Zn, Cd i Pb za pomoca wegla reduktora oraz tlenku wegla, przy czym cynk, kadm w drugiej czesci równiez olów ulegaja destylacji. Pary tych metali uchodza z warstwy materialów stalych, mie¬ szaja sie z gazami piecowymi zawierajacymi wolny tlen i dwutlenek wegla i pod ich wplywem utlenia¬ ja sie ponownie do ZnO, CdO, PbO.Gazy piecowe zawierajace tlenki cynku, kadmu i olowiu odprowadzane sa na zewnatrz pieca i wy¬ chwytywane w urzadzeniach odpylajacych. W pro¬ cesie tym istnieje równiez mozliwosc odzyskiwania cynku znajdujacego sie w materialach odpadowych w postaci siarczku cynku. Przez ewentualne doda¬ nie do wsadu pieca obrotowego wapna palonego CaO, które moze byc takze zawarte w skale plon¬ nej rud cynkowych lub w popiele wegla — oraz dzieki obecnosci zelaza zredukowanego z jego zwiaz¬ ków znajdujacych sie we wsadzie, uzyskuje sie z siarczku cynkowego tlenek cynku lub metaliczny cynk w postaci par.Wyzszosc sposobu wedlug wynalazku nad znanymi sposobami jest jednoznacznie wykazana w ponizej zamieszczonej tabeli: Nazwa skladnika Przyklad I Galman (ruda cynku) Koksik Odpady (zuzel) Przyklad II Galman Koksik Reduktor weglowy wedlug wynalazku Odpady Przyklad III Galman Koksik | Reduktor weglowy (uszla¬ chetniony) wedlug wyna¬ lazku Odpady Waga wilgotnego skladnika w kg 1000 200 1000 50 220 1000 30 175 Waga suchego skladnika w kg 850 177 600 850 40 132 586 850 24 140 578 Procentowa zawartosc w suchych skladnikach 6,5 1,8 6,5 1,5 6.5 M PU 1,0 0,1 1,0 0,1 1,0 0,1 ° 80,0 12,5 80,0 60,0 8,0 80,0 68,01 6,5 45 Wyzsza aktywnosc redukcyjna udowodniona jest zmniejszajaca sie zawartoscia cynku w odpadach (zuzlu) z 1,81% wagowych przy koksiku do 1,5 i 1,4% wagowych przy dodatku do namiaru reduktora we¬ glowego stanowiacego opadajaca w dól paleniska 50 pozostalosc po spaleniu wegla brunatnego w kotlach parowych wyposazonych w wodne zuzelniki. Na uwage zasluguje równiez fakt, ze lepsze wydajnosci cynku uzyskuje sie przy mniejszej zawartosci wegla pierwiastkowego we wsadzie przy zastosowaniu te- 55 go reduktora weglowego. Dowodzi to takze niezbi¬ cie, ze wegiel pierwiastkowy zawarty w tym reduk¬ torze weglowym odznacza sie wieksza aktywnoscia redukcyjna niz na przyklad koksik. Poza tym o wy¬ sokiej reaktywnosci tego reduktora weglowego 6o swiadczy spadek zawartosci wegla pierwiastkowego w odpadach z 12,5% wagowych przy stosowaniu koksiku do 8,0 i 6,5% wagowych, przy stosowaniu reduktora weglowego wedlug wynalazku.Nalezy zaznaczyc, ze zastosowanie w procesie 65 przewalowym uszlachetnionego reduktora weglowe- 10 15 20 25 30 •5 40 45 50 55 6052310 5 6 go stanowiacego opadajaca w dól paleniska pozo¬ stalosc po spaleniu wegla brunatnego w kotlach parowych wyposazonych w wodne zuzelniki, w któ¬ rym znacznie zmniejszono zawartosc popiolu daje nawet w mieszaninie z koksikiem najkorzystniejszy efekt techniczny. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania technicznego tlenku cynku na drodze redukcji weglem materialów cynkono- snych w piecu obrotowym i nastepnego utleniania par metali, znamieny tym, ze redukcje przeprowadza sie za pomoca wegla stanowiacego opadajaca w dól paleniska pozostalosc po spalaniu wegla brunatnego 5 w kotlach parowych wyposazonych w wodne zuzel¬ niki, uzytego w ilosci 15—40°/o w stosunku do mate¬ rialów cynkonosnych, ewentualnie w mieszaninie ze znanymi reduktorami weglowymi, w temperatu¬ rze 950—1350°C a wytworzone pary metalu utlenia sie w atmosferze gazów przeplywajacych przez piec obrotowy zawierajacych tlen i dwutlenek wegla. 10 PL