PL66998B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 18.XI.1968 (P 130 105) 28.11.1973 KI. 40b,13/00 MKP C22c 13/00 /^ UKD :' .L/t»< V^- ^^ Wspóltwórcy wynalazku: Zbigniew Smieszek, Karol Rzyman, Jerzy Przenioslo, Wilibald Pajak, Eryk Kubina, Jan Cebula, Stanislaw So- bierajski, Jan Smykal Wlasciciel patentu: Instytut Metali Niezelaznych, Gliwice (Polska) Sposób przygotowania tlenkowych koncentratów cynku i olowiu do przerobu w piecu szybowym do produkcji cynku i olowiu Przedmiotem wynalazku jest sposób przygotowania tlenkowych koncentratów cynku i olowiu do przerobu w piecu szybowym do produkcji cynku i olowiu.Do koncentratów tych naleza glównie tzw. surowy tlenek cynku i tzw. tlenek olowiu. Surowy tlenek cynku jest produktem procesu przewalowego, w którym w pie¬ cach obrotowych przerabia sie, przy dodatku koksiku ja¬ ko reduktora, ubogie tlenkowe rudy cynku i olowiu zwane galimanami oraz rózne zuzle i odpady z biezacej produkcji hutnictwa cynku i olowiu oraz z hald takie jak np. rajmówki, szlamy poelektrolityczne i inne. Tle¬ nek cynku surowy zawiera powyzej 45% cynku i 7% olowiu.Tlenek olowiu zawierajacy srednioi 15—20% cynku i 35—45% olowiu jest produktem procesu odpedzania olowiu w piecach obrotowych, w których jednoczesnie produkuje sie tlenek cynku spiekany przeznaczony do produkcji cynku na drodze elektrolizy lub w piecach destylacyjnych muflowych. W toku procesu nastepuje odpedzenie latwopalnych zwiazków olowiu tj. siarczku i tlenku olowiu oraz latwolotnego metalicznego kadmu z jego zwiazkami. Przy tym nastepuje jednak równo¬ czesne po:rywanie pewnej czesci pylistego surowego tlen¬ ku cynku, w zwiazku z czym denek olowiu zawiera pewna ilosc zwiazków cynku.Tlenkowe koncentraty cynku i olowiu takie jak suro¬ wy tlenek cynku, tlenek olowiu i podobne surowce sta¬ nowia jeden typ surowców przeznaczonych do przerobu w piecu szybowym do produkcji cynku i olowiu. Drugi typ surowców przeznaczonych do przerobu w piecu 10 15 20 25 30 szybowym cynku i olowiu stanowia surowce siarczkowe takie jak blendy, bedace flotacyjnymi koncentratami cynku oraz galeny, bedace flotacyjnymi koncentratami olowiu.Sposób przygotowania obu tych typów surowców tj. surowców tlenkowych i surowców siarczkowych do prze¬ robu w piecu szybowym cynku i olowiu jest zblizony.Mianowicie dla obu typów surowców stosuje sie tech¬ nologie prazenia spiekajacego na tasmie spiekalnej typu Dwight-Lloyda. Odmienna, dla obu typów surowców, jest jedynie technologia produkcji spieku na tasmie Dwight-Ooyda. Przy surowcach siarczkowych paliwem dla wsadu jest sama siarka a mieszanke wsadowa na tasmie D.L. namiaruje sie z takim wyliczeniem aby za¬ wartosc siarki w mieszance wynosila scisle 6,0—6,5% S.Z uwagi na wysoka zawartosc siarki w blendach (rze¬ du 30%) i galenach (rzedu 18%) konieczny jest zawrót spieku, normalnie w ilosci rzedu do 75%. W wyniku uzyskuje sie spiek o granulacji rzedu 20—100 mm, o odpowiedniej wytrzymalosci mechanicznej na scieranie i zrzut, zawierajacy nieznaczna ilosc siarki rzedu 0,3 — 1,4%. Taki spiek w pelni odpowiada warunkom przero¬ bu w piecu szybowym cynku i olowiu.Róznica w technologii przygotowania spieku na tasmie D. L. z surowców tlenkowych w stosunku do surowców siarczkowych polega na tym, ze spiekanie surowców tlenkowych nastepuje dzieki dodatkowi koksiku w ilo¬ sci ok. 4 % w stosunku do wsadu calkowitego i 11 % w stosunku do wsadu surowego. Koksik spelnia przy tym role paliwa. Okazuje sie, ze dla uzyskania normalnej 6699866998 pracy tasmy i odpowiedniego jakosciowo spieku ko¬ nieczne jest stosowanie zawrotu spieku w ilosci do 70% w stosunku do wsadu calkowitego. Wiaze sie to z pyii- stym charakterem surowców tlenkowych, co silnie wplywa na mniejsza przewiewnosc warstwy wsadu i pro¬ wadzi do obnizenia wydajnosci tasmy.W wyniku procesu spiekania surowców tlenkowych na tasmie DL uzyskuje sie spiek odpowiedni jakoscio¬ wo do przerobu w piecu szybowym, a wiec o odpo¬ wiedniej wytrzymalosci mechanicznej, o granulacji po¬ wyzej 20 mm i o niskiej zawartosci siarki. Jednoczesnie w procesie spiekania nastepuje czesciowe odpedzenie ze wsadu olowiu i kadmu z gazami, przy czym stopien od¬ pedzenia olowiu waha sie w granicach 10—20%, a kad¬ mu w granicach 55—65 %.Ptizygotowanie spieku z surowców tlenkowych na tasmie DL posiada szereg slabych stron. Do nich nale¬ zy zaliczyc, stosunkowo niska wydajnosc tasmy przy stosowaniu zawrotu spieku w ilosci do 70%. Budowa spiekami DL wymaga wysokich nakladów inwestycyj¬ nych. Technologia spiekania wymaga dodatku drogiego koksiku a w zwiazku z koniecznoscia stosowania duze¬ go zawrotu, czesc gotowego juz spieku musi zostac po¬ nownie rozkruszona i zawrócona do wsadu spiekalni.Urzadzenia spiekalni DL cechuja sie duza mechaniczna zlozonoscia, co odbija sie niekorzystnie na kosztach ich remontów i konserwacji, prowadzi do ich awaryjnosci a w konsekwencji odbija sie niekorzystnie na kosztach produkcji spieku.Powyzsze slabe strony dotychczasowego sposobu przy¬ gotowania wsadu tlenkowego do przerobu w piecu szy¬ bowym do produkcji cynku i olowiu usuwa sposób we¬ dlug wynalazku polegajacy na przygotowaniu wsadu tlenkowego w drodze nowej technologii pozwalajacej na produkowanie zgrudkowanego spieku o wlasnosciach mechanicznych i metalurgicznych, odpowiednich dla je¬ go przerobu w piecu szybowym cynku i olowiu. Surow¬ ce tlenkowe, a mianowicie surowy tlenek cynku i tle¬ nek olowiu grudkuje sie na znanych grudkownikach ta¬ lerzowych lub bebnowych dla uzyskania grudek o wiel¬ kosci rzedu 8—30 mm, a lepiej 10—20 mm.Proces grudkowania prowadzi sie przy dodatku wody podgrzanej do temperatury 40—90°C. Woda podgrzana posiadajac mniejsze napiecie powierzchniowe szybciej wnika do por surowców tlenkowych, cechujacych sie silnie rozwinieta powierzchnia ziarna, ulatwiajac two¬ rzenie sie zarodków grudkowania a w nastepstwie gru¬ dek o zadanych, wiekszych od 8 mm, srednicach, przy zachowaniu niezmienionych inych parametrów grudko¬ wania takich jak kat nachylenia gnidkownika, szybkosc obrotów gnidkownika, ilosc dodawanej wody.W procesie grudkowania, w razie potrzeby, stosuje sie dodatek srodków wiazacych takich jak lug posulfitowy, mleko wapienne i inne dla poprawienia trwalosci suro¬ wych grudek. Grudki transportowane sa do pieców obrotowych, dla przeprowadzenia procesu spiekania ce¬ lem nadania grudkom odpowiedniej wytrzymalosci me¬ chanicznej i odpowiednich wlasnosci metalairgiczno^che- micznych.Szczególnie chodzi o usuniecie z grudek siarki do za¬ wartosci wymaganej dla dalszego przerobu grudkowa¬ nego spieku w piecu szybowym cynku i olowiu bez jednoczesnego usuniecia olowiu, którego zawartosc w grudkowanym spieku cynku i olowiu powina byc mozli¬ wie jak najwyzsza ze wzgledu na produkowanie olowiu w piecu szybowym bez dodatkowych kosztów. W tym celu w toku grudkowania stosuje sie zabieg technolo¬ giczny nazwany pudrowaniem, polegajacy na pokryciu zewnetrznej powierzchni grudek cienka warstewka krze¬ mionki (piasklu) lub surowego tlenku cynku wymiesza¬ nego z piaskiem w takiej ilosci aby laczna zawartosc skladników zuzlotwórczych w grudkach odpowiadala sto¬ sunkowi: CaO + MgO 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Si02 1,4 - 1,6.Dzieki pokryciu zewnetrznej powierzchni grudek cien¬ ka warstewka materialu wzbogaconego w krzemionke* w piecu obrotowym juz we wczesnych fazach procesu nastepuje utworzenie sie latwotopliwych krzemianów olowiu, które w powaznym stopniu zmniejszaja ulatnia¬ nie sie lotnych zwiazków olowiu takich jak PbO i PbS.Powstale krzemiany olowiu tworzac na powierzchni grudek spieczona warstwe nadaja poza tym grudkom odpowiednia wytrzymalosc mechaniczna na scieranie i zrzut. W piecu obrotowym grudki ulegaja takze innym procesom metalurgicznym w porównaniu do spiekania na tasmie spiekallneij typu D.L. Jednym z nich jest re¬ dukcja, latworedukcyjnych juz w nizszych temperaturach zwiazków olowiu i kadmu do olowiu i kadimu metalicz¬ nego, dzieki zwykle wystepujacej w tlenku cynku suro¬ wym pewnej zawartosci wegla w granicach 1—4%, w wyniku mechanicznego unosu pylu weglowego z gaza¬ mi z pieców przewalowyoh. Zjawisko to jest korzystne gdyz metaliczny olów posiada bardzo niska preznosc par w przeciwienstwie do metalicznego kadmu. Dzieki temu kadm w przewazajacej czesci odpedzany zostanie w piecu obrotowym do pylów, wychwytywanych w urzadzeniach odpylajacych, natomiast olów pozostanie w grudkowanym spieku i przekazany zostanie z nim do pieca szybowego cynku i olowiu.Metoda spiekania tlenkowych koncentratów cynku i olowiu w piecu obrotowym ma ta zalete, ze olów w spieku czesciowo jest zredukowany do metalu przez co w piecu szybowym zmniejszy sie zapotrzebowanie cie¬ pla na redukcje zwiazków olowiu. Obecnosc olowiu w grudkowanym spieku w formie metalicznej jest korzyst¬ na przy przerobie grudkowanego spieku w piecu szybo¬ wym z uwagi na nizsza preznosc par metalicznego olo¬ wiu w stosunku do preznosci par zwiazków olowiu ta¬ kich jak tlenek i siarczek olowiu. W efekcie uzyskuje sie podwyzszenie uzysku olowiu w piecu szybowym i zmniejszenie sie ilosci pylów w ukladzie kondensacji i odpylania gazów z pieca szybowego.Proces spiekania grudek w piecu obrotowym prowa¬ dzi sie w warunkach kontrolowanych tj. przy odpowied¬ niej temperaturze i odpowiednim czasie procesu oraz przy kontrolowanej atmosferze pieca. Temperatura pro¬ cesu waha sie w granicach 800W200°C, przy czym wy¬ sokosc temperatury w poszczególnych strefach pieca re¬ guluje sie. Podobnie reguluje sie atmosfere pieca zmniej¬ szajac stosunek ilosci powietrza do ilosci pylu weglo¬ wego lulb innego paliwa (np. gazu koksowego lub oleju).Z uwagi na brak potrzeby odpedzenia olowiu wymaga¬ ny czas przebywania grudek w piecu obrotowym jest krótki ok. 0,5—1,5 h. W zwiazku z tym silnie wzrosnie wydajnosc pieców obrotowych do produkcji grudkowa¬ nego spieku cynkowo-olowiowego, co wplynie na obni¬ zenie kosztów produkcji, stosunku do produkcji spieka¬ nego tlenku cynku.66998 Otrzymamy w piecu obrotowym grudkowany spiek cynkowonolowiowy przekazuje sie do przerobu w piecu szybowym cynku i olowiu, pizy czym uprzednio pod¬ daje sie go przesiewaniu a podziarno ponizej 8 mm, kieruje sie na spiekalnic D.L., jako material zwrotny do produkcji spieku na tasmie D.L. z surowców siarcz¬ kowych. Dzieki temu uzyska sie zwiekszenie produkcji spieku z tasmy D.L., gdyz proces spiekania na tasmie D.L. dla prawidlowego przebiegu wymaga stosowania zawrotu juz raz spiekanego materialu w ilosci do 70% w stosunku do wsadu calkowitego. W zwiazku z czym czesc gotowego juz spieku w ilosci 10—20% musi zo¬ stac ponownie rozkruszona i zawrócona do wsadu spie¬ kami D.L. Wprowadzenie drobnego spieku z zewnatrz, a mianowicie spieku z pieca obrotowego pozwoli na unikniecie kruszenia gotowego spieku, zwiekszy wydaj¬ nosc tasmy D.L. i obnizy koszty przerobu. Dzieki zwiekszeniu wydajnosci tasmy D.L. uzyska sie mozliwosc produkowania wiekszych ilosci spieku.Przerób grudkowanego spieku cynkowo-olowiowego w piecu szybowym oddzielnie lub lacznie ze spiekiem z tasmy D.L. pozwoli ze wzgledu na wielkosc i ksztalt grudek na uzyskanie lepszej wymiany ciepla z gazami i w zwiazku z tym stwarza warunki do dalszej intensy¬ fikacji procesu szybowego. Grudkowany spiek cynko- wo-olowiowy posiada wytrzymalosc na scieranie i zrzut odpowiednia dla warunków transportu, zaladunku i przerobu grudek w piecu szybowym. Równiez fizyko¬ chemiczne wlasnosci grudkowanego spieku cynkowo-olo¬ wiowego sa odpowiednie dla redukcji zwiazków cynku i otrzymania zuzla z pieca szybowego o wymaganej za¬ wartosci cynku.Przygotowanie wsadu tlenkowego do przerobu w pie¬ cu szybowym cynku i olowiu wedlug wynalazku w dro¬ dze grudkowania na grudkownikach talerzowych i spie¬ kania grudek w piecu obrotowym pozwoli na uzyska¬ nie szeregu efektów techniczno-ekonomicznych. Wydaj¬ nosc procesu grudkowania i spiekania grudek w piecu obrotowym jest wysoka, w zwiazku z czym niskie sa koszty budowy urzadzen i koszty produkcji grudkowa¬ nego spieku. Grudkowany spiek cynkowo-olowiowy w calosci kierowany jest do dalszego przerobu bez zawro¬ tu do pieca obrotowego a czesc jego otrzymana po prze¬ sianiu jako podziarno o wielkosci ponizej 8 mm kiero¬ wana jest na tasme D.L., pozwalajac na zwiekszenie jej wydajnosci.Proces spiekania zgrudkowanego wsadu tlenkowego w piecu obrotowym pozwala na podniesienie uzysku kad¬ mu do tlenku kadmu, wychwytywanego w urzadzeniach odpylajacych pieców obrotowych oraz poprawienie uzy¬ sku olowiu w olowiu surowym z pieca szybowego przez zmniejszenie odpedzenia olowiu, jako siarczku i tlenku olowiu w piecu obrotowym i w piecu szybowym, dzieki 5 czesciowej redukcji zwiazków olowiu do olowiu meta¬ licznego oraz dzieki utworzeniu latwotopliwych krze¬ mianów olowiu w piecu obrotowym. Zastosowanie zgrudkowanego spieku cynkowo-olowiowego w piecu szybowym do produkcji cynku i olowiu pozwoli na 10 dalsza intensyfikacje procesu szybowego i poprawe wskazników pracy pieca szybowego. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 15 1. Sposób przygotowania tlenkowych koncentratów cynku i olowiu do przerobu w piecu szybowym do pro¬ dukcji cynku i olowiu, znamienny tym, ze koncentrat przygotowuje sie w postaci zgrudkowanego spieku o wielkosci ziarn w granicach 8—30 mm o odpowiednich, 20 do przerobu w piecu szybowym cynku i olowiu, wla¬ snosciach metalurgicznych i mechanicznych w drodze nowej technologii obejmujacej grudkowanie koncentra¬ tów tlenkowych za pomoca wody podgrzanej do tem¬ peratury 40—80°C, przy pokrywaniu grudek cienka 25 warstwa surowca wzbogaconego w krzemionke dla utworzenia w czasie spiekania trudnolotnych krzemia¬ nów olowiu, oraz nastepnie spiekanie grudek w piecu obrotowym przy temperaturze 800—1300°C w regulo¬ wanej atmosferze piecowej, pozwalajacej na zmniejsze- 30 nie odpedzenia olowiu do minimum przy jednoczesnym maksymalnym odpedzeniu siarki do gazów.

2. Sposób wg zastrz. 1, znamienny tym, ze w czasie procesu spiekania grudek w piecu obrotowym prowadzi sie czesciowa redukcje zwiazków olowiu do olowiu 35 metalicznego, dzieki czemu zmniejsza sie odpedzenie olowiu do pylów w piecu obrotowym i piecu szybo¬ wym.

3. Sposób wg zastrz. 1, znamienny tym, ze w czasie procesu spiekania grudek w piecu obrotowym odpedza 40 sie kadm w postaci kadmu metalicznego i jego zwiaz¬ ków z gazami, przy czym utworzony pyl wychwytywa¬ nych jest w urzadzeniach odpylajacych pieców obroto¬ wych jako koncentrat kadmowy.

4. Sposób wg zastrz. 1, znamienny tym, ze grudko- 45 wany spiek z pieca obrotowego poddaje sie przesiewa¬ niu, przy czym ziarna o wielkosci ponizej 8 mm kie¬ ruje sie, jako zawrót, na tasme spiekalna Dwight-Iioyda do spiekania surowców siarczkowych i tlenkowych, dla zwiekszenia jej wydajnosci. PL PL