PL66972B3 - - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wzbogacenia rud i odpadów cynkowo-olowiowych na drodze przeróbki hutniczej w procesie przewia¬ lowym w którym redukcje tlenkowych zwiazków cynku, olowiu i kadmu prowadzi sie za pomoca re¬ duktora weglowego zawierajacego w swoim skla¬ dzie material weglopoichodny powstajacy z mie¬ szanki mialu koksowego (koksiku), rzecznego pia¬ sku i drzewnych trocin, uzywanej jako zasypki w czasie wypalania i grafityzacji zwlaszcza wyro¬ bów weglowych, przy czym do zawracanej po¬ nownie do wykorzystania zasypki dodaje sie glów¬ nie materialy weglowe.Sposób otrzymywania technicznego tlenku cynku 25 wedlug patentu glównego 5,2310 polega na tym, ze cynkowe rudy i odpady hutnicze zawierajace w swym skladzie zwiazki cynku, olowiu i kadmu miesza sie z redutkoirem weglowym stanowiacym opadajaca w dól paleniska pozostalosc po spaleniu 30 10 15 20 wegla brunatnego w kotlach parowych (na przy¬ klad o paleniskach pylowych) wyposazonych w zu¬ zelniki wodne i poddaje redukcji w procesie prze- walowym.Reduktor weglowy uzywany w sposobie wedkig wynalazku powstaje przez niecalkowite spalenie pod kotlami wegla brunatnego, jednego z najmlod¬ szych, w którym czesciowo zachowala sie jeszcze struktura drewna. Dzieki temu uzyskany w takich warunkach wegiel posiada aktywnosc redukcyjna zblizona do aktywnosci wegla drzewnego. Wyste¬ puje on w postaci bardzo rozdrobnionej (prawie 85.°/o zlarn, wykazuje wielkosc w granicach ponizej 6 mm) co stwarza dobre warunki dla redukcji bez¬ posredniej zwiazków cynku w procesie przewalo- wym otrzymywania technicznego tlenku cynku.Poza tym poszczególne ziarna tego wegla posiadaja strukture porowata przez co jego powierzchnia jest rozwinieta i stwarza warunki dla intensyfikacji redukcji zwiazków cynku oraz pozwala na zwiek¬ szenie odzysku cynku z przerbaianych materialów cynkonosnych. Nie bez znaczenia jest fakt, ze dzieki wysokiej reaktywnosci wegiel ten spala sie w stre¬ fie utleniania w piecu obrotowym przez co zmniej¬ sza sie zuzycie pylu weglowego stosowanego do opalania pieców obrotowych.W sposobie wedlug wynalazku bedacym przed¬ miotem patentu glównego rudy cynkowe i odpady hutnicze zawierajace zwiazki cynku, olowiu i ka¬ dmu miesza sie z weglem stanowiacym opadajaca 369723 w dól paleniska pozostalosc po spalaniu wegla brunatnego w ilosci od 15—40°/o w stosunku do materialów cynkonosnych (rudy i odpadów hutni¬ czych), uzytym ewentualnie w imLeszainiiniie ize zna¬ nym reduktorem weglowym, na przyklad koksi- kiem.Korzystnie jest takze stosowac w sposobie we¬ dlug wynalazku patentu glównego uszlachetniony reduktor weglowy stanowiacy opadajaca w dól pa¬ leniska pozostalosc po spaleniu wegla brunatnego w kotlach parowych wyposazanych w wodne zu¬ zelniki, wzbogacony w wegiel pierwiastkowy na drodze oddzielenia popiolu znanymi metodami.Wskutek obracania sie i nachylenia pieca materialy wsadowe stale przesypuja sie i przesuwaja w prze- ciwpradzie do gazów powstajacych ze spalania pa¬ liwa '(najczesciej pylu weglowego) w drugi, nizej polozony koniec pieca. Stale przesypywanie sie sypkiego wsadu ulatwia dokladne zetkniecie sie jego skladników z weglem — reduktorem.Wsad ogrzewajac sje cieplem goracych gazów traci najpierw wilgoc i dwutlenek wegla, a gdy dochodzi do przedniej nizej polozonej istrefy 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 utle¬ niaja 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 icynku. Przez ewentualne doda¬ nie do wsadu pieca obrotowego wapna palonego CaO, które moze byc takze zawarte w skale plon¬ nej rud cynkowycih lub w popiele wegla — oraz dzieki obecnosci zelaza zredukowanego z jego zwia- ków znajdujacych sie we wsadzie, uzyskuje sie z siarczku cynkowego tlenek cynku lub metaliczny cynk w postaci par.Niedogodnoscia sposobu otrzymywania tlenku cynku wedlug patentu glównego jest zwlaszcza fakt, ze reduktor weglowy stanowiacy opadajaca w dól paleniska pozostalosc przy spalaniu wegla brunatnego w kotlach parowych (na przyklad o pa¬ leniskach pylowych) wyposazonych w zuzelniki wodne pomimo znacznej aktywnosci reakcyjnej i korzystnych wlasnosci popiolu tego reduktora po¬ siada zawartosc wilgoci od 25 do 45Vo wagowych H^O oraz popiolu od 25 do 40°/o wagowych.Tak znaczna zawartosc wilgoci powoduje wydlu¬ zenie w piecu obrotowym strefy odpedzenia wil¬ goci i rozkladu weglanów -oraz tym samym w efek¬ cie tego konieczne jest znaczne podwyzszenie zu¬ zycia ciepla potrzebnego do utrzymania tempera¬ tury w procesie przewalowym. Poza tym przez wydluzenie strefy odpedzenia wilgoci i rozkladu weglanów zmniejsza sie przepustowosc produkcyj¬ na pieca przewalowego a przede wszystkim zmniej- 4 sza sie strefa wlasciwej reakcji redukcji zwiazków cynku w warstwie wsadu.Celem wynalazku jest usuniecie lub co. najmniej zmniejszenie niedogodnosci sposobu wzbogacenia 5 rud cynkowo-olowiowych i utlenionych odpadów cynkowo-olowiowych oraz takze przygotowanie wsadu do pieca przewalowego, aby powstala moz¬ liwosc wydluzenia strefy redukcji zwiazków cynku w warstwie wsadu. 10 Zadanie wytyczone w celu zmniejszenia poda¬ nych niedogodnosci zostalo rozwiazane zgodnie z wynalazkiem w ten sposób, ze wzbogacenie rud i odpadów cynkowo-olowiowych w procesie prze¬ walowym prowadzi sie przez redukcje najkorzyst- 15 niej za pomoca mieszaniny reduktorów weglowych zawierajacych w swoim skladzie do 50% wagowych materialu weglopoichodnego, powstajacego z mie¬ szanki mialu koksowego (ikoksiku), rzecznego pia¬ sku i drzewnych trocin, uzywanej jako zasypki 20 w czasie wypalania i grafityzacji zwlaszcza wyro¬ bów weglowych przy czym do zawracanej ponow¬ nie do wykorzystania zasypki dodaje sie glównie materialy weglowe.W sklad mieszaniny reduktorów wchodza znane 23 reduktory weglowe jak na przyklad koksik stano¬ wiacy najdrobniejsze frakcje ziarnowe przy pro¬ dukcji koksu kawalkowego lub reduktor weglowy stanowiacy opadajaca w dól paleniska pozostalosc otrzymana przy spalaniu wegla brunatnego w ko- 30 tlach parowych (na przyklad o paleniskach * pylo¬ wych) wyposazonych w zuzelniki wodne najko¬ rzystniej wzbogacona w wegiel pierwiastkowy.Zastosowanie sposobu wzbogacania rud i odpa¬ dów cynkowo-olowiowycih na dradze przeróbki hut- 35 niczej wedlug wynalazku nieoczekiwanie powoduje zwiekszenie strefy redukcji w rurowym piecu obro¬ towym, pomimo tego, ze aktywnosc redukcyjna w nizszych temperaturach materialu weglopochod- nego zastosowanego w sposobie wedlug wynalazku 60 jest nizsza w porównaniu z innymi znanymi reduk¬ torami weglowymi. Taki efekt osiaga sie nie tylko dzieki temu, ze material weglopochodny powsta¬ jacy z .mieszanki mialu koksowego (koksiku), rzecz¬ nego piasku i drzewnych trocin uzywanej jako za- 45 sypki w czasie wypalania i grafityzacji zwlaszcza wyrobów weglowych posiada miska zawartosc wil¬ goci ale przede wszystkim dzieki lepszemu prze¬ wodnictwu cieplnemu wsadu, który zawiera znacz¬ ne ilosci krzemku wegla (karboirundu) i wegiel 50 w postaci zgrafityzowanej oraz wysokiej porowa¬ tosci wsadu nawet w temperaturach powyzej 1300°C. Poza tym oisiaga sie mniejsze zuzycie pa¬ liwa do opalania pieca obrotowego oraz poprawe odzysku metali w procesie przewalowym, przy 55 jednoczesnym zmniejszeniu ich zawartosci w zuzlu.Sposób wzbogacenia rud i odpadów cynkowo- -olowiowych na drodze przeróbki hutniczej we¬ dlug wynalazku polega na tym, ze wsad cynko- nosny zlozony z rozdrobnionej rudy galmanowej 60 i odpadów hutniczych zawierajacych zwiazki cyn¬ ku, olowiu i kadmu miesza sie z weglem — reduk¬ torem w ilosci od 15 do 40% wagowych w sto¬ sunku dio materialów cynkonosnych.Wegiel reduktor sklada sie w ilosci 30°/o wago- 65 wych z koksika stanowiacego najdrobniejsza frak-5 66972 ^ 6 oje ziarnowa przy produkcji koksu kawalkowego, 30°/o wagowych z reduktora weglowego stanowia¬ cego opadajaca w dól paleniska pozostalosc otrzy¬ mana przy spalaniu wegla brunatnego w kotlach parowych (na przyklad o paleniskach pylowych) wyposazanych w zuzelniki wodne najkorzystniej wzbogacona w wegiel pierwiastkowy a reszte sta¬ nowi material weglopochodny, powstajacy z mie¬ szanki mialu koksowego (koksiku), rzecznego pia¬ sku, drzewnych trocin uzywanej jako zasypki w cza¬ sie wypalania i grafityzacji wyrobów weglowych, przy czym do zawracanej ponownie do wykorzy¬ stania zasypki dodaje sie glównie materialy we¬ glowe.Material weglopochodny uzywany jako skladnik wegla — reduktora w sposobie wedlug wynalazku posiada w postaci suchej okolo 40°/o wagowych C, okolo 54°/o wagowych SiC + C w postaci grafitu, okolo 3l()/o wagowych Si02, okolo 2°/o wagowych A1203 + Ti02 i okolo l°/o wagowy CaO. Ten ma¬ terial weglopochodny zawiera nawet po skladowa¬ niu na wolnej przestrzeni do l°/o wagowych wil¬ goci. Sklad ziarnowy natomiast przedstawia sie: frakcja powyzej 8 mm — 16% wagowych, frakcja od 8 do 1 mm — 70% wagowych i frakcje poni¬ zej 1 mm — 14% wagowych.Mieszanke wsadowa z ewentualnym dodatkiem wapna z mieszalnika kieruje sie do rurowego pieca obrotowego w wyzszym jego koncu. Wskutek obra¬ cania sie i nachylenia pieca materialy wsadowe stale przesypuja sie i w przeciwpradzie do gazów powstajacych ze spalania paliwa (najczesciej pylu weglowego) w drugi, nizej polozony koniec pieca.Stale przesypywanie sie mialkiego wsadu ulatwia dokladne zetkniecie sie jego skladników cynkono¬ snych z weglem — reduktorem.- Wsad ogrzewajac sie cieplem goracych gazóiw traci najpierw wilgoc i dwutlenek wegla przez roz¬ klad weglanów cynku i wapnia. Juz w tej strefie nastepuje szybsze nagrzewanie wsadu z uwagi na wyzsze przewodnictwo SiC i grafitu, zawartych w materiale weglopochodnym, powstajacym z mie¬ szanki mialu koksowego (koksiku), rzecznego pia¬ sku i drzewnych trocin, uzywanej jako zasypki w czasie wypalania i grafityzacji wyrobów weglo¬ wych. Gdy wsad dojdzie do nizej polozonej strefy pieca obrotowego jego temperatura podnosi sie srednio od 950 — do 1200°Ci zawarte we wsadzie tlenki cynku, kadmu i olowiu redukuja sie do Zn, Cd i Pb za posrednictwem wegla zawartego w we¬ glu — reduktora i tlenku wegla, po czym cynk, kadm a w duzej czesdi równiez olów ulegaja desty¬ lacji. Redukcja dokonuje sie wedlug ogólnych reakcji: MeO + C = Me + CO MeO + CO = Me + 002 Przebieg reakcji redukcji jest intensywny, ponie¬ waz wsad cynkonosny jest porowaty nawet przy mniejszych zawartosciach wegla — reduktora z uwagi na to, ze material weglopochodny zawiera weglik krzemu ii grafit. Te dwa skladniki wegla — reduktora pomimo stosunkowo malej aktywnosci redukcyjnej przyczyniaja sile do lepszego przewod¬ nictwa cieplnego wsadu i wchodza w proces re¬ dukcji cynku, olowiu i kadmu pod koniec strefy redukcji w temperaturze 1300°C.Przebieg redukcji za pomoca weglika krzemu do¬ konuje sie wedlug reakcji ogólnej: 5'MeO + SiC = 5Me + Si02 + CO + C02 Wynika z powyzszej reakcji, ze w ostatniej fazie 5 redukcji w procesie przewalowym intensywnosc redukcji tlenków cynku, olowiu i kadmu nie po¬ winna malec pomimo zmniejszenia sie tych zwiaz¬ ków we wsadzie i wystepowania w postaci zelazia- nów, krzemianów lub innych zwiazków komplek- io sowyeh.Pary cynku, kadmu i olowiu po opuszczeniu warstwy materialów stalych mieszaja sie z ga¬ zami piecowymi zawierajacymi wolny tlen i dwutle¬ nek wegla i pod ich wplywem utleniaja sie pomów¬ ia mie na Z;nO, CdO, PbO, po czym unoszone sa mecha¬ nicznie z pieca przez gazy spalinowe. Pyly z ga¬ zów spalinowych odzyskuje sie w odpylniku komo¬ rowym a nastepnie po uprzednim ochlodzeniu spa¬ lin w filtrach elektrycznych lub workowych. Pyl 20 gruby wybierany z koimory odpylajacej kierowany jest ponownie do procesu przewalowego a pyl osa¬ dzony w filtrach tak zwany surowy tlenek cynku jest bogatym koncentratem cynkowo-olowiowym, który przewaznie poddaje sie dalszej przeróbce 25 hutniczej w celu oddzielenia od niego tlenków olo¬ wiu i kadmu. Proces ten dokonuje sie w rurowym piecu obrotowym i otrzymuje sie spiekany tlenek cynku.W ramach wynalazku przewiduje sie dalsze od- 30 miany, ulepszenia i uzupelnienia. Przykladowo mozna stosowac nizsze lub wyzsze temperatury redukcji lub tylko jako wegiel — [reduktor ma¬ terial weglopochodny, powstajacy z mieszanki mia¬ lu koksowego (koksiku) rzecznego piasku i drzew- ?5 nych trocin, uzywanej jako zasypki w czasie wy¬ palania i grafityzacji, zwlaszcza wyrobów weglo¬ wych, przy czym do zawracanej ponownie do wy¬ korzystania zasypki dodaje sie glównie materialy weglowe. 40 PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wzbogacenia rud i odpadów cynkowo-olo- wiowych na drodze przeróbki hutniczej przez re- 45 dukcje za pomoca wegla stanowiacego opadajaca w dól paleniska pozostalosc po spaleniu wegla bru¬ natnego w kotlach parowych wyposazonych w wo¬ dne zuzelniki uzytego w ilosci od 15 do 40% wa¬ gowych w stosunku do materialów cynkonosnych, 50 ewentualnie w mieszaninie ze znanymi redukto¬ rami weglowymi w temperaturze od 950 do 1350° a wytworzone pary metalu utlenia sie w atmosfe¬ rze gazów przeplywajacych przez piec obrotowy za¬ wierajacych tlen i dwutlenek wegla, znamienny 55 tym, ze redukcje materialów cynkonosnych w pro¬ cesie przewaloiwyim prowadzi sie najkorzystniej za pomoca mieszaniny reduktorów weglowych zawie¬ rajacych w swoim skladzie do 50% wagowych ma¬ terialu weglopochodnego, powstajacego z mieszanki 60 mialu koksowego (koksiku), piasku rzecznego i drzewinyeh trocin, uzywanej jako zasypki w cza¬ sie wypalania i grafityzacji zwlaszcza wyrobów weglowych, przy czym do zawracanej ponownie do wykorzystania zasypki dodaje sie glównie materialy 65 weglowe. PL PL